تهیه گاز متان در آزمایشگاه
هدف آزمايش تهيه کوچکترين و مهمترين هيدروکربن زنجيري سيرشده يعني متان CH4 تئوري آزمايش متان ، گازي است بيرنگ ، بيبو و در آب نامحلول که نقطه ذوب آن -182درجه سانتيگراد و نقطه جوش آن 162-درجه سانتيگراد است. متان از گروه هيدروکربنهاي سير شده زنجيري يا آلکانها ميباشد که فرمول عمومي آنها CnH2n+2 ميباشد. گاز طبيعي که در منازل وجود دارد و مورد استفاده قرار ميگيرد، مخلوطي از هيدروکربنهاي زنجيري سير شده است که %95 از آن ، گاز متان است و در اثر ترکيب با گاز اکسيژن ، توليد گاز دياکسيد کربن و بخار آب و حرارت ميکند. مخلوطي از يک حجم از گاز متان و ده حجم از هوا در اثر جرقه ، توليد انفجار بسيار شديد مينمايد که انفجار معادن زغال سنگ از آن ناشي ميشود. ميخواهيم گاز متان را به صورت آزمايشگاهي تهيه کنيم. وسايل مورد نياز • کپسول چيني • هاون • ترازو • مثلث نسوز • لوله آزمايش بزرگ و مقاوم • چاقو • پنس يا انبر فلزي • گيره و پايه فلزي • سديم استات (CH3COONa , 3H2O) • آهک زنده (CaO) • سود جامد (NaOH) شرح آزمايش 10 گرم سديم استات متبلور را در يک کپسول چيني و روي مثلث نسوز حرارت دهيد تا ذوب شده و آب تبلور را از دست بدهد. چراغ گاز را خاموش و پس از سرد شدن کپسول محتويات ، داخل آن را با نوک چاقو تراشيده و در يک هاون چيني همراه 3 گرم آهک زنده و 3 گرم سود جامد ، نرم کوبيده تا به صورت پودر در آيد. مخلوط را در داخل يک لوله آزمايش بزرگ و مقاوم که دهانه آن را با در لاستيکي که از آن ، لوله باريک شيشهاي عبور داده شده است بستهايد، حرارت دهيد. در اثر حرارت ، مخلوط ذوب گرديده و پس از آن به مدت يک دقيقه همچنان عمل حرارت دادن را ادامه دهيد تا هواي لوله کاملا خارج گردد و پس از آن ، گاز را مشتعل و سوختن گاز متان را مشاهده نماييد. نتيجه آزمايش واکنش توليد گاز متان در اين آزمايش طبق واکنش زير است: CH3COONa + NaOH → Na2CO3 + CH4 از مخلوط آهک با سديم هيدروکسيد ، توليد آهک سُده (آهک سود دار) ميشود که جاذب گازهايي نظير CO2 ، SO2 است و به جاي سديم هيدروکسيد در تهيه بسياري از واکنشها مثلا تهيه متان بکار ميرود. گاز متان امروزه در زندگي بشر جايگاه بسيار مهمي دارد و در زندگي روزمره با اين ماده حياتي استفاده نمايد. سوالات 1. فکر ميکنيد علت استفاده از آهک سُده به جاي سود در چنين واکنشهايي چيست؟ 2. آيا کاربردهايي از متان در صنعت ميشناسيد؟ 3. اين روش تهيه گاز متان ، يک روش آزمايشگاهي است. ميدانيد در صنعت اين گاز چگونه توليد ميشود که مقرون به صرفه باشد؟