Metāns: kam tas paredzēts, formula, degšana, avoti

Metānsir mazākais un vienkāršākais ogļūdeņradis. Tas ir organisks savienojums, kura ķēdē ir tikai viens ogleklis. Tam ir tetraedriskā ģeometrija un tā veido polāru, bezkrāsainu, gāzveida un viegli uzliesmojošu vielu. Tā ir viena no gāzēm, kas rodas procesos:

• iekšā sadalīšanās organisko vielu;
• no gremošanas;
• abiogēns (nevis no dzīviem organismiem), piemēram, meža ugunsgrēki.

Metānā ir iespējams atrast arī metānu Nafta un zemes apvalkā kā viena no primārajām vielām zemes veidošanā. Tā ir viena no gāzēm, kas atbild par ātruma palielināšanu siltumnīcas efekts. Tam ir īsāka uzturēšanās atmosfērā, salīdzinot ar oglekļa dioksīdu, tomēr tas ļoti spēj absorbēt siltumu un infrasarkanie stari. Metāna sadedzināšanā kā produkts ir gāzes, piemēram, CO₂, ūdens tvaiki un kvēpi.

Lasiet arī: Sērskābe - ķīmiskais savienojums, ko plaši izmanto rūpniecībā

Kas ir metāns?

Metāns ir mazākais un vienkāršākais no ogļūdeņražiem, organiska molekula, kurā tikai viens oglekļa atoms ir saistīts ar četriem ūdeņraži.

Metāna īpašības

• organiskā molekula
• piesātināts
• tetraedriskā ģeometrija
• Polārā viela (nešķīst ūdenī)
• Bezkrāsains
• Gāzveida normālos temperatūras un spiediena apstākļos
• Uzliesmojošs (nonākot saskarē ar atmosfēras gaisu)

Nepārtrauciet tūlīt... Pēc reklāmas ir vairāk;)

metāna formula

Metāna molekulārā formula ir CH₄, ogleklis, kas saistīts ar četriem ūdeņraža atomiem.

Metāna molekulu veido ogleklis, kas saistīts ar četriem ūdeņražiem.

Metāna gāzes avoti

• Biotisks (no citām dzīvām būtnēm

→ Zālēdāju, plēsēju un visēdāju dzīvnieku gremošanas process: dzīvnieku gremošanas procesā metāna gāze nonāk vidē. O atgremotāju gremošanas processtāpat kā liellopi metānu izdala lielākā daudzumā.

Liellopu fermās gremošanas procesa dēļ, kas notiek atgremotāju organismā, ir bagāta vide ar metānu.

→ Fermentācija ar metanogēnām baktērijām: ir mikroorganismi, kas piedalās anaerobā sadalīšanās procesā (sadalās bez skābekļa klātbūtnes), sarežģītākas organiskās vielas pārveidojot par metāna gāzi, oglekļa dioksīds un citas vienkāršākas molekulas. Process, kas notiek purvos, kur sadalīšanās procesā ir ekosistēma, kas bagāta ar mitru organisko vielu.

Skatīt arī: Kāds ir atkritumu sadalīšanās laiks?

• Abiotikas (dabiski un naftas ķīmiski avoti)

→ ģeoloģiskās kļūdas: pie zemes mantija visaugstākā metāna koncentrācija uz Zemes atrodas vai nu ģeoloģiskas bojājuma dēļ, kas var izraisīt tā noplūdi, vai arī tādu temperatūras apstākļu dēļ, kas veicina reakcijas, kas to izdala.

→ Fosilais kurināmais: Metāns ir viens no ogļūdeņražiem, ko var iegūt no naftas. Ir arī metāna veidošanās kā ķīmisko reakciju ar lielākiem ogļūdeņražiem produkts.

Metāna lietošana un nozīme

Metānu galvenokārt izmanto kā enerģijas padeve. Saražotā gāze (biogāze)poligoni vai izgāztuves to iztukšo caurule un pēc tam nosūta uz augu, kas to pārveido enerģijā. Sanpaulu 700 tūkstoši cilvēku gūst labumu no enerģijas, ko iegūst no biogāzes, kas iegūta no pilsētas atkritumiem.

Lauksaimniecībā biodegradācijas līdzekļus izmanto biogāzes apstrādei un atdalīšanai dzīvnieku ekskrementi (izkārnījumi). Ar biogāzi iegūtā enerģija tiek izmantota saimniecības darbībai un vietējo kopienu labumam. Metāna enerģija tiek izmantota arī sarunās par oglekļa kredīti (iniciatīva balstīta uz globālās sasilšanas samazināšanu).

