Gas bog: dan formula memohon

Gas yang melarikan diri dari bahagian bawah takungan - marsh gas berbau (lebih nama generik - metana). Dari sudut saintifik bentuk ia melihat, hydrogenous atau metil of. Bagi sebahagian besar terdiri daripada metana (CH _4). Ia juga boleh hadir, nitrogen, argon, hidrogen, phosphine dan karbon dioksida.

ciri-ciri utama

komposisi Standard, formula kimia marsh gas - semua ini jelas menunjukkan bahawa ia tergolong dalam sebatian karbon mudah. Sekitar unsur ini dikumpulkan baki komponen. Marsh gas berlaku secara semula jadi di negeri ini bebas sebagai campuran dengan karbon dioksida atau nitrogen. Ia berlaku disebabkan oleh penguraian bahan organik. Sebagai peraturan, ia terperangkap di bawah air dan dilucutkan masuk ke loji udara.

lombong arang batu - tempat lain di mana yang terbentuk marsh gas mudah terbakar. Dia berkumpul antara batu selepas penguraian sisa organik. Ini dibantu oleh banyak lompang. gas seperti ditarik apabila kebetulan timbul lubang.

tempat-tempat pendidikan

Walaupun nama agak jelas itu, marsh gas (atau sebaliknya, metana) menonjol walaupun dari retak bumi berhampiran medan minyak. Kes-kes yang mula dilaporkan di Amerika Syarikat, di tebing Sungai Allegheny, serta di Rusia di kawasan Kaspia. Baku, atas sebab ini, untuk masa yang lama terdapat satu legenda tentang lampu misteri di Baku. fenomena alam telah bercampur dengan karbon dioksida, nitrogen dan minyak wap marsh gas.

Dengan pembangunan industri dan teknologi perlombongan, orang belajar untuk kitar semula melepaskan metana. Pertama kilang itu muncul di Pennsylvania. Marsh gas mempunyai ciri-ciri dalam yang terbentuk secara berterusan, ia boleh dikesan dalam mana-mana paya atau kolam. Selalunya, untuk ini adalah agak mudah sentuhan kayu untuk enapcemar. Selepas itu, gelembung gas terapung ke permukaan air.

Asas marsh gas

Pembentukan komponen utama gas asli (metana) bantuan bakteria. Kerana mereka, ia bermula penapaian serat tumbuhan, yang menyumbang kepada kemunculan metana. The metana paling tulen dipercayai menjadi ciri-ciri gunung berapi lumpur di Absheron dan Semenanjung Kerch.

Di samping itu, ia timbul dalam garam deposit, mata air dan fumaroles - lubang dan retak, yang terletak di kaki gunung berapi. Metana terdapat di dalam usus manusia. produknya termasuk pengeluaran nafas beberapa haiwan. Salah satu bukti bertulis pertama mengenai perkara ini boleh karya-karya penulis antik Pliny menyebut sebatian terbakar gas dipertimbangkan.

explosiveness

Kebanyakan gas marsh dikenali dengan harta yang merosakkan sendiri. Apabila pencucuhan adalah dalam campuran dengan udara, ia menyebabkan letupan. Sebab untuk ini adalah hak milik metana. Letupan marsh gas dan sama sebatian telah lama takut rakyat, untuk menjelaskan apa yang berlaku khurafat. Sebab-sebab anomali menjadi jelas hanya selepas satu kajian saintifik fenomena ini.

Marsh gas, metana dan sebatian bahan letupan lain mendorong orang untuk mencipta Davy lampu. Ia telah digunakan kedua-dua di paya dan di lombong arang batu. Dalam lampu ini produk pembakaran dikeluarkan oleh grid khas di mana menolak kemungkinan pencucuhan campuran gas yang mudah terbakar.

Sejarah penemuan

sumbangan besar kepada kajian marsh gas (gas metana), memperkenalkan ahli sains Itali Alessandro Volta. Pada tahun 1776, beliau telah menunjukkan bahawa bahan adalah berbeza daripada hidrogen, kerana ia memerlukan dua kali lebih banyak oksigen untuk pembakaran. Tambahan pula, ia Volta menentukan bahawa gas paya - sumber asid karbonik.

