Метан — химические свойства. Газ метан и его свойства

Химические свойства метана, формула, плотность, горение газа, молярная масса, применение в промышленности, термическое разложение, бромирование метана, строение молекулы

Химические свойства метана ничем не отличаются от свойств, присущих всем веществам класса алканов. В школьном курсе химии метан изучают одним из первых веществ органики, так как он является одним из простейших представителей алканов.

В его составе один атом углерода и четыре атома водорода.

Формула метана и способы его получения

Молекулярная формула метана

Структурная формула метана

Сh5

Н — С — Н

Метан в больших количествах содержится в атмосфере. Мы не обращаем внимания на нахождение этого газа в воздухе, ведь на нашем организме это никак не отражается, а вот канарейки очень чувствительны к метану.

Когда-то они даже помогали шахтерам спускаться под землю. Когда процентное содержание метана изменялась, птицы переставали петь. Это служило сигналом для человека, что он спустился слишком глубоко и нужно подниматься наверх.

Образуется метан в результате распада остатков живых организмов. Не случайно с английского methane переводится, как болотный газ, ведь он может быть обнаружен в заболоченных водоемах и каменноугольных шахтах.

Основным источником газа в агропромышленном комплексе является рогатый скот. Да, метан они выводят из организма вместе с остальными продуктами жизнедеятельности. Кстати, увеличение числа рогатого скота на планете может привести к разрушению озонового слоя, ведь метан с кислородом образуют взрывоопасную смесь.

