تهیه گاز متان

یک لوله آهنی سر بسته به طول ۸۰ سانتی متر به صورتی که دهانه ۴ سانتی متر آن از روی کوره بیرون باشد را با دانه های درشت زغال به اندازه فندق ، پر می کنند و یک لوله شیشه ای گشاد خمیده به وسیله چوب پنبه که با کاغذ صافی نم دار پیچیده شده است ، در آن قرار می دهیم و درون یک شیشه ارلن نسبتا بزرگ وارد می کنند . دهانه شیشه ارلن را با یک چوب پنبه دو سوراخه مجهز می کنیم که از سوراخ دیگر آن ، یک لوله قطره گیر مجهز به پنبه شیشه نیز وارد شده و سپس با یک شیشه شست و شو تا نیمه مملو از آب مربوط می کنند که لوله دیگر آن به وسیله یک قطعه لوله لاستیکی به چراغ بونزن متصل است . شیشه ارلن درون یک تشتک شیشه مملو از یخ و آب قرار گرفته است و لوله آهنی را نیز روی یک کوره شش یا هشت شعله نهاده اند .

اکنون کوره را روشن کرده و لوله را با حرارت سرخ می کنند . محصولات تقطیر ، قسمتی آب گونه و یا قطراتی در شیشه ارلن است که جمع می شوند . پس از خارج کردن هوای درون دستگاه ، گازی که از چراغ بونزن بیرون می آید را آتش می زنند که با شعله بزرگ ملایم و روشن می سوزد و این گاز همان گاز متان است . پس از آنکه هوای درون دستگاه به کلی خارج شد ، شعله بی رنگ می شود و پس از ختم عمل ، شعله های کوره را خاموش می کنند و پس از خاموش شدن شعله چراغ بونزن ، شیشه شست و شو را از دستگاه بیرون می آورند . آب گونه محتوی درون شیشه شست و شوی را با کاغذ قرمز تورنسل امتحان کنید و قسمتی از آن را با چند قطره محلول نیترات جیوه درون یک لوله آزمایشی مجاور نمایید و به قسمت دیگری قدری معرف نسلر بزنید و محصول واکنش را مشاهده کرده و فرمول آن را بنویسید . آمونیاک درون شیشه ارلن را نیز آزمایش نمایید ، پس از سرد شدن لوله آهنی محصول درون آن را ( کک) خارج کرده و روی یک صفحه چینی بریزید که سرد شود .

دقیقا دستگاهی مانند روش کار قبل درست می کنیم فقط به جای یک شیشه شست و شو باید دو شیشه به لوله آهنی متصل کنیم و با محلول سود معمولی تا نیمه پر کنیم . به شیشه دومی یک قطعه لوله لاستیکی بلند و یک لوله کوتاه شیشه ای متصل می کنیم . مخلوطی از سدیم استات بدون آب و آهک سوده را درون لوله آهنی می ریزیم و بر روی دهانه آن یک ردیف پنبه شیشه قرار می دهند (۷۵   گرم استات و ۷۵ گرم آهک را در یک هاون که قبلا گرم کرده باشند ، خوب می سایند و در شیشه سربسته محفوظ نگه می دارند ) .اکنون لوله را به تدریج از انتها حرارت می دهیم که قرمز تاریک شود و گاز حاصله را ابتدا به وسیله لوله آزمایش معکوسی که روی لوله شیشه مربوط به انتهای دستگاه متصل کرده اند برای وجود هوا ، امتحان می کنند و سپس در یک انبار گاز ( گازومتر ) جمع می نمایند . پس از پر کردن گاز ها ، اتصال لوله آهنی را با شیشه شست و شو قطع می کنند . سپس شعله های کوره را خاموش می کنند . قسمتی از مواد باقی مانده درون لوله آهنی را در لوله آزمایش با استیک اسید مجاور کرده و یک قیف شیشه ای را که با آب آهک آغشته نموده ، روی آن نگه می دارند و قسمت دیگر باقی مانده را بدون اسید امتحان می کنند .

