«Получение метана и изучение его свойств»

Практическая работа № 3: «Получение метана и изучение его свойств».

Ход урока:

1. Запишите цель практической работы:

Цель: получить газ метан и изучить его основные свойства.

2. Запишите вещества и оборудование:

(с указанием их химических формул).

Уксуснокислый натрий, обезвоженный; натронная известь; бромная вода, насыщенный раствор; перманганат калия, 1 н. раствор, газоотводная трубка.

3. Изучите теоретический материал по данной теме:

Метан (лат. methanum; болотный газ), CH₄ — простейший по составу предельный углеводород, при нормальных условиях бесцветный газ без вкуса и запаха.

Малорастворим в воде, почти в два раза легче воздуха.

Метан нетоксичен, но при высокой концентрации в воздухе обладает слабым наркотическим действием (ПДК 7000 мг/м³). Имеются данные, что метан при хроническом воздействии малых концентраций в воздухе неблагоприятно влияет на центральную нервную систему.

Накапливаясь в закрытом помещении в смеси с воздухом метан становится взрывоопасен при концентрации его от 4,4 % до 17 %. Наиболее взрывоопасная концентрация в смеси с воздухом 9,5 об.%.

Метан — третий по значимости парниковый газ в атмосфере Земли (после водяного пара и углекислого газа, его вклад в парниковый эффект оценивается 4-9 %).

Основной компонент природного газа (77-99 %), попутных нефтяных газов (31-90 %), рудничного и болотного газов (отсюда произошли другие названия метана — болотный или рудничный газ). В анаэробных условиях (в болотах, переувлажнённых почвах, кишечнике жвачных животных) образуется биогенно в результате жизнедеятельности некоторых микроорганизмов.

Большие запасы метана сосредоточены в метаногидратах на дне морей и в зоне вечной мерзлоты.

Метан также был обнаружен на других планетах, включая Марс, что имеет значение для исследований в области астробиологии. По современным данным, в атмосферах планет-гигантов солнечной системы в заметных концентрациях содержится метан.

Предположительно, на поверхности Титана в условиях низких температур (−180 °C) существуют целые озера, и реки из жидкой метано-этановой смеси. Велика доля метановых льдов и на поверхности Седны.

Получение:

Химические свойства:

Метан — первый член гомологического ряда насыщенных углеводородов (алканов), наиболее устойчив к химическим воздействиям.

Подобно другим алканам вступает в реакции радикального замещения — галогенирования, сульфохлорирования, сульфоокисления, нитрования и других, но обладает меньшей реакционной способностью по сравнению с другими алканами.

Для метана специфична реакция с парами воды, в которой в промышленности применяется в качестве катализатора никель, нанесённый на оксиде алюминия (Ni/Al₂O₃) при 800-900 °C или без катализатора при 1400-1600 °C.

Образующийся в результате реакции синтез-газ может быть использован для последующих синтезов метанола, углеводородов, уксусной кислоты, ацетальдегида и других продуктов.

Применение метана:

Метан используется в качестве топлива для печей, водонагревателей, автомобилей, турбин и др. Для хранения метана используется активированный уголь.

Жидкий метан в сочетании с жидким кислородом также используется в качестве ракетного топлива, например в двигателях BE-4 и Raptor.

Как основной компонент природного газа, метан важен для производства электроэнергии, сжигая его в качестве топлива в газовой турбине или парогенераторе. По сравнению с другими видами углеводородного топлива метан производит меньше углекислого газа на каждую единицу выделенного тепла.

При температуре около 891 кДж/моль теплота сгорания метана ниже, чем у любого другого углеводорода. Тем не менее, он производит больше тепла на массу (55,7 кДж/г), чем любая другая органическая молекула из-за его относительно большого содержания водорода, что составляет 55 % теплоты сгорания, но отдаёт только 25 % молекулярной массы метана. Во многих городах метан подаётся в дома для отопления и приготовления пищи.

В этом контексте его обычно называют природным газом, содержание энергии в котором составляет 39 мегаджоулей на кубический метр. Сжиженный природный газ (СПГ) представляет собой преимущественно метан (Ch5), превращаемый в жидкую форму для удобства хранения или транспортировки.

