Химия и Химики № 3 2014. Эксперименты с метаном и газовые горелки

Переливание метана

Газы можно переливать из сосуда в сосуд - подобно жидкостям. Разница в том, что одни газы тяжелее воздуха (как жидкости), другие легче. Например, углекислый газ, бутан или элегаз можно переливать из сосуда в сосуд, как воду. А в случае водорода или гелия дело обстоит аналогично, - с той разницей, что данные газы легче воздуха и будут "течь" снизу верх.

Между переливанием газов и жидкостей есть и другое различие, на котором обычно не акцентируют внимание: газы смешиваются между собой в любых соотношениях (ограничения в смешиваемости газов возникают только при высоких давлениях). Другими словами, при "переливании" газов они частично смешиваются с воздухом. Смешивание (и улетучивание) происходит и при простом стоянии газов в открытых сосудах. Особенно это следует учитывать для газов, которые образуют с воздухом взрывчатые смеси.

В журнале уже были описаны опыты по переливанию пропан-бутановой смеси и гелия [1]. Решил провести аналогичный эксперимент с метаном. Подобно гелию, метан легче воздуха и подобно пропан-бутановой смеси он легко вспыхивает от пламени.

Поставил вверх дном две банки - литровую и трехлитровую. Трехлитровую банку заполнил природным газом, вставив в нее трубку, подключенную к газовой плите. После этого зажег свечу, поднял литровую банку и внес в нее свечу. Естественно, ничего не произошло, поскольку банка заполнена воздухом.

Погасил свечу, взял литровую банку вверх дном и "налил" в нее метан из трехлитровой. Визуальных изменений не произошло, но литровая банка заполнилась метаном. Снова зажег свечу, перевернул литровую банку горлышком вверх и быстро поднес к отверстию пламя свечи. Метан загорелся желто-синим пламенем, стенки банки запотели от капелек воды.

Попробовал также перелить метан из литровой банки в трехлитровую, а затем его поджечь. В трехлитровой банке метан частично смешивается с воздухом, поэтому вспышка получалась разноцветной, быстрой и более сильной, чем в случае литровой банки (хотя объем метана в обоих случаях одинаков - 1 л).

Во время одного из опытов произошел любопытный случай. Перед тем, как переливать метан из литровой банки в трехлитровую, я также внес в трехлитровую банку свечу - чтобы продемонстрировать, что в ней находится только воздух. Неожиданно появилось синее пламя. Оказалось, что в этой банке остался метан после предыдущего опыта, когда я переливал газ из трехлитровой банки в литровую: даже после переливания (и сопутствующих потерь) в банке осталось достаточно метана.

__________________________________________________
¹ Эксперименты с пропан-бутановой смесью. Переливание пропан-бутановой смеси [ссылка], Эксперименты с пропан-бутановой смесью ч.10 . Из пустого в порожнее (переливание пропан-бутановой смеси) [ссылка], Эксперименты с гелием ч.6. Переливание гелия [ссылка].

Смотреть Видео - из трехлитровой банки в литровую (55 Мб, .avi ) Смотреть Видео - из литровой банки в трехлитровую (127 Мб, .avi )