برای آزمایش با محصول ایجاد شده و درستی آزمایش یک استوانه شیشه ای را زیر آب با گاز متان پر می کنند و دهانه آن را با یک قطعه شیشه ای مدور بسته و آن را از آب خارج می کنیم و بر روی میز قرار می دهیم و پس از برداشتن شیشه دهانه آن ، فورا آن را آتش می زنیم . می بینیم که شعله متان با ملایمت و بی رنگ می سوزد و به داخل استوانه بر می گردد . پس از سوختن گاز قدری آب آهک درون استوانه ریخته و آن را هم می زنیم و در نتیجه آب تیره می شود .

یک روش دیگر برای درستی آزمایش وجود دارد که می توان یک استوانه مملو از گاز متان را را در دست چپ و یک شمع افروخته در دست راست قرار دهیم و شمع را آهسته وارد استوانه کنیم در این هنگام شعله گاز در دهانه می سوزد و شمع خاموش می شود ولی پس از خارج نمودن شمع ، شمع به تدریج مشتعل می شود  (متان باعث احتراق نمی شود) .

متان از هوا سبک تر است بنابراین یک استوانه مملو از گاز متان را بر روی میز قرار داده و شیشه دهانه آن را بر میداریم و پس از یک دقیقه آن را مشتعل می کنیم و می بینیم که مشتعل نمی شود در این هنگام یک شمع افروخته را درون آن می برند و مشاهده می شود که شمع می سوزد. وزن مخصوص هوا و متان برابر ۱/۷۹۲  است .

در یک استوانه قدری پرمنگنات قرار داده و بر روی آن جوهر نمک غلیظ یا همان هیدروکلریک اسید می ریزیم و شعله گاز متان را که از یک لوله به شکل  U خارج می شود ، درون آن فرو می برند . در این حالت گاز می سوزد و ابر سیاه زیادی تولید می شود .

درون یک قرع شیشه ای را تا نیمه با خاک اره یا پوشال نرم چوب ، پر می کنند و آنچه که در دهانه مانده با برس نرم و یا پر مرغ تمیز می نمایند و انتهای محل خروج گاز لوله شیشه ای را از سر گشادش ، یک قطعه پشم شیشه می گذارند. سپس در مرحله دیگر یک شیشه ارلن کوچک را با یک قطعه لوله شیشه ای نازک به طول ۳۰ سانتی متر و قطر ۸ میلی متر ، مجهز می کنند سپس آن را بر روی توری نسوز قرار داده و طوری که بتوان آن را حرارت داد . درون شیشه ارلن چند قطعه سنگ جوش( گلوله های چینی یا بلور ) قرار داده و تشتک زیر لوله بزرگ را از آب و یخ پر می کنیم . حال قرع را ابتدا باشعله روشن و سپس با شعله بی رنگ با احتیاط حرارت می دهیم . پس از بیرون راندن هوای درون دستگاه ، گاز حاصله را از دهانه لوله خمیده شیشه می سوزانند که با شعله روشن بلندی می سوزد . سپس آن قدر قرع را حرارت می دهند تا شعله به تدریج خاموش شود . آن زمان لوله بزرگ را از دستگاه جدا می کنیم . در لوله بزرگ دو طبقه مایع واقع شده که طبقه بالا مایع سبک و مایع سنگین در طبقه پایین است . طبقه بالای آب گونه را درون شیشه ارلن کوچک که از قبل تهیه شده، ریخته و به وسیله یک کاغذ لیتموس آبی خاصیت آن را مشخص می کنند . سپس مقدار زیادی آب آهک به آن اضافه می کنیم و تا موقع جوشش ، حرارت می دهیم و بخارات حاصله الکل را که از دهانه لوله بلند شیشه خارج می شود را می سوزانند و شعله به رنگ آبی است . قرع شیشه را ابتدا با وسایل مکانیکی و سپس به وسیله جوهر گوگرد غلیظ با احتیاط تکان داده و گرم کرده و می گذارند تا به مدت کمی بماند و بدین صورت تمیز می شود .

کتاب شیمی آلی عملی از دکتر ابوالحسن شیخ

گرد آورنده و نویسنده ایمان انصاری