Рафинированный жидкий метан используется в качестве ракетного топлива. Метан, как сообщается, имеет преимущество перед керосином в том, что он наносит меньше углерода на внутренние части ракетных двигателей, что уменьшает сложность повторного использования ускорителей.

Метан используется в качестве сырья в органическом синтезе, в том числе для изготовления метанола.

4. Просмотрите видео — ролики проведённых экспериментов и запишите ход экспериментов, наблюдение при проведении опыта, уравнение химической реакции.

Опыт № 1. Получение метана и его горение.

Для просмотра видео эксперимента перейдите по ссылке:

В сухую пробирку 1, снабженную пробкой с газоотводной трубкой (рис. 15), помещают смесь из обезвоженного уксуснокислого натрия и натронной извести (смеси едкого натра и оксида кальция в отношении 1:2 для предотвращения разрушения стекла щелочью) (высота слоя 6 -10 мм). Затем укрепляют пробирку горизонтально и нагревают смесь в пламени горелки.

При нагревании натриевой соли уксусной кислоты с натронной известью происходит расщепление соли с образованием метана.

Наблюдение:….

Уравнение реакции:…

Опыт № 2. Отношение метана к бромной воде и перманганату калия.

Для просмотра видео эксперимента перейдите по ссылке:

https://www. youtube.com/watch?v=0mBWErqZueg

В пробирку 2 помещают 5 капель раствора перманганата калия и в пробирку 3 — 5 капель бромной воды.

Не прекращая нагревания смеси в пробирке 1, вводят поочередно конец газоотводной трубки в пробирки 2 и 3. 

Наблюдение:….

Уравнение реакции:…

5. Сделайте вывод о ходе практической работы, запишите его.

Получение метана и изучение его свойств. — КиберПедия

В сухую пробирку поместить смесь ацетата натрия и натронной извести (СН3СООNa + NaOH) (в соотношении 1:2) высотой слоя 6-10 мм, закрыть пробкой с газоотводной трубкой и нагреть в пламени горелки

Наблюдаем ________________________________________________________

 

Не прекращая нагревание пробирки, опустить конец газоотводной трубки поочередно в пробирку с 5-7 каплями раствора перманганата калия (KMnO₄)

Наблюдаем ________________________________________________________

__________________________________________________________________

и в пробирку с 5-7 каплями раствора бромной воды (Br₂)

Наблюдаем________________________________________________________

 

Выделившийся газ поджечь у конца газоотводной трубки

Наблюдаем________________________________________________________

 

Вывод:____________________________________________________________

 

 

__________________________________________________________________

Опыт 2

Получение этилена и изучение его свойств.

В сухую пробирку поместить несколько крупинок песка, 7 капель этилового спирта С₂Н₅ОН и 5 капель концентрированной серной кислоты. Закрыть пробирку пробкой с газоотводной трубкой и осторожно нагреть смесь на пламени горелки

Наблюдаем________________________________________________________

________________________________________________________________

Не прекращая нагревание пробирки, пропустить выделившийся газ поочередно в пробирку с 7 каплями раствора перманганата калия

Наблюдаем________________________________________________________

 

и в пробирку с 7 каплями бромной воды

Наблюдаем________________________________________________________

__________________________________________________________________

Выделившийся газ поджечь у конца газоотводной трубки

Наблюдаем________________________________________________________

__________________________________________________________________

Вывод: ____________________________________________________________

__________________________________________________________________

 

Опыт 3

Получение ацетилена и изучение его свойств.

В сухую пробирку поместить маленький кусочек карбида кальция СаС₂ добавить воды и моментально закрыть пробирку пробкой с газоотводной трубкой. Наблюдаем________________________________________________________

__________________________________________________________________

Бурно выделяющийся газ пропустить поочередно в пробирку с 7 каплями раствора перманганата калия

Наблюдаем________________________________________________________

 

и в пробирку с 7 каплями бромной воды

Наблюдаем________________________________________________________

________________________________________________________________

Поджечь выделяющийся газ у конца газоотводной трубки

Наблюдаем________________________________________________________

__________________________________________________________________

Вывод: ____________________________________________________________

__________________________________________________________________

 

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №7

ТЕМА: Кислородсодержащие органические соединения

ЦЕЛЬ: Изучить способы получения и химические свойства спиртов,

Альдегидов, карбоновых кислот.

