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Mise en valeur du méthane

  1. Paul GC

    Date d'inscription
    décembre 2017
    Âge
    16
    Messages
    2

    Mise en valeur du méthane

    Bonjour,
    Etant lycéen et dans le cadre des TPE sur le biogaz
    Nous souhaiterons montrer l'existence de méthane sous forme de gaz.
    D'apres nos recherche la combustion de CH4 n'est pas une bonne solution ( étant donné que nous voudrions en conserver une partie ) et qu'il faute des proportions bien particulière ( entre 5 et 20%)
    merci d'avance

    -----

     


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  2. moco

    Date d'inscription
    février 2004
    Localisation
    Entre Lausanne et Genève, en Suisse
    Âge
    80
    Messages
    22 690

    Re : Mise en valeur du méthane

    Bonjour,
    On aimerait bien comprendre de quoi il s'agit.
    1 - Vous dites d'abord que aimeriez "montrer l'existence de méthane sous forme de gaz". Comme le méthane est un gaz, je ne vois pas très bien ce que vous voudriez montrer. C'est comme si demandiez de montrer l'existence de sel sous forme de solide, ou d'eau sous forme de liquide....
    2 - Vous dites que "la combustion du méthane n'est pas une bonne solution". Qu'est-ce que cela veut dire ? Une bonne solution à quoi ? A quel problème ?
    3 - Vous dites enfin que "il faut des proportions bien particulières". Des proportions particulières de quoi ? Et pour faire quoi ?

    Je répète. On aimerait bien comprendre de quoi il s'agit ...
     

  3. Paul GC

    Date d'inscription
    décembre 2017
    Âge
    16
    Messages
    2

    Re : Mise en valeur du méthane

    Bonjour, merci de votre intérêt
    Je m'explique:
    Nous réalisons une méthanisation de produits organique: fermentation dans le but de réaliser du biogaz.
    Or pour savoir si nos expériences fonctionnent on voudrait savoir si la fermentation rejette bien du méthane.
    Nous avons penser dans un premier temps à prouver l’existence de méthane en réalisant une combustion de celui-ci mais cette hypothèse nous semble peu pratique car elle nous oblige à bruler l’intégralité du méthane à notre disposition (nos bocaux sont hermétique mais nous ne pouvons pas contrôler le flux de gaz sortant)
    De plus nous savons que le méthane brule dans l'air que sous certaines proportions en dessous de 5% de méthane dans l'aire celui-ci ne brule pas.
    Ne disposant pas de quantité illimité nous cherchons donc un moyen précis de prouvé l’existence de méthane dans notre milieu de culture a l'aide , si il existe, d'un produit réagissant au méthane (comme l'eau de chaux se trouble en contacte de CO2)

    En espérant que vous cerner mieux le sujet
     

  4. moco

    Date d'inscription
    février 2004
    Localisation
    Entre Lausanne et Genève, en Suisse
    Âge
    80
    Messages
    22 690

    Re : Mise en valeur du méthane

    Bonsoir,
    Non. Il n'existe pas de produit qui réagisse en présence de méthane comme l'eau de chaux le fait pour le CO2.
    La manière la plus simple pour prouver la présence de méthane serait de prélever un échantillon de ce gaz et de l'analyser par chromatographie gazeuse. Mais, comme tu es un lycéen, il y a fort à parier que ce genre d'appareil n'est pas à votre disposition au lycée, car il est très coûteux.

    Sinon, vous pouvez utiliser la méthode qu'a utilisée Liebig au 19ème siècle pour analyser les substances organiques comme le méthane. Mais c'est très laborieux. Il faut prélever un échantillon du gaz à analyser avec une grosse seringue de plus de 50 mL. Puis pousser lentement sur la seringue pour chasser le gaz dans un fin tuyau de caoutchouc menant à un long tube de verre horizontal. Ce tube de verre est rempli en son milieu de grains d'oxyde de cuivre noir CuO, et il est chauffé en permanence par une flamme qui le maintient à une température d'au moins 400°C (mais ce n'est pas critique). Puis le gaz, après avoir traversé ce tube rempli de CuO chaud, traverse un deuxième tube assez semblable, mais froid et rempli en son milieu de Chlorure de calcium CaCl2, puis un troisième tube identique, mais froid et rempli de NaOH. Les deux tubes de CaCl2 et de NaOH doivent être pesé avant et après l'expérience. L'expérience est assez rapide. On vide la seringue. Puis on la remplit d'air deux ou trois fois, et on la vide à travers les trois tubes, comme si c'était du gaz méthane. L'opération ne doit pas durer plus de une à deux minutes. Après quoi on pèse très vite les deux tubes de CaCl2 et NaOH.

    Chimiquement, il se passe la réaction suivante dans le premier tube de CuO :
    4 CuO + CH4 --> CO2 + 2 H2O + 4 Cu
    Dans le tube de CaCl2, la vapeur d'eau produite par l'action de CuO est fixée par CaCl2 qui devient CaCl2·6H2O.
    Dans le tube de NaOH, le CO2 produit par CuO est capté par NaOH, selon l'équation : 2 NaOH + CO2 --> Na2CO3 + H2O
    Dans les deux cas, les deux tubes augmentent de poids, et l'augmentation de poids du tube de CaCl2 est égale à la masse de H2O produit par l'action de CuO. L'augmentation de poids de NaOH est due à la masse de CO2 produite par l'action de CuO.
    Si le gaz est du méthane, et qu'on en a utilisé n moles, on doit produire n moles de CO2 donc une masse de n·44 g, et une masse de H2O égale à n·36 g. Quoi qu'on fasse, l'augmentation de masse du tube de NaOH doit être égale au 44/36 de l'augmentation de masse du tube de CaCl2. Si vous obtenez ce résultat, c'est que le gaz est du méthane.

    Mais si vous faites cet essai, il faudrait mettre de l'eau de chaux dans un coin de votre bocal pendant la fermentation, car la fermentation qui produit du biogaz CH4 produit aussi du CO2. Et il faut capter ce CO2 avant d'envoyer ce gaz dans le tube de CuO chaud.

    Et le couvercle qui ferme votre bocal devrait être muni d'un robinet de sortie pour vous permettre de prélever une partie du gaz en fin de fermentation.
    Dernière modification par moco ; 05/12/2017 à 21h49.
     


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