Metan: k čemu to je, vzorec, spalování, zdroje

Metanje nejmenší a nejjednodušší uhlovodík. Je to organická sloučenina s pouze jedním uhlíkem v řetězci. Má čtyřbokou geometrii a tvoří polární, bezbarvou, plynnou a hořlavou látku. Je to jeden z plynů produkovaných v procesech:

• v rozklad organické hmoty;
• trávení;
• abiogenní (nikoli od živých organismů), jako jsou lesní požáry.

V metanu je také možné najít metan Ropa a v zemském plášti jako jedna z primárních látek při formování Země. Je to jeden z plynů odpovědných za zrychlení skleníkový efekt. Má kratší pobyt v atmosféře ve srovnání s oxidem uhličitým, je však vysoce schopný absorbovat teplo a infračervené paprsky. Při spalování metanu se jako produkt produkují plyny, jako je CO₂, vodní pára a saze.

Přečtěte si také: Kyselina sírová - chemická sloučenina široce používaná v průmyslových odvětvích

Co je metan?

Metan je nejmenší a nejjednodušší z uhlovodíků, organická molekula s pouze jedním atomem uhlíku spojeným se čtyřmi vodíky.

Vlastnosti metanu

• organická molekula
• nasycený
• čtyřboká geometrie
• Polární látka (nerozpouští se ve vodě)
• Bezbarvý
• Plynný za normálních podmínek teploty a tlaku
• Hořlavý (při kontaktu s atmosférickým vzduchem)

Nepřestávejte... Po reklamě je toho víc;)

metanový vzorec

Molekulární vzorec methanu je CH₄, uhlík navázaný na čtyři atomy vodíku.

Molekula metanu je tvořena uhlíkem navázaným na čtyři vodíky.

Zdroje metanového plynu

• Biotický (od jiných živých bytostí

→ Trávicí proces býložravých, masožravých a všežravých zvířat: proces trávení zvířat uvolňuje plynný metan do prostředí. Ó trávicí proces přežvýkavců, stejně jako dobytek, emituje metan ve větším množství.

Chovy skotu mají prostředí bohaté na metan, a to díky procesu trávení, který probíhá v tělech přežvýkavců.

→ Fermentace methanogenními bakteriemi: jsou mikroorganismy, které se účastní procesu anaerobního rozkladu (rozklad bez přítomnosti kyslíku) a transformují složitější organickou hmotu na plynný methan, oxid uhličitý a další jednodušší molekuly. Proces, který probíhá v bažinách, kde v procesu rozkladu existuje ekosystém bohatý na vlhkou organickou hmotu.

Podívejte se také: Jaká je doba rozkladu odpadu?

• Abiotika (přírodní a petrochemické zdroje)

→ geologické poruchy: na zemský plášť nachází se nejvyšší koncentrace metanu na Zemi, buď kvůli geologické poruše, která by mohla vést k jeho úniku, nebo kvůli teplotním podmínkám, které upřednostňují reakce, které jej uvolňují.

→ Fosilní paliva: Metan je jedním z uhlovodíků, které lze extrahovat z ropy. Dochází také k tvorbě metanu jako produktu chemických reakcí s většími uhlovodíky.

Použití a význam metanu

Metan se používá hlavně jako zdroj napájení. Vyrobený plyn (bioplyn) vskládky nebo skládky je vypuštěna trubkou a poté odeslána do zařízení, které ji přeměňuje na energii. V São Paulu využívá 700 000 lidí energii, která pochází z bioplynu získaného z městského odpadu.

V případě zemědělství se bioplyny používají k úpravě a odstranění bioplynu obsaženého v zvířecí výkaly (stolice). Energie získaná z bioplynu se používá k provozu farmy a ku prospěchu místních komunit. Energie z metanu se také používá při vyjednávání o uhlíkové kredity (iniciativa založená na snižování globálního oteplování).

Sanitární skládka s potrubím pro sběr vyprodukovaného bioplynu.