	Ф.И.О.	Дата	Подпись	Группа
Студент
Выполнение работы
Защита работы

 

ХОД РАБОТЫ

Опыт 1

Получение алкоголятов и их гидролиз.

В сухую пробирку помещаем маленький кусочек металлического натрия и прибавляем 3 капли этилового спирта до полного растворения натрия.

Наблюдаем ________________________________________________________

 

Оставшийся на дне пробирки беловатый осадок этилата натрия (С₂Н₅ОNa) растворяем в 2-3 каплях воды и добавляем 1 каплю фенолфталеина

Наблюдаем ________________________________________________________

__________________________________________________________________

Вывод:____________________________________________________________

__________________________________________________________________

Опыт 2

Окисление этилового спирта перманганатом калия.

В сухую пробирку наливаем 3-4 капли этилового спирта, 3 капли раствора KMnO₄ и 3 капли раствора H₂SO₄ .Осторожно нагреваем содержимое пробирки над пламенем горелки.

Наблюдаем________________________________________________________

__________________________________________________________________

Вывод: ____________________________________________________________

 

_________________________________________________________________

Опыт 3

Получение диэтилового эфира.

В сухую пробирку наливаем 2-3 капли этилового спирта и 2 капли конц. H₂SO₄. Осторожно нагреваем смесь над пламенем горелки до побурения раствора. Добавляем еще 2-3 капли С₂Н₅ОН.

Наблюдаем________________________________________________________

__________________________________________________________________

Вывод: ____________________________________________________________

__________________________________________________________________

Опыт 4

Взаимодействие глицерина с гидроксидом меди (II) Cu(OH)₂

В пробирку наливаем 2-3 капли раствора сульфата меди (CuSO₄) и добавляем избыток раствора гидроксида натрия (NaOH).

Наблюдаем________________________________________________________

_________________________________________________________________

К полученному осадку приливаем 1-2 капли раствора глицерина и встряхиваем полученную смесь.

Наблюдаем________________________________________________________

__________________________________________________________________

Вывод: ____________________________________________________________

__________________________________________________________________

Опыт 5

Окисление альдегидов аммиачным раствором оксида серебра

(реакция «серебряного зеркала»)

В чистую пробирку наливаем 2 капли раствора нитрата серебра (AgNO₃) и по каплям добавляйте раствор аммиака до растворения бурого осадка AgOН.

Наблюдаем________________________________________________________

__________________________________________________________________К полученному раствору добавляем 2 капли раствора формальдегида и медленно нагреваем пробирку над пламенем горелки.

Наблюдаем________________________________________________________

 

Вывод:____________________________________________________________

__________________________________________________________________

Опыт 6

Кислотные свойства карбоновых кислот.

В три пробирки наливаем по 2-3 капли раствора уксусной кислоты. В первую пробирку добавьте 1-каплю метилоранжа, во вторую — 1каплю лакмуса, в третью — 1 каплю фенолфталеина.

Наблюдаем________________________________________________________

_________________________________________________________________

Напишите реакцию диссоциации уксусной кислоты. Какие ионы вызывают изменение окраски индикаторов?

__________________________________________________________________

Вывод:____________________________________________________________

__________________________________________________________________

 

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №8

ТЕМА: Азотсодержащие органические соединения

ЦЕЛЬ:

Изучить свойства ароматических аминов.

Познакомиться с цветными реакциями на белок и условиями денатурации белка.

 

	Ф.И.О.	Дата	Подпись	Группа
Студент
Выполнение работы
Защита работы

 

ХОД РАБОТЫ

Опыт 1

Получение солянокислого анилина.

В пробирку наливаем 3-4 капли анилина, добавляем 2 мл воды и встряхиваем содержимое пробирки.

