มีเทน: มีไว้เพื่ออะไร, สูตร, การเผาไหม้, แหล่งที่มา

มีเทนที่เล็กที่สุดและง่ายที่สุด ไฮโดรคาร์บอน. เป็นสารประกอบอินทรีย์ที่มีคาร์บอนเพียงตัวเดียวในสายโซ่ มีรูปทรงสี่เหลี่ยมจตุรัสและก่อให้เกิดสารไม่มีสี ก๊าซ และไวไฟ เป็นหนึ่งในก๊าซที่ผลิตในกระบวนการ:

• ใน การสลายตัว ของอินทรียวัตถุ
• ของการย่อยอาหาร;
• abiogenic (ไม่ได้มาจากสิ่งมีชีวิต) เช่นไฟป่า

นอกจากนี้ยังสามารถพบมีเธนใน ปิโตรเลียม และในเสื้อคลุมของแผ่นดินเช่น หนึ่งในสารหลักในการก่อตัวของโลก. เป็นหนึ่งในก๊าซที่มีหน้าที่เร่งความเร็ว ภาวะเรือนกระจก. มันมีอยู่ในบรรยากาศสั้นกว่าเมื่อเทียบกับคาร์บอนไดออกไซด์ อย่างไรก็ตาม มันสามารถดูดซับความร้อนและ รังสีอินฟราเรด. การเผาไหม้มีเทนมีลักษณะเป็นก๊าซของผลิตภัณฑ์ เช่น CO₂,ไอน้ำและเขม่า.

อ่านด้วย: กรดกำมะถัน - สารเคมีที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรม

มีเทนคืออะไร?

มีเทนเป็นไฮโดรคาร์บอนที่เล็กที่สุดและง่ายที่สุด โมเลกุลอินทรีย์ที่มีคาร์บอนเพียงอะตอมเดียวเชื่อมโยงกับสี่ ไฮโดรเจน.

ลักษณะของมีเทน

• โมเลกุลอินทรีย์
• อิ่มตัว
• เรขาคณิตทรงสี่เหลี่ยม
• สารโพลาร์ (ไม่ละลายในน้ำ)
• ไม่มีสี
• ก๊าซภายใต้สภาวะปกติของอุณหภูมิและความดัน
• ไวไฟ (เมื่อสัมผัสกับอากาศในบรรยากาศ)

อย่าเพิ่งหยุด... มีมากขึ้นหลังจากโฆษณา ;)

สูตรมีเทน

สูตรโมเลกุลของมีเทนคือ CH₄ซึ่งเป็นคาร์บอนที่ถูกพันธะกับไฮโดรเจนสี่อะตอม

โมเลกุลมีเทนถูกสร้างขึ้นโดยคาร์บอนที่ถูกพันธะกับไฮโดรเจนสี่ตัว

แหล่งก๊าซมีเทน

• ไบโอติก (จากสิ่งมีชีวิตอื่น ๆ

→ กระบวนการย่อยอาหารของสัตว์กินพืช สัตว์กินเนื้อ และสัตว์กินเนื้อทุกชนิด: กระบวนการย่อยอาหารของสัตว์ปล่อยก๊าซมีเทนออกสู่สิ่งแวดล้อม อู๋ กระบวนการย่อยอาหารสัตว์เคี้ยวเอื้องเช่นเดียวกับวัวควาย ปล่อยก๊าซมีเทนในปริมาณที่มากขึ้น

ฟาร์มโคมีสภาพแวดล้อมที่อุดมไปด้วยก๊าซมีเทน เนื่องจากกระบวนการย่อยอาหารที่เกิดขึ้นในร่างกายของสัตว์เคี้ยวเอื้อง

→ การหมักโดยแบคทีเรียมีเทน: คือจุลินทรีย์ที่มีส่วนร่วมในกระบวนการย่อยสลายแบบไม่ใช้ออกซิเจน (สลายตัวโดยไม่มีออกซิเจน) เปลี่ยนสารอินทรีย์ที่ซับซ้อนมากขึ้นเป็นก๊าซมีเทน คาร์บอนไดออกไซด์ และโมเลกุลที่ง่ายกว่าอื่นๆ กระบวนการที่เกิดขึ้นในหนองน้ำซึ่งมีระบบนิเวศที่อุดมไปด้วยอินทรียวัตถุชื้นในกระบวนการย่อยสลาย

ดูด้วย: เวลาในการย่อยสลายของเสียคืออะไร?

