Способы получения метана
Краткий ответ: метан получают:
В лаборатории — нагреванием ацетата натрия с натронной известью: \[ \mathrm{CH_3COONa + NaOH \xrightarrow[\mathrm{CaO}]{t} CH_4\uparrow + Na_2CO_3} \]
Гидролизом карбида алюминия водой: \[ \mathrm{Al_4C_3 + 12H_2O \rightarrow 4Al(OH)_3 + 3CH_4\uparrow} \]
Из природного и биогаза — метан выделяют и очищают. В промышленности его также можно синтезировать из оксида углерода(II) и водорода: \[ \mathrm{CO + 3H_2 \xrightarrow{t,\,кат.} CH_4 + H_2O} \]
Как понять первый способ
Ацетат натрия имеет формулу \(\mathrm{CH_3COONa}\). При нагревании с щёлочью от него отщепляется карбоксильная группа \(\mathrm{-COONa}\), а оставшаяся группа \(\mathrm{CH_3-}\) присоединяет водород:
\[ \mathrm{CH_3- \longrightarrow CH_4} \]
Это называется декарбоксилированием. В общем виде:
\[ \mathrm{RCOONa + NaOH \rightarrow RH + Na_2CO_3} \]
Чтобы получить именно метан, берут \(\mathrm{R = CH_3}\).
Проверка уравнений
- В первом уравнении: углерод, водород, кислород и натрий уравнены.
- Во втором: из \(\mathrm{Al_4C_3}\) образуются \(4\) молекулы \(\mathrm{Al(OH)_3}\) и \(3\) молекулы метана.
- Метан обозначен стрелкой вверх \(\mathrm{\uparrow}\), потому что это газ.
Важно: природный газ — это не химический способ получения, а природный источник метана, из которого его выделяют.