Sanitārais poligons ar cauruļvadu saražotās biogāzes savākšanai.

Metāna sadedzināšanas reakcija

Metāna sadegšana var notikt pilnībā, veidojot oglekļa dioksīdu (CO₂) un ūdeni (H₂O), vai tā var būt daļēja vai nepilnīga sadegšana, tādā gadījumā produkts ir oglekļa monoksīds (CO), kvēpi (C) un ūdens. Zemāk skatiet metāna pilnīgas un daļējas sadedzināšanas līdzsvarotās reakcijas:

• pabeigta:

CH_{4. punkta g) apakšpunkts} + 2.0_{2. punkta g) apakšpunkts} ◻ CO_{2. punkta g) apakšpunkts} + 2.H₂O_g)

• Nepabeigts ar oglekļa monoksīda (CO) veidošanos):

CH_{4. punkta g) apakšpunkts} + 2/2_{2. punkta g) apakšpunkts} ◻ CO_g) + 2H₂O_g)

• Nepabeigta kvēpu veidošanās (C.)

CH_{4. punkta g) apakšpunkts} + O_{g) 2} ◻C_s) + 2.H₂O_g)

Skatīt arī:Kas ir degšana?

metāna briesmas

Metāna gāze ir viens no tiem, kas atbild par siltumnīcas efekts, kas atmosfērā atrodas mazākā daudzumā, salīdzinot ar oglekļa dioksīdu. Tomēr tā enerģijas potenciāls ir 60x lielāks, turklāt tam ir augsta spēja absorbēt infrasarkano starojumu. Tāpēc, neskatoties uz to, ka metāns ilgstoši nepaliek atmosfērā, videi nodarītais kaitējums ir līdz pat 20 reizēm lielāks nekā oglekļa dioksīda radītais.

Cilvēka veselībai ir arī metāns saindēšanās riski. Gāzes ieelpošana var izraisīt asfiksija, nervu sistēmas sabrukums un sirdsdarbības apstāšanās.

Vingrinājumi atrisināti

Jautājums 1 - (Enem - 2016) Mājdzīvnieku fekāliju savākšana plastmasas maisiņos un to iznīcināšana parastās izgāztuves var radīt noārdīšanās apstākļus, kas rada videi kaitīgus produktus vide. (1. attēls)

2. attēlā parādīts Kembridžā, MA (ASV) izstrādātais Parka dzirksteles projekts, kurā dzīvnieku izkārnījumi sadzīves priekšmeti tiek savākti bioloģiski noārdāmos maisos un tiek iemesti parkos uzstādītajā biodigesterā publiski; un produkti tiek izmantoti aprīkojumā pašā parkā.

Šī projekta jaunievedums ir ļaut:

A) Metāna gāzes degšana
B) Oglekļa dioksīda uzglabāšana
C) fekāliju aerobā sadalīšanās
D) Efektīvāka fosilā kurināmā izmantošana
E) Oglekļa fiksācija organiskajās molekulās

Izšķirtspēja

A alternatīva Tas ļauj sadedzināt metāna gāzi, kas tiek pārveidota par enerģiju, ko var izmantot parka elektrisko sistēmu piegādei.

2. jautājums - (Enem) Saskaņā ar ziņojumu "Lielā mājlopu ēna" (Lopu garā ēna), ko Apvienoto Nāciju Organizācija sagatavoja Lauksaimniecība un pārtika, liellopi rada aptuveni 18% no globālās sasilšanas, kas ir lielāks ieguldījums nekā lopkopības nozarē. transports.

Liela mēroga lopkopība veicina globālo sasilšanu, izdalot

1. metāns gremošanas procesā.
2. slāpekļa oksīds atgremošanas procesā
3. hlorfluorogļūdeņraža gaļas transportēšanas laikā.
4. slāpekļa oksīds elpošanas procesa laikā.
5. sēra dioksīds ganību patēriņa laikā.

Izšķirtspēja

A alternatīva Atgremotāju dzīvnieku gremošanas process notiek ar metanogēnām baktērijām, kurām ir viens no galvenie galaprodukti metāna gāze, kas ir otra galvenā gāze, kas ir atbildīga par gāzes pasliktināšanos siltumnīcas efekts.

Autors Laysa Bernardes Marques de Araujo
Ķīmijas skolotājs

Vai vēlaties atsaukties uz šo tekstu skolas vai akadēmiskajā darbā? Skaties:

ARAúJO, Laysa Bernardes Marques de. "Metāns"; Brazīlijas skola. Pieejams: https://brasilescola.uol.com.br/quimica/metano.htm. Piekļuve 2021. gada 28. jūnijam.