Itali metana ditemui di sempadan Switzerland dan Itali, bersebelahan dengan Lake Maggiore. Inspirasi untuk ahli sains merupakan barang saintis Amerika dan ahli politik Benjamin Franklin mengenai fenomena "udara-bahan api". Volta pertama yang diterima metana mengumpul gas paya dipancarkan.

penyelidikan terus

Lain yang penting penyelidik fenomena semula jadi adalah ahli kimia Perancis Klod Bertolle dan ahli kimia British Uilyam Genri. Yang terakhir daripada mereka pada tahun 1805 telah dipilih komposisi gas paya dan membezakannya daripada etilena (a maslorodnogo gas kononnya).

bahan letupan teka-teki tersembunyi dalam komponen asas - metana. Ia ditakrifkan sebagai gas hidrokarbon cahaya (bertentangan dengan hidrokarbon berat gas etilena). Dari masa ke masa ia telah menyelesaikan satu penggal lagi - metil hydrogenous. Henry terus belajar Dzhon Dalton dan Jens Jakob Berzelius.

Pada tahun 1813, ahli kimia Inggeris dan ahli geologi Gemfri Devi dianalisis firedamp dan membuat kesimpulan bahawa bahan - campuran metana, karbon dioksida dan nitrogen. Oleh itu ia telah membuktikan bahawa campuran mudah terbakar dilepaskan di lombong, campuran sama identiti di paya.

Kesan ke atas alam sekitar

Ciri marsh gas metana berlaku kerana tindak balas kimia tertentu. Yang pertama adalah penyulingan kering bahan organik (seperti gambut atau kayu). Kimia metana tulen telah disediakan oleh air penguraian tsinkmetila (dengan itu dihasilkan zink oksida). Hari ini, bahan ini menarik ramai pencinta alam sekitar kerana penglibatannya dalam pembentukan kesan rumah hijau. Ini adalah disebabkan oleh pengumpulan metana di atmosfera. Marsh gas menyerap sinaran terma di rantau spektrum inframerah. Oleh parameter ini ia adalah kedua hanya kepada karbon dioksida tulen. Alam sekitar menilai sumbangan metana dalam kesan rumah hijau yang dipertingkatkan dalam kira-kira 30%.

Properties, komposisi, formula kimia marsh gas kini sedang dikaji dalam kajian kesannya terhadap suasana planet kita. Nombor asli, yang dihasilkan oleh alam semula jadi, dia tidak berbahaya sebagai punca kesan rumah hijau. Walau bagaimanapun, masalah ini terletak pada hakikat bahawa jumlah yang besar metana ke atmosfera melalui kesalahan rakyat sendiri. gas analog paya dihasilkan di pelbagai kilang-kilang. Ini yang dipanggil metana abiotik. Salah yang berlaku dalam paya, dianggap biogenik - yang timbul akibat daripada transformasi bahan organik.

methanogenesis

Biosintesis metana (dan dengan itu berlakunya gas paya) juga dikenali sebagai methanogenesis. Proses ini melibatkan bakteria Archaea. Mereka adalah aerobik, bermakna mereka boleh menghasilkan tenaga untuk hidup, tanpa perlu oksigen. Arkea tidak mempunyai organel membran dan nukleus.

Bakteria menghasilkan metana, mengembalikan kompaun satu karbon melalui sebatian karbon-karbon dan alkohol. Cara lain - disproportionation asetat. Tenaga yang dijana berubah bakteria enzim ATP synthase. Dalam methanogenesis terlibat pelbagai molekul: enzim, methanofuran, tetragidrometanopterin lain-lain ...

methanogens

Sains tahu 17 genus dan 50 spesies Arkea mampu menjana gas asas paya. Mereka membentuk satu koloni multicellular primitif. Gen paling dikaji seperti Arkea - Methanosarcina acetivorans. Mereka ditukar kepada acetates dan metana , karbon monoksida, menggunakan enzim atsetatkinazy dan phosphotransacetylase. Terdapat juga teori bahawa Arkea ini di zaman boleh berubah menjadi thioester, dengan syarat bahawa di kemudian lumpur mempunyai kepekatan yang tinggi sulfida besi.

Sebab untuk kebakaran hutan

Pada kepekatan yang mencukupi pelepasan dan gas paya, vozgorevshis boleh menyebabkan gambut alam yang besar dan kebakaran hutan. Hari ini, terdapat pelbagai keseluruhan pertempuran fenomena itu. perkhidmatan khas kelakuan pemantauan gas kawasan paling berair. Mereka bertanggungjawab untuk pencegahan dan kawalan nisbah kuantitatif komponen gas berpotensi berbahaya.