Наблюдаем ________________________________________________________

 

Добавляем к мутной эмульсии анилина несколько капель соляной кислоты.

Наблюдаем _______________________________________________________

 

__________________________________________________________________

Вывод:____________________________________________________________

__________________________________________________________________

Опыт 2

Бромирование анилина.

В пробирку наливаем 3-4 капли анилина и добавляем несколько капель бромной воды

Наблюдаем________________________________________________________

 

__________________________________________________________________

 

Вывод: ____________________________________________________________

__________________________________________________________________

Опыт 3

Цветные реакции на белок.

Роль микроорганизмов в круговороте метана · Границы для молодых умов

Реферат

Вы слышали о газе метан? Возможно, слово метан вам не знакомо, но на самом деле этот газ широко встречается в нашей повседневной жизни, в нашей атмосфере и в Солнечной системе. Метан — это газ, который естественным образом вырабатывается в любых средах и образуется в результате распада органических (ранее живых) материалов. Газообразный метан эффективно улавливает тепло, а также очень легко горит. Итак, метан является одним из важнейших видов топлива для человека. Кроме того, метан в атмосфере помогает регулировать климат на Земле. Однако количество метана в атмосфере последние 200 лет неуклонно растет, что беспокоит научное сообщество. Удивительно, но недавние исследования показали, что уровень метана регулируется крошечными микробами. В этой статье мы предлагаем вам узнать о цикле метана, о микробах, которые производят и потребляют метан, и о том, почему необходимы дополнительные исследования этого газа.

Что такое метан и почему он важен для человека?

Метан представляет собой простое соединение, состоящее из одного атома углерода и четырех атомов водорода (СН ₄ ). Метан существует в виде газа в окружающей среде и является одним из наиболее важных ископаемых видов топлива для человеческого общества. При распаде молекулы метана выделяется тепло. Из-за этого свойства некоторые из наших домов работают на газе метане, который используется для приготовления пищи, нагрева воды и топлива для наших печей и каминов. Метан также можно собирать и преобразовывать в электричество, выступая в качестве природного источника энергии. Метан также содержится в отрыжке и пуканье животных (да, вы правильно прочитали, пукании!). Метан является одним из самых распространенных газов, образующихся в пищеварительном тракте при расщеплении пищи. Подводя итог, метан является обычным атмосферным газом. Примечательно, что производство и расщепление метана на Земле — это процессы, управляемые в основном микроорганизмами.

Микроорганизмы (микробы) — мельчайшие из известных форм жизни, невидимые невооруженным глазом. Они встречаются во всех средах обитания и экосистемах на Земле, в нашем повседневном окружении, а также в самых враждебных и экстремальных средах обитания. Хотя они чрезвычайно малы, разнообразие и обилие микроорганизмов огромны и замечательны. Недавние оценки предсказывают, что 90–99% микробных видов на Земле до сих пор не обнаружены [1]. Микробы являются основными игроками в переработке органическое вещество и важные питательные вещества на Земле. Они также регулируют производство и расщепление некоторых атмосферных газов, в том числе углекислого газа, кислорода, которым мы дышим, и, конечно же, метана.

Метан привлек внимание научного сообщества, потому что его концентрация в атмосфере увеличилась почти втрое с тех пор, как в восемнадцатом веке началась промышленная революция. Важно отметить, что некоторые исследования показывают, что это недавнее увеличение содержания метана в атмосфере происходит быстрее по сравнению с геологическими временными масштабами. Предположение о влиянии деятельности человека на выбросы метана. Проблема с повышенным содержанием метана в атмосфере заключается в том, что газообразный метан обладает способностью улавливать тепловую энергию Солнца и препятствовать возвращению этой тепловой энергии в космос, что приводит к так называемому парниковому эффекту. Эта способность удерживать тепло очень важна, потому что она помогает Земле оставаться достаточно теплой для поддержания жизни [2]. Однако слишком большое накопление метана влияет на климат и способствует глобальному потеплению. Сегодня круговорот метана является основной темой исследований, поскольку нам необходимо более глубокое понимание того, откуда берется весь метан на Земле и как он трансформируется.

