Question

Как опытным путем можно отличить метан от водорода? Напишите уравнения в соответсвии с последовательностью проведения реакций.

Answer 1

По запаху не получится, так как чистый метан и водород не пахнут.
Нужно одинаковые объемы газов взвесить. Метан имеет при атмосферном давлении большую плотность.

 Метан воняет только у нас на кухне, в него специально добавляют серосодержащее соединение, которое имеет неприятный запах, чтобы определить протечку. Вообще метан не пахнет, он горит ярким голубоватым пламенем без копоти. Водород горит в смеси с кислородом 2:1 со взрывом
2H2+O2=2H2O
Это называется "гремучая смесь"

 

если в нижнюю часть пламени внести холодный предмет, то в пламени метана на нем осядет сажа. 

 
Водород, конечно, же горит, еще лучше, чем метан...

Но сажу получить при сжигании метана (или заметить) не всегда удается (особенно, если газа немного) — все же бОльшая часть метана успевает сгореть, образуя углекислый газ... А вот при сгорании водорода образуется только вода (в виде пара) и вот ее обнаружить при помощи конденсации на массивном холодном предмете очень просто.
А вообще-то сам цвет пламени при горении этих двух газов достаточно хорошо различается...

 

Точное содержание метана и водорода определяют газовой хромотографией.

Для определения безопасности атмосферы существуют специальные газоанализаторы, рассчитанные на определенный газ. Они могут выдавать ложную тревогу.

По плотности. Подъемная сила водорода примерно в два раза выше метана. Можно взвешивать воздушные шары. Но даже зто, как бы это не казалось невероятным, очень опасно, если газы смешаны с воздухом. Шансы возникновение искры от статического электричества при работе с воздушными шарами очень высоки.

По виду пламени. Пламя водорода на воздухе более прозрачное, но разницу заметить может быть сложно. Гораздо лучше разница заметна при горении газов в хлоре. Пламя водорода остается синевато-прозрачным. Пламя метана в хлоре - яркое, коптящее. Этот эксперимент тоже опасен, т.к. оба газа образуют детонирующие смеси с хлором и с воздухом. 

 

Answer 2

Метан (CH4) и водород (H2) могут быть отличены друг от друга опытным путем путем проведения реакций с другими веществами.

1. Реакция с хлором (Cl2): CH4 + Cl2 -> CH3Cl + HCl (метилхлорид и соляная кислота) H2 + Cl2 -> 2HCl (соляная кислота) Метан реагирует с хлором, образуя метилхлорид и соляную кислоту, в то время как водород просто образует соляную кислоту.

2. Реакция с кислородом (O2): CH4 + 2O2 -> CO2 + 2H2O (диоксид углерода и вода) H2 + O2 -> 2H2O (вода) Метан полностью сгорает в кислороде, образуя диоксид углерода и воду, в то время как водород просто образует воду.

3. Реакция с перманганатом калия (KMnO4) в кислой среде: CH4 + 2KMnO4 + 8H2SO4 -> CO2 + 2MnSO4 + K2SO4 + 8H2O (диоксид углерода, сульфат марганца(II), сульфат калия и вода) H2 + 2KMnO4 + 3H2SO4 -> 2MnSO4 + K2SO4 + 5H2O (сульфат марганца(II), сульфат калия и вода) Метан и водород реагируют с перманганатом калия в кислой среде, образуя сульфат марганца(II), сульфат калия и воду. Однако реакция метана также образует диоксид углерода.

Проведение этих реакций позволяет определить, наличие метана и водорода в смеси, основываясь на образовании соответствующих продуктов реакции.