Reakce spalování metanu

Ke spalování metanu může dojít úplně, za vzniku oxidu uhličitého (CO₂) a voda (H₂O), nebo to může být částečné nebo neúplné spalování, přičemž produktem je oxid uhelnatý (CO), saze (C) a voda. Níže uvádíme vyvážené reakce úplného a částečného spalování metanu:

• kompletní:

CH_{4 (g)} + 2,0_{2 (g)} ◻ CO_{2 (g)} + 2.H₂Ó_(G)

• Neúplné s tvorbou oxidu uhelnatého (CO)):

CH_{4 (g)} + 2/2_{2 (g)} ◻ CO_(G) + 2 hodiny₂Ó_(G)

• Neúplná tvorba sazí (C.)

CH_{4 (g)} + O._{g) 2} ◻C_(s) + 2.H₂Ó_(G)

Podívejte se také:Co je to spalování?

nebezpečí metanu

Metan je jeden z odpovědných za urychlení skleníkový efektve srovnání s oxidem uhličitým v atmosféře v menším množství. Jeho energetický potenciál je však 60x větší, navíc k jeho vysoké schopnosti absorbovat infračervené záření. Proto i přes to, že metan nezůstává v atmosféře po dlouhou dobu, jsou škody způsobené na životním prostředí až 20krát větší než škody způsobené oxidem uhličitým.

Pro lidské zdraví představuje také metan rizika otravy. Vdechování plynu může způsobit asfyxie, porucha nervového systému a srdeční zástava.

vyřešená cvičení

Otázka 1 - (Enem - 2016) Sběr výkalů z domácích zvířat v plastových sáčcích a jejich likvidace v konvenční skládky mohou vytvářet podmínky degradace, které generují produkty škodlivé pro životní prostředí životní prostředí. (Obrázek 1)

Obrázek 2 ilustruje projekt Park Spark, vyvinutý v Cambridge, MA (USA), ve kterém jsou zvířecí výkaly předměty pro domácnost jsou shromažďovány v biologicky rozložitelných pytlích a hozeny do biodigesteru instalovaného v parcích veřejnost; a produkty se používají v zařízeních v samotném parku.

Inovace tohoto projektu má umožnit (a):

A) Spalování metanového plynu
B) Skladování oxidu uhličitého
C) Aerobní rozklad výkalů
D) Efektivnější využívání fosilních paliv
E) Fixace uhlíku v organických molekulách

Řešení

Alternativa A. Umožňuje spalování metanového plynu, který se přeměňuje na energii, kterou lze použít k napájení elektrických systémů parku.

Otázka 2 - (Enem) Podle zprávy „Velký stín hospodářských zvířat“ (Dlouhý stín hospodářských zvířat), kterou vypracovala OSN pro Zemědělství a potraviny, dobytek je zodpovědný za přibližně 18% globálního oteplování, což je větší příspěvek než v odvětví živočišné výroby. doprava.

Chov dobytka ve velkém rozsahu přispívá ke globálnímu oteplování prostřednictvím emisí

1. metan během procesu trávení.
2. oxid dusný během procesu přežvykování
3. chlorfluoruhlovodík během přepravy masa.
4. oxid dusný během dýchacího procesu.
5. oxid siřičitý během konzumace pastvin.

Řešení

Alternativa A. Trávicí proces u přežvýkavců probíhá methanogenními bakteriemi, které jsou jedním z hlavní konečné produkty plyn metan, který je druhým hlavním plynem odpovědným za zhoršení skleníkový efekt.

Autor: Laysa Bernardes Marques de Araujo
Učitel chemie

Chcete odkazovat na tento text ve školní nebo akademické práci? Dívej se:

ARAúJO, Laysa Bernardes Marques de. "Metan"; Brazilská škola. K dispozici v: https://brasilescola.uol.com.br/quimica/metano.htm. Zpřístupněno 28. června 2021.