Производство метана в экосистемах

На Земле существуют две известные формы производства метана, называемые небиологическими и биологическими источниками метана. Небиологическое производство метана происходит без участия живых организмов. Небиологический метан может выделяться вулканами или образовываться под землей при высоких давлениях и температурах. Эти геологические процессы обычно связаны с преобразованием горных пород, которые плавятся под действием тепла и воды (рис. 1). Биологическое производство метана осуществляется только микроорганизмами. Текущие оценки предполагают, что 90–95% метана, выбрасываемого в атмосферу, имеет биологическое происхождение и образуется исключительно в результате деятельности микробов!

• Рисунок 1 – Схема круговорота метана, показывающая источники образования и разложения метана на Земле.

Процесс биологического производства метана называется метано — генезис . Наиболее изученные метанпродуцирующие микроорганизмы называются метаногенными археями или просто метаногенами 9. 0030 . Метаногены имеют сложный метаболизм , который позволяет им создавать метан, поскольку они производят энергию, необходимую им для выживания. Интересно, что атмосферный кислород, необходимый нам для дыхания и получения энергии, токсичен для некоторых метаногенов, поэтому эти микроорганизмы обычно встречаются в местах, где кислород ограничен или отсутствует, например, под землей, в отложениях на дне озер, лагун, заболоченных местностях. , и океаны, и даже внутри кишечника всех видов животных, включая червей, термитов, коров и людей.

Метаногенез — конечный этап пищевой цепи, происходящий в отсутствие атмосферного кислорода. Этот газ образуется в результате полного разложения органического вещества, когда сложные молекулы разлагаются до своих самых основных соединений, а затем под действием метаногенов превращаются в метан. Это означает, что во всех видах окружающей среды остатки мертвых организмов, таких как растения и животные, медленно разлагаются микробами (рис. 1). Это позволяет вернуть питательные вещества в пищевую цепь, и на последнем этапе происходит производство метана [3].

После того, как метан произведен, как он удаляется из окружающей среды?

Удаление метана из окружающей среды также происходит как небиологическими, так и биологическими методами. Основной способ удаления метана из атмосферы происходит небиологическим методом, который происходит в зонах атмосферы, известных как тропосфера и стратосфера. Это самые нижние слои атмосферы Земли, от 0 до 10 км и от 10 до 50 км над уровнем моря соответственно. В этих зонах метан расщепляется в результате химических реакций, вызванных ультрафиолетовым излучением солнца. Подсчитано, что более 9В ходе этого процесса разлагается 0% метана в атмосфере (рис. 1).

Биологическое удаление метана на Земле, каким бы невероятным это ни казалось, осуществляется исключительно микробами!

Некоторые микроорганизмы «съедают» метан для получения энергии. Этот процесс называется метанотрофией , а микробы, осуществляющие этот процесс, называются метанотрофами . « Trophos » означает «тот, кто питается от». Метанотрофы населяют экосистемы, в которых образуется метан, в основном под поверхностью почвы или отложений. Поскольку эти метанотрофы живут под землей, атмосферный метан не контактирует с этими организмами. Поскольку метанотрофы не могут расщеплять метан в атмосфере, он накапливается. Однако здесь происходит очень интересное явление. Каким-то образом метан, образующийся в почве, оказывается в ловушке между частицами почвы и фактически находится там, где метанотрофы берут газ для своего потребления. Это предотвращает выброс метана из почвы в атмосферу, что значительно влияет на баланс атмосферного метана. Например, было подсчитано, что ~ 40–60% метана, производимого в местах обитания водно-болотных угодий, потребляется микробами, прежде чем он сможет выйти в атмосферу. Это означает, что метанотрофы очень важны для почвы, чтобы предотвратить выброс парниковых газов в атмосферу, где они могут способствовать глобальному потеплению.

Метанотрофы могут поедать метан как в присутствии, так и в отсутствие атмосферного кислорода. Метанотрофы, способные переносить кислород, фактически используют его в процессе расщепления метана. Регулярно эти микробы обнаруживаются в почвах, где начинает отсутствовать кислород, так как он не может проникнуть в уплотненные почвенные частицы. Эти зоны минимума кислорода содержат большинство метанотрофов и встречаются во всех видах экосистем на Земле.