• อะไบโอติกส์ (แหล่งธรรมชาติและปิโตรเคมี)

→ ความผิดพลาดทางธรณีวิทยา: ที่ เสื้อคลุมดิน มีเธนที่มีความเข้มข้นสูงสุดบนโลกอาจเป็นเพราะความผิดปกติทางธรณีวิทยาที่อาจนำไปสู่การรั่วซึม หรือเนื่องจากสภาวะอุณหภูมิที่สนับสนุนปฏิกิริยาที่ปล่อยมันออกมา

→ พลังงานจากถ่านหิน: มีเทนเป็นไฮโดรคาร์บอนชนิดหนึ่งที่สามารถสกัดได้จากปิโตรเลียม นอกจากนี้ยังมีการก่อตัวของมีเทนเป็นผลจากปฏิกิริยาเคมีกับไฮโดรคาร์บอนที่มีขนาดใหญ่กว่า

การใช้และความสำคัญของมีเทน

มีเทนส่วนใหญ่จะใช้เป็น is แหล่งจ่ายไฟ ก๊าซที่ผลิตได้ (ก๊าซชีวภาพ) ในหลุมฝังกลบ หรือทิ้ง มันถูกระบายโดยท่อแล้วส่งไปยังโรงงานที่แปลงเป็นพลังงาน ในเซาเปาโล ผู้คนกว่า 700,000 คนได้รับประโยชน์จากพลังงานที่มาจากก๊าซชีวภาพที่สกัดจากขยะในเมือง

ในกรณีของการเกษตร สารย่อยสลายทางชีวภาพจะใช้ในการบำบัดและกำจัดก๊าซชีวภาพที่มีอยู่ใน มูลสัตว์ (อุจจาระ). พลังงานที่ได้จากก๊าซชีวภาพจะนำไปใช้ในการดำเนินงานฟาร์มและเป็นประโยชน์ต่อชุมชนในท้องถิ่น พลังงานจากก๊าซมีเทนยังใช้ในการเจรจาเพื่อ คาร์บอนเครดิต (ความคิดริเริ่มจากการลดภาวะโลกร้อน)

ฝังกลบสุขาภิบาลพร้อมท่อเพื่อรวบรวมก๊าซชีวภาพที่ผลิต

ปฏิกิริยาการเผาไหม้มีเทน

การเผาไหม้มีเทนสามารถเกิดขึ้นได้อย่างสมบูรณ์ ทำให้เกิดก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ (CO₂) และน้ำ (H₂O) หรืออาจเป็นการเผาไหม้บางส่วนหรือไม่สมบูรณ์ ซึ่งในกรณีนี้คือคาร์บอนมอนอกไซด์ (CO) เขม่า (C) และน้ำ ดูปฏิกิริยาที่สมดุลของการเผาไหม้มีเทนทั้งหมดและบางส่วนด้านล่าง:

• เสร็จสมบูรณ์:

CH_{4 (ก.)} + 2.0_2(ก.) ◻ CO_2(ก.) + 2.H₂อู๋_(ช)

• ไม่สมบูรณ์ด้วยการก่อตัวของคาร์บอนมอนอกไซด์ (CO)):

CH_{4 (ก.)} + 2/2_2(ก.) ◻ CO_(ช) + 2H₂อู๋_(ช)

• เขม่าที่ก่อตัวไม่สมบูรณ์ (C)

CH_4(ก.) + โอ_{(ช) 2} ◻C_(ส) + 2.H₂อู๋_(ช)

ดูด้วย:การเผาไหม้คืออะไร?

อันตรายจากมีเทน

ก๊าซมีเทนคือ หนึ่งในผู้รับผิดชอบในการเร่งความเร็วของ ภาวะเรือนกระจกอยู่ในบรรยากาศในปริมาณที่น้อยกว่าเมื่อเทียบกับคาร์บอนไดออกไซด์ อย่างไรก็ตาม มีศักยภาพด้านพลังงานมากกว่า 60 เท่า นอกเหนือจากความจุสูงในการดูดซับรังสีอินฟราเรด ดังนั้นแม้ว่าก๊าซมีเทนจะไม่อยู่ในชั้นบรรยากาศเป็นเวลานาน แต่ความเสียหายที่เกิดกับสิ่งแวดล้อมนั้นมากกว่าที่เกิดจากคาร์บอนไดออกไซด์ถึง 20 เท่า

เพื่อสุขภาพของมนุษย์ มีเทนยังนำเสนอ present ความเสี่ยงจากการเป็นพิษ การสูดดมก๊าซอาจทำให้เกิด ภาวะขาดอากาศหายใจ ความผิดปกติของระบบประสาท และภาวะหัวใจหยุดเต้น.

