Miért ez a metán égésének a képlete?

Kérdező!

Gondolj bele abba, hogy hidrogén viszonylag könnyen (már egy szikra is elég), és meglehetősen hevesen (pl. Hindenburg katasztrófa) reagál az oxigénnel. A metán égése során, amikor több, mint ezer fok a lánghőmérséklet, gondolod, hogy csak úgy szépen elsétál, reakció nélkül?

Egyébként ha kevés az oxigén, akkor is inkább a szén marad meg, a szerves anyag hidrogéntartalma elég (kormozó láng).

Léghiányos elégetéskor ez a (bruttó) reakció is lehetséges:

CH4 + O2 = CO + H2O + H2

De csak külső hő segítségével, és nikkel katalizátor jelenlétében.

A képlet amit felírtál egy összeg, a kezdeti és végállapotokra vonatkozik. Nem ez az a reakció, ami közvetlenül lejátszódik. Ha a kezdeti és végállapotra vagy kíváncsi, akkor meg kell nézned, hogy milyen stabil végtermékeid lehetnek. Mivel a víz sokkal stabilabb a H2-nél, O2 jelenlétében és melegben pedig főleg, így az lesz a végtermék. Ha a stabilitásra vagy kíváncsi, akkor megnézheted a standard képződési entalpiákat. Amelyiknek alacsonyabb, az általában a stabilabb. De ezt meg is jegyezheted, előbb-utóbb úgyis meg fogod: a H2O és a CO2 a legstabilabb molekulák közé tartoznak a világon. Minden szerves anyag égése során ezek keletkeznek.

A reakciók egy másik megközelítése, hogy a reakció útját derítjük fel, gondolom valami ilyesmivel próbálkoztál amikor a 2. egyenletet megszülted. Ez a metán esetén elég lehetetlen. Úgy általában ha O2 van a reakcióban, az gyökös lesz, és ez azt jelenti, hogy több száz villámgyors, instabil gyökös molekulán keresztül játszódik le, és nem fogod kitalálni, hogy pontosan mi a reakció út. Cserében viszont a gyökös reakcióknál szinte mindig az energetikailag legstabilabb eredményt kapjuk, így általában használható rájuk az első eszmefuttatásom.

Adós maradtam néhány technikai részlettel.

A reakció amit említettem egy Ipsen-Selas ipari védőgáz generátorban játszódik le 1000°C-on megfelelő katalizátor mellett. A gázelegyet a retorta (reakció kamra) elhagyása után azonnal gyorsan lehűtik, hogy a :

H2 + CO = C +H2O

Reakció ne játszódjon le.

Természetesen, normál körülmények között a szénhidrogének égése bomlással, és a hidrogén égésével kezdődik, a szén (lánc) oxidációja csak utána következik.