Метанотрофы, не использующие кислород для расщепления метана, предпочитают использовать другие экзотические источники энергии, сопровождая метан какой-либо долей органического вещества, либо серой, азотом и даже некоторыми металлами, например железом или марганцем. Здесь метан — это большая еда, а другие элементы — дополнения. Интересно, что этот процесс был впервые выдвинут на основе геохимических данных, но оставался неуловимым до начала 2000-х годов, потому что крайне сложно выращивать эти микробы в лаборатории для их изучения.

Метан за пределами Земли

Здесь, на Земле, микроорганизмы играют большую роль в переработке метана. Таким образом, можно сказать, что метан связан с наличием жизни на нашей планете. Удивительно, но недавние данные, полученные с помощью телескопов и удаленных артефактов, идентифицировали метан в других местах нашей Солнечной системы, в том числе на Марсе и на ледяных спутниках Сатурна Титане и Энцеладе [4]. Это очень захватывающе и заставляет задуматься, есть ли какие-то виды микробов в тех местах, которые производят или потребляют этот метан!

Метан на Марсе был впервые обнаружен с помощью наземных телескопов в начале 2000-х годов, и его присутствие было доказано, когда марсоходы Spirit и Opportunity исследовали эту планету (рис. 2). Научное сообщество задается вопросом, происходит ли этот метан из биологических процессов, но все собранные до сих пор научные данные указывают на то, что этот метан происходит из небиологических источников. В настоящее время нет никаких доказательств биологической активности на поверхности Марса, но исследования продолжаются, поскольку известно, что метан также является источником энергии для некоторых микробов.

• Рисунок 2. Если в других частях нашей Солнечной системы есть метан, могут ли там быть и микробы?

Две миссии космических аппаратов, Кассини-Гюйгенс и Вояджер, изучали Сатурн. Оба космических аппарата обнаружили доказательства присутствия органических молекул, включая метан, на спутниках Сатурна, Титане и Энцеладе (рис. 2). На поверхности этих спутников много воды и льда, вероятно, похожих на полярные ледяные шапки на Земле. Как ни странно, данные свидетельствуют о том, что и на Титане, и на Энцеладе есть океаны жидкого метана, этана и азота, образующие озера и реки, покрытые скалами из водяного льда.

На рис. 2 показан газообразный метан, обнаруженный на других планетарных телах нашей Солнечной системы.

Изучение экстремальных условий на Земле, таких как шельфовые ледники Антарктики, может помочь нам понять происхождение и эволюцию внеземного метана. В настоящее время ученые изучают, как микробы могут выживать в постоянно покрытых льдом экосистемах, потому что, если мы сможем лучше понять цикл метана в экстремальных условиях здесь, на Земле, это поможет нам также понять, как метаногенез и метанотрофия могут потенциально существовать в экстремальных условиях. других планет. Вполне естественно предсказать, что метаногены и метанотрофы могут быть среди существ, населяющих другие планетарные тела… и что мы не одиноки во Вселенной, а делим ее с широким кругом микробов!

Глоссарий

Микробы/микроорганизмы : ↑ Очень мелкие формы жизни, включая бактерии, грибы и некоторые миниатюрные водоросли.

Органические вещества : ↑ Все клетки и вещества, созданные живыми организмами, включая живых и мертвых животных и растения.

Метаболизм : ↑ Все химические реакции, необходимые для поддержания жизни клетки или организма. Метаболизм относится к тому, как живые существа производят и расщепляют питательные вещества.

Конфликт интересов

Авторы заявляют, что исследование проводилось при отсутствии каких-либо коммерческих или финансовых отношений, которые могли бы быть истолкованы как потенциальный конфликт интересов.

