Metan: do czego służy, formuła, spalanie, źródła

Metanjest najmniejszy i najprostszy węglowodór. Jest to związek organiczny z tylko jednym węglem w swoim łańcuchu. Ma tetraedryczną geometrię i tworzy polarną, bezbarwną, gazową i palną substancję. Jest jednym z gazów wytwarzanych w procesach:

• w rozkład materii organicznej;
• trawienia;
• abiogenne (nie pochodzące od żywych organizmów), takie jak pożary lasów.

Można również znaleźć metan w Ropa naftowa i w płaszczu ziemi, jak jedna z podstawowych substancji w tworzeniu ziemi. Jest to jeden z gazów odpowiedzialnych za przyspieszenie efekt cieplarniany. Ma krótszy czas przebywania w atmosferze w porównaniu z dwutlenkiem węgla, jednak jest wysoce zdolny do pochłaniania ciepła i promienie podczerwone. Spalanie metanu ma jako produkt gazy, takie jak CO₂, para wodna i sadza.

Przeczytaj też: Kwas siarkowy - związek chemiczny szeroko stosowany w przemyśle

Co to jest metan?

Metan jest najmniejszym i najprostszym z węglowodorów, cząsteczka organiczna z tylko jednym atomem węgla połączonym z czterema wodory.

Charakterystyka metanu

• cząsteczka organiczna
• nasycony
• geometria czworościenna
• Substancja polarna (nie rozpuszcza się w wodzie)
• Bezbarwny
• Gazowy w normalnych warunkach temperatury i ciśnienia
• Łatwopalny (w kontakcie z powietrzem atmosferycznym)

Teraz nie przestawaj... Po reklamie jest więcej ;)

formuła metanu

Wzór cząsteczkowy metanu to CH₄, węgiel związany z czterema atomami wodoru.

Cząsteczka metanu składa się z węgla związanego z czterema wodorami.

Źródła gazu metanowego

• biotyczne (od innych żywych istot)

→ Proces trawienny zwierząt roślinożernych, mięsożernych i wszystkożernych: Proces trawienny zwierząt uwalnia metan do środowiska. O proces trawienny przeżuwaczy, podobnie jak bydło, w większych ilościach emituje metan.

Hodowle bydła mają środowisko bogate w metan, ze względu na proces trawienia zachodzący w organizmach przeżuwaczy.

→ Fermentacja przez bakterie metanogenne: to mikroorganizmy biorące udział w beztlenowym procesie rozkładu (rozkład bez obecności tlenu), przekształcające bardziej złożoną materię organiczną w metan, dwutlenek węgla i inne prostsze cząsteczki. Proces zachodzący na bagnach, gdzie istnieje ekosystem bogaty w wilgotną materię organiczną w trakcie rozkładu.

Zobacz też: Jaki jest czas rozkładu odpadów?

• Abiotyki (źródła naturalne i petrochemiczne))

→ uskoki geologiczne: na płaszcz ziemi najwyższe stężenie metanu na Ziemi występuje albo z powodu uskoku geologicznego, który może doprowadzić do jego wycieku, albo z powodu warunków temperaturowych, które sprzyjają reakcjom, które go uwalniają.

→ Paliwa kopalne: Metan jest jednym z węglowodorów, które można wyekstrahować z ropy naftowej. Występuje również tworzenie się metanu jako produktu reakcji chemicznych z większymi węglowodorami.

Zastosowania i znaczenie metanu

Metan jest używany głównie jako zasilacz. Wyprodukowany gaz (biogaz) wwysypiska śmieci lub wysypiska jest odprowadzany przez rurę, a następnie wysyłany do zakładu, który przetwarza go w energię. W São Paulo 700 tysięcy osób korzysta z energii pochodzącej z biogazu pozyskiwanego z odpadów miejskich.

W przypadku rolnictwa biofermenty służą do oczyszczania i usuwania biogazu zawartego w odchody zwierzęce (kał). Energia pozyskiwana z biogazu jest wykorzystywana do prowadzenia gospodarstwa i przynosi korzyści lokalnym społecznościom. Energia z metanu wykorzystywana jest również w negocjacjach na kredyty węglowe (inicjatywa oparta na redukcji globalnego ocieplenia).