แก้ไขแบบฝึกหัด

คำถามที่ 1 - (ศัตรู - 2016) การเก็บอุจจาระจากสัตว์เลี้ยงในถุงพลาสติกและการกำจัดใน การทิ้งขยะแบบเดิมๆ สามารถสร้างสภาวะเสื่อมโทรมที่สร้างผลิตภัณฑ์ที่เป็นอันตรายต่อสิ่งแวดล้อมได้ สิ่งแวดล้อม (รูปที่ 1)

รูปที่ 2 แสดงโครงการ Park Spark ที่พัฒนาขึ้นในเมืองเคมบริดจ์ รัฐแมสซาชูเซตส์ (สหรัฐอเมริกา) ซึ่งมีมูลสัตว์ animal ของใช้ในครัวเรือนจะถูกรวบรวมในถุงที่ย่อยสลายได้ทางชีวภาพและโยนลงในเครื่องย่อยสลายทางชีวภาพที่ติดตั้งในสวนสาธารณะ สาธารณะ; และผลิตภัณฑ์ที่ใช้ในอุทยานนั้นเอง

นวัตกรรมของโครงการนี้คือการเปิดใช้งาน (a):

ก) การเผาไหม้ก๊าซมีเทน
B) การจัดเก็บคาร์บอนไดออกไซด์
C) การสลายตัวแบบแอโรบิกของอุจจาระ
D) การใช้เชื้อเพลิงฟอสซิลอย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้น
E) การตรึงคาร์บอนในโมเลกุลอินทรีย์

ความละเอียด

ทางเลือก ก. ทำให้สามารถเผาไหม้ก๊าซมีเทนซึ่งถูกแปลงเป็นพลังงานที่สามารถนำมาใช้ในการจัดหาระบบไฟฟ้าของอุทยานได้

คำถามที่ 2 - (ศัตรู) ตามรายงาน "เงาอันยิ่งใหญ่ของปศุสัตว์" (เงายาวของปศุสัตว์) จัดทำโดยองค์การสหประชาชาติเพื่อการ เกษตรกรรมและอาหาร ปศุสัตว์มีส่วนรับผิดชอบต่อภาวะโลกร้อนประมาณ 18% ซึ่งมีส่วนสนับสนุนมากกว่าภาคปศุสัตว์ ขนส่ง.

การทำฟาร์มปศุสัตว์ขนาดใหญ่มีส่วนทำให้เกิดภาวะโลกร้อนผ่านการปล่อยมลพิษ

1. มีเทนระหว่างกระบวนการย่อยอาหาร
2. ไนตรัสออกไซด์ระหว่างกระบวนการเคี้ยวเอื้อง
3. คลอโรฟลูออโรคาร์บอนระหว่างการขนส่งเนื้อสัตว์
4. ไนตรัสออกไซด์ในระหว่างกระบวนการหายใจ
5. ซัลเฟอร์ไดออกไซด์ระหว่างการบริโภคทุ่งหญ้า

ความละเอียด

ทางเลือก ก. กระบวนการย่อยอาหารของสัตว์เคี้ยวเอื้องเกิดจากแบคทีเรียที่มีเมทาโนเจน ผลิตภัณฑ์หลัก ก๊าซมีเทน ซึ่งเป็นก๊าซหลักอันดับสองที่รับผิดชอบต่อการเสื่อมสภาพของ ภาวะเรือนกระจก.

โดย Laysa Bernardes Marques de Araujo
ครูสอนเคมี

คุณต้องการอ้างอิงข้อความนี้ในโรงเรียนหรืองานวิชาการหรือไม่ ดู:

ARAúJO, Laysa Bernardes Marques เดอ "มีเทน"; โรงเรียนบราซิล. มีจำหน่ายใน: https://brasilescola.uol.com.br/quimica/metano.htm. เข้าถึงเมื่อ 28 มิถุนายน 2021.