Sebagai contoh, salah satu tanah lembap di rantau Moscow adalah kawasan Shatursky timur. Di perairan yang kaya dengan ikan (ikan, hinggap, ikan gobi, ikan mas, tombak, kap), newts, katak, ular, muskrats, burung (bangau, bitterns, waders, itik). Tulang-tulang haiwan ini terkandung fosforus. Ia diproses oleh bakteria, maka terdapat beberapa bahan-bahan lain. Ini diphosphine dan phosphine. Mereka adalah initiators utama tindak balas rantai pembakaran spontan. Mula dengan cara ini kebakaran - adalah satu masalah alam sekitar yang serius. Dari kebakaran membakar dalam paya, bukan sahaja hutan tetapi juga tanah berlumpur gambut. Api boleh merebak jauh ke dalam mereka. gambut itu boleh membakar seluruh tahun.

Di Rusia, ia memegang kira-kira dua pertiga daripada tanah lembap di dunia. Mereka bertemu di tengah-tengah bahagian Eropah Russia, Western Siberia dan Kamchatka. Jumlah kawasan tanah lembap di Rusia - kira-kira 340 juta hektar, 210 yang dilindungi dengan hutan. Kebanyakan semua gas yang dihasilkan pada musim panas. Dalam tempoh sehari di kawasan seluas satu hektar boleh berdiri selama kira-kira dua setengah kilogram metana.

Interaksi dengan oksigen dan klorin

gas asli paya, yang formula kimia - CH _4, tidak membakar api bercahaya pucat. Letupan kuat dengan ia berlaku di pencucuhan dalam campuran yang mengandungi 7.8 jilid udara dan 2 jumlah oksigen. Gas sedikit larut dalam air (tidak seperti alkohol). Ia bertindak balas secara eksklusif dengan halogen.

Oleh tindak balas dengan bentuk gas klorin paya metil klorida CH ₃ Cl. Bahan ini telah disediakan oleh kaedah makmal. Untuk tujuan ini, gas hidroklorida diluluskan ke dalam penyelesaian didih alkohol dan metilnogo lebur zink klorida. Hasilnya adalah gas tanpa warna, yang dicirikan oleh bau eter menyenangkan dengan rasa yang manis. Di bawah tekanan yang kuat atau penyejukan, ia memeluwap menjadi cecair.

Penggunaan dan tindak balas dengan halogen

Metana (gas marsh), yang formula dan penggunaan bahan api dikaji dalam program sekolah secara aktif berinteraksi dengan halogen. Hasilnya, bahan-bahan tindak balas penggantian dihasilkan sebatian berikut: bromida, klorida, fluorida, klorida dan fluorida. Yang terakhir daripada mereka mula diperolehi oleh ahli kimia Rusia Aleksandrom Butlerovym. Metil iodida - kuat pembiasan cahaya cecair kekuningan. suhu didih - 180 ° C.

Seperti yang dipanggil gas paya, digantikan sepenuhnya oleh halogen? Ini karbon tetraklorida. Ia telah dibuka oleh ahli kimia Perancis Anri Reno pada tahun 1839. Ia adalah cecair dengan aroma pedas ciri. Ia mempunyai kesan anestetik. Satu lagi bahan yang sama - karbon tetrabromide. Ia diekstrak daripada abu tumbuhan marin.

Bahaya kesihatan

Dengan sendirinya, metana paya adalah fisiologi tidak berbahaya. Ia tergolong dalam hidrokarbon parafin tidak toksik. Ini kumpulan bahan dicirikan oleh inertness kimia dan kelarutan yang rendah dalam plasma darah. Udara dengan kepekatan yang tinggi gas marsh boleh membunuh hanya jika dia akan mengalami kekurangan oksigen.

tanda-tanda awal lemas (asphyxia) ditunjukkan pada kandungan 30% metana. Dalam kes ini, meningkatkan jumlah pernafasan, kadar jantung quickens, terganggu penyelarasan pergerakan otot. Tetapi kebarangkalian kes-kes tersebut adalah sangat kecil. Hakikat bahawa metana adalah lebih ringan daripada udara, yang tidak membenarkan dia untuk mengumpul dalam perkadaran yang berlebihan.

Pada masa yang sama, para penyelidik menyamakan tindakan gas paya pada jiwa manusia kepada tindakan daripada eter. Kesan yang sama boleh disamakan dengan narkotik. Pada manusia, masa lama bekerja di lombong dengan kepekatan yang tinggi metana, kesan perubahan dalam sistem saraf autonomik (hypotension, oculocardiac refleks positif dan sebagainya. D.).