Składowisko odpadów sanitarnych z rurociągiem do odbioru wyprodukowanego biogazu.

Reakcja spalania metanu

Spalanie metanu może nastąpić całkowicie, tworząc dwutlenek węgla (CO₂) i wody (H₂O) lub może to być częściowe lub niepełne spalanie, w którym to przypadku produktem jest tlenek węgla (CO), sadza (C) i woda. Zobacz poniżej zrównoważone reakcje całkowitego i częściowego spalania metanu:

• kompletny:

CH_{4 (g)} + 2,0_2(g) CO_2(g) + 2.H₂O_(sol)

• Niekompletne z tworzeniem się tlenku węgla (CO)):

CH_{4 (g)} + 2/2_2(g) CO_(sol) + 2 godz₂O_(sol)

• Sadza niepełna tworząca się (C)

CH_4(g) + O_{(g) 2} C_(y) + 2.H₂O_(sol)

Zobacz też:Co to jest spalanie?

niebezpieczeństwa metanu

Metan jest jedna z osób odpowiedzialnych za przyspieszenie efekt cieplarniany, będąc w mniejszych ilościach w atmosferze w porównaniu z dwutlenkiem węgla. Jednak jego potencjał energetyczny jest 60x większy, oprócz dużej zdolności do pochłaniania promieniowania podczerwonego. Dlatego pomimo tego, że metan nie utrzymuje się długo w atmosferze, szkody wyrządzone środowisku są nawet 20-krotnie większe niż powodowane przez dwutlenek węgla.

W przypadku zdrowia ludzkiego metan również stanowi ryzyko zatrucia. Wdychanie gazu może spowodować asfiksja, załamanie układu nerwowego i zatrzymanie akcji serca.

rozwiązane ćwiczenia

Pytanie 1 - (Enem - 2016) Zbieranie odchodów zwierząt domowych w workach foliowych i ich utylizacja w wysypiska konwencjonalne mogą stwarzać warunki degradacji, które generują produkty szkodliwe dla środowiska, środowisko. (Rysunek 1)

Rysunek 2 ilustruje projekt Park Spark, opracowany w Cambridge, MA (USA), w którym odchody zwierząt artykuły gospodarstwa domowego są zbierane w biodegradowalnych workach i wrzucane do biofermentatora zainstalowanego w parkach publiczny; a produkty są wykorzystywane w sprzęcie w samym parku.

Innowacją tego projektu jest umożliwienie (a):

A) Spalanie metanu
B) Przechowywanie dwutlenku węgla
C) tlenowy rozkład kału
D) Bardziej efektywne wykorzystanie paliw kopalnych
E) Wiązanie węgla w cząsteczkach organicznych

Rozkład

Alternatywa A. Umożliwia spalanie metanu, który zamieniany jest na energię, którą można wykorzystać do zasilania instalacji elektrycznych parku.

Pytanie 2 - (Enem) Według raportu „Wielki cień żywego inwentarza” (Livestock's Long Shadow), sporządzonego przez ONZ dla Rolnictwo i żywność, bydło odpowiada za około 18% globalnego ocieplenia, co stanowi większy wkład niż sektor hodowlany. transport.

Hodowla na dużą skalę przyczynia się do globalnego ocieplenia poprzez emisję

1. metan podczas procesu fermentacji.
2. podtlenek azotu podczas przeżuwania
3. chlorofluorowęglowodór podczas transportu mięsa.
4. podtlenek azotu podczas procesu oddechowego.
5. dwutlenek siarki podczas konsumpcji pastwiskowej.

Rozkład

Alternatywa A. Proces trawienia przeżuwaczy odbywa się za pośrednictwem bakterii metanogennych, mających jako jeden z główne produkty końcowe metan gaz, który jest drugim głównym gazem odpowiedzialnym za pogorszenie efekt cieplarniany.

Laysa Bernardes Marques de Araujo
Nauczyciel chemii

Czy chciałbyś odnieść się do tego tekstu w pracy szkolnej lub naukowej? Popatrz:

ARAúJO, Laysa Bernardes Marques de. "Metan"; Brazylia Szkoła. Dostępne w: https://brasilescola.uol.com.br/quimica/metano.htm. Dostęp 28 czerwca 2021 r.