---

Ссылки

[1] ↑ Копф, А., Шнетцер, Дж., и Глекнер, Ф. О. 2016. Морские микробы, движущие силы океана. Фронт. Молодые умы 4:1. doi: 10.3389/frym.2016.00001

[2] ↑ Кастинг, Дж. Ф. 2004. Когда метан создал климат. Науч. Я . 1:80–5. doi: 10.1038/scientificamerican0704-78

[3] ↑ Конрад, Р. 2009. Глобальный цикл метана: последние достижения в понимании вовлеченных микробных процессов. Окружающая среда. микробиол. Реп . 1: 285–92. doi: 10.1111/j.1758-2229.2009.00038.x

[4] ↑ Таубнер, Р., Шлепер, К., Фирнейс, М. Г., и Риттманн, С. К. Р. 2015. Оценка экофизиологии метаногенов в контексте недавних астробиологических и планетологических исследований. Life (Базель) 5:1652–86. дои: 10.3390/life5041652

Метан | Определение, свойства, использование и факты

метановый цикл

Смотреть все СМИ

Ключевые люди:

Алессандро Вольта

Похожие темы:

природный газ парниковый газ биогаз воздуха трифенилметан

Просмотреть весь связанный контент →

метан , бесцветный газ без запаха, широко распространенный в природе и являющийся продуктом определенных видов деятельности человека. Метан является простейшим представителем парафинового ряда углеводородов и одним из самых мощных парниковых газов. Его химическая формула CH ₄ .

Химические свойства метана

Метан легче воздуха и имеет удельный вес 0,554. Он мало растворим в воде. Легко горит на воздухе с образованием углекислого газа и водяного пара; пламя бледное, слегка светящееся и очень горячее. Температура кипения метана составляет -162 ° C (-2590,6 ° F), а температура плавления составляет -182,5 ° C (-296,5 ° F). Метан в целом очень стабилен, но смеси метана с воздухом при содержании метана от 5 до 14% по объему взрывоопасны. Взрывы таких смесей часто происходили на угольных шахтах и ​​угольных шахтах и ​​были причиной многих аварий на шахтах.

Еще из Britannica

глобальное потепление: метан

Источники метана

Понимать процессы образования и выброса метанового газа в заболоченных местах

Посмотреть все видео к этой статье

В природе метан образуется в результате анаэробного бактериального разложения растительных веществ под водой (где его иногда называют болотным газом или болотным газом). Водно-болотные угодья являются основным естественным источником метана, производимого таким образом. Другими важными природными источниками метана являются термиты (в результате процессов пищеварения), вулканы, жерла на дне океана и залежи гидрата метана, которые встречаются вдоль континентальных окраин, подо льдом Антарктиды и вечной мерзлотой Арктики. Метан также является основным компонентом природного газа, который содержит от 50 до 90 процентов метана (в зависимости от источника) и встречается как компонент рудничного газа (горючего газа) вдоль угольных пластов.

Производство и сжигание природного газа и угля являются основными антропогенными (антропогенными) источниками метана. Такие виды деятельности, как добыча и переработка природного газа и деструктивная перегонка битуминозного угля при производстве угольного и коксового газа, приводят к выбросу значительного количества метана в атмосферу. Другие виды деятельности человека, связанные с производством метана, включают сжигание биомассы, животноводство и управление отходами (где бактерии производят метан, разлагая осадок на очистных сооружениях и разлагающиеся вещества на свалках).

Использование метана

Метан является важным источником водорода и некоторых органических химических веществ. Метан реагирует с паром при высоких температурах с образованием монооксида углерода и водорода; последний используется в производстве аммиака для удобрений и взрывчатых веществ. Другие ценные химические вещества, полученные из метана, включают метанол, хлороформ, четыреххлористый углерод и нитрометан. При неполном сгорании метана образуется сажа, которая широко используется в качестве армирующего агента в резине для автомобильных шин.

Роль парникового газа

Метан, который производится и выбрасывается в атмосферу, поглощается поглотителями метана, которые включают почву и процесс окисления метана в тропосфере (самая нижняя область атмосферы). Большая часть природного метана компенсируется его поглощением в естественные поглотители. Однако антропогенное производство метана может привести к более быстрому увеличению концентрации метана, чем его поглотители.