Historia zakupu butli z czystym metanem zaczęła się przed pokazami naukowymi, do których wyszukiwaliśmy różne, nietypowe eksperymenty. Inspiracja przywędrowała z programu "Pogromcy Mitów" gdy Adam Savage wykonał eksperyment z rosnącą metanową wierzą wtłaczając metan do wiadra z roztworem detergentu. Szukałem różnych źródeł tego gazu, oczywiście najlepszym rozwiązaniem wydawał się gaz ziemny, ale w miejscu pokazów ani w moim laboratorium nie posiadam przyłącza. Jedynym rozwiązaniem pozostało zakupienie gazu w butli, ale znów pojawił się problem bo technicznego metanu dostać nigdzie nie mogłem. Pozostało jedynie zakupienie czystego do analiz gazu za niebagatelną kwotę, no cóż ... wszystko wymaga poświęceń.

Podczas wykonywania prezentowanych eksperymentów należy stosować ochronę twarzy !!!
Istnieje realne niebezpieczeństwo utworzenia silnie wybuchowej mieszaniny metanu z powietrzem, której eksplozja może rozerwać szkło.

Tak więc wydając trochę gotówki przywiozłem do laboratorium śliczną butle w kolorze czerwonym pełną czystego metanu. Od razu na wstępie przekażę pierwszą zbadaną właściwość tego gazu. W przeciwieństwie do gazu, dzięki któremu niedawno zagotowałem sobie wodę na kawkę, czysty metan jest całkowicie bezwonny. Gaz w instalacji celowo wzbogaca się innym bardzo wonnym gazem by w razie awarii można było zidentyfikować nawet drobny wyciek gazu i uchronić się w porę przed wybuchem lub zatruciem.

Rys. 1 Butla z metanem i reduktorem gazu.

Zaraz po przyjeździe butli pojawił się problem z ogarnięciem ciśnienia prawie 200 atmosfer, na początku myślałem, że po prostu zastosuję jeden z innych reduktorów, które posiadam w swych zapasach. Niestety okazało się, że do gazów palnych stosuje się zupełnie inne przyłącza. Przede wszystkim butle takie mają odwrotny gwint co skutecznie uniemożliwia zastosowanie reduktorów od innych gazów. Reduktora do metanu co prawda nie znalazłem, ale okazało się że będzie pasował reduktor do wodoru. Inwestując kolejne pieniążki, niestety również nie małe, mogłem już wreszcie rozpocząć eksperymenciki.

Rys. 2 Próba palności metanu.

Z rurki szklanej wykonałem kapilarę i przyłączyłem wężyk z gazem. Najpierw przedmuchałem gaz tak by mieć pewność, że już całe powietrze zostało wydmuchnięte. W przeciwnym razie w wężyku i rurce mogła by powstać mieszanina wybuchowa.

Rys. 3 Próba palności metanu.

Oczywiście spalanie metanu nie jest najbardziej efektownym doświadczeniem, praktycznie każdy z nas obserwuje to na co dzień dlatego w kolejnym eksperymencie wzbogacę trochę to spalanie zastępując powietrze czystym tlenem.

Rys. 4 Aparatura do spalania metanu w czystym tlenie.

Oczywiście eksperyment ten można wykonać w dwojaki sposób. Pierwszy to mieszanie tych dwóch gazów tuż przed spaleniem tworząc palnik wysokotemperaturowy. Nie mam aktualnie takich możliwości dlatego postanowiłem czystym tlenem wypełnić zlewkę i wprowadzić kapilarę z zapalonym gazem.

Rys. 5 Płomyk metanu w powietrzu.

Na powyższym zdjęciu zapalony u wylotu kapilary metan pali się jeszcze w powietrzu, ale za chwilę drugą rurką zacznę do zlewki wtłaczać czysty tlen z drugiej butli.

Rys. 6 Płomyk metanu w czystym tlenie.

Gdy do zlewki zacząłem wpuszczać czysty tlen płomyk zrobił się praktycznie niewidoczny by po chwili zrobił się mocno żółty. Metan w czystym tlenie zaczął spalać się całkowicie w dużo wyższej temperaturze.

Rys. 7 Płomyk metanu w czystym tlenie.

O znacznym wzroście temperatury świadczy ten właśnie intensywny żółty kolor. Skąd on pochodzi ? otóż kapilara wykonana została ze szkła sodowego, charakteryzuje się ono tym, że ma niezbyt wysoką temperaturę topnienia. Gdy temperatura znacznie wzrosła szkło się stopiło i jony sodu zaczęły parować zabarwiając płomień.

Rys. 8 Płomyk metanu w tlenie przy większym przepływie.

Dla pozbycia się zabarwienia pochodzącego od szkła zwiększyłem przepływ metanu co odsunęło trochę płomień, szkło się ostudziło i przestało parować. Teraz widać różnicę pomiędzy spalaniem w powietrzu i czystym tlenie.