Какой станет наша планета через пару десятков лет – вот вопрос, который до сих пор мучает все человечество. Превратится ли наш дом в уютный уголок, или же постоянно расширяющаяся свалка скоро доберется до наших дворов? Переработка бытового мусора используется в развитых странах вот уже более 40 лет, но для России до сих пор являются чем-то новым. Тем более, что общественности практически ничего не известно о наиболее прогрессивных технологиях в сфере переработки мусора.
Так, далеко не все из нас знают о том, что из обычного бытового мусора, которым забит каждый полигон ТБО, вернее из его органической составляющей при помощи такого устройства как биореактор можно получить биогаз – газ, имеющий в своем составе метан.
Полученная путем сжигания биогаза электроэнергия способна не только удовлетворить собственные нужды мусороперерабатывающего завода, но и использоваться для последующей продажи. Представьте себе, как это удобно, ведь из обычных отходов можно получить доходы. Причем данная технология переработки мусора является абсолютно безопасной и экологически чистой.
Однако полученный из мусора метан можно не только сжигать для получения тепла и электричества. Из метана путем процесса пиролиза можно получать ацителен. Что же это за вещество, и для чего оно нужно? Об этом мы поговорим чуть позже, а пока сделаем основной упор на самом процессе пиролиза метана.
Видео:Химические свойства алканов. 1 часть. 10 класс.Скачать
Пиролиз метана реакция
Пиролиз метана это процесс, осуществляемый при высокой температуре в 1200-1500°С с последующим ему быстрым охлаждением продуктов реакции. В результате пиролиза образуется ацитилен, который здесь является скорее не конечной целью, а промежуточным продуктом, необходимым для дальнейшего производства продуктов органического синтеза. Поскольку пиролиз метана только для получения ацетилена экономически невыгоден, данная технология обычно применяется на заводах, осуществляющих его дальнейшую переработку в такие продукты как, например, синтетический каучук. Важным фактором, определяющим степень эффективности процесса пиролиза метана, является стойкость получаемых и исходных углеводородов при высокой температуре.
Судить о термической стойкости углеводородов можно по изменению в зависимости от температуры свободной энергии их образования. Чем ниже при данной температуре будет свободная энергия, тем стабильнее углеводород. Исследования данной зависимости показали, что стабильность ацетилена увеличивается с повышением температуры у, в то время как у других углеводородов стабильность падает. Это означает, что они при соответствующих условиях способны превратиться в ацетилен. Поскольку свободная энергия образования ацетилена при температуре 1200 °С меньше чем свободная энергия образования метана, то это сделало возможным образование ацетилена непосредственно из метана.
Однако ацетилен при 1500°С является термодинамически неустойчивым веществом, и в весьма короткий промежуток времени может разложиться на водород и углерод (сажу). Во избежание разложения получившегося в процессе пиролиза метана ацетилена время пребывания пиролизных газов в реакционной зоне ни в коем случае не должно превышать сотой доли секунды.
Продукты, полученные в результате реакции пиролиза метана, быстро охлаждаются до температуры 90—200 «С. Делается это для того, чтобы сохранить ацитилен, поскольку при такой температуре реакция разложения ацетилена прекращается. Охлаждение ацитилена производят путем впрыскивания в газовый поток воды. Данный процесс называется закалкой ацитилена.
Видео:Все реакции разложения в неорганике | Химия ЕГЭ 2022 | УмскулСкачать
Пиролиз метана уравнение
В настоящее время подробной кинетической схемы процесса пиролиза метана не существует. Однако метод и реакции пиролиза можно представить в виде ряда химических уравнений. Ацетилен добывают из метана путем термического разложения (пиролиза) по реакции:
Для поддержания реакции пиролиза необходимо тепло, которое подводится путем нагрева исходных газов и образуется в результате сжигания непосредственно в реакционном объеме небольшого количества метана. В связи с тем фактом, что процесс пиролиза метана осуществляется в факеле, одновременно с образованием ацетилена протекает целый ряд побочных реакций, среди которых:
Помимо указанных, также протекают и реакции образования высших ацетиленовых углеводородов, например, таких как диацетилен, метил ацетилен, винилацетилен и др.
Видео:Габриелян О. С. 8 класс §30 "Реакции разложения".Скачать
Продукты пиролиза метана.
Ацетилен это бесцветный горючий газ с формулой C2H2. Данное вещество, которое по своей массе легче воздуха, обладает резким запахом. Ацетилен был впервые получен в 1836 году химиком Эдмондом Дэви, который получил его путем обработки карбида калия водой. Тогда ацетилен было решено использовать для освещения улиц. Ацетиленовые горелки давали примерно в 15 раз больше света, нежели обычные газовые фонари на метане, которыми освещали улицы. С течением времени они были вытеснены электрическими фонарями, но еще долго использовались в отдельных местностях.
Данное вещество так и осталось бы забытым, если бы не развитие химической промышленности не нашло ему новое применение. В середине прошлого века ацетилен нашел все более широкое применение в качестве исходного сырья при производстве самых различных химических продуктов. Ацитилен используется для получения:
- мономеров для хлоропренового каучука
- различных пластических масс (поливинилхлорид, поливинилацет)
- химических волокон
- растворителей
Видео:Химические свойства алканов | Химия ЕГЭ для 10 класса | УмскулСкачать
Пиролиз метана
Пиролиз метана протекает при высокой температуре в 1200-1500°С с последующим ему быстрым охлаждением продуктов реакции. В результате пиролиза образуется ацитилен, который в дальнейшем используется для производства продуктов органического синтеза.
Ацетилен при 1500°С является термодинамически неустойчивым веществом, и в весьма короткий промежуток времени может разложиться на водород и углерод (сажу). Чтобы избежать разложения получившегося в процессе пиролиза метана ацетилена время пребывания метана в реакционной зоне не превышает сотой доли секунды.
Видео:1.3. Алканы: Химические свойства. Подготовка к ЕГЭ по химииСкачать
Уравнение реакции разложения метана при 1200 1500
Напишите уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить следующие превращения:
При написании уравнений реакций используйте структурные формулы органических веществ.
1) Нагревание натриевой соли уксусной кислоты (ацетата натрия) с избытком щелочи приводит к отщеплению карбоксильной группы и образованию метана:
2) При нагревании метана до температуры 1500°C возможно образование ацетилена:
3) При пропускании ацетилена над активированным углем образуется смесь продуктов, одним из которых является бензол:
4) Одним из способов введения заместителя в бензольное кольцо — реакция бензола с галоленпроизводным в присутствии хлорида алюминия:
5) При действии перманганата калия в среде KOH толуол окисляется до бензоата калия:
💥 Видео
Экзо- и эндотермические реакции. Тепловой эффект химических реакций. 8 класс.Скачать
Разложение нитратов за 5 минут | ХИМИЯ ЕГЭ | СОТКАСкачать
Реакции замещенияСкачать
Механизм реакций замещения | Химия ЕГЭ 10 класс | УмскулСкачать
Составление уравнений реакций для генетических цепочек по кислородсодержащим. часть 1Скачать
Влияние концентрации на скорость химических реакций. 10 класс.Скачать
Окисление метанаСкачать
1.2. Алканы: Способы получения. Подготовка к ЕГЭ по химииСкачать
Алканы. Химические свойства. Ч.1. Реакции радикального замещения.Скачать
Задача №34 на разложение нитрата и массовую долю | ЕГЭ по химии 2024Скачать
ON Fire. Все реакции в органике и неорганике при нагреванииСкачать
1.4. Алканы: Решение цепочек. ЕГЭ по химииСкачать
Разложение гидроксида меди (II) при нагревании I ЕГЭ по химииСкачать
Химические и физические свойства алканов | Химия 10 класс #6 | ИнфоурокСкачать
Химические свойства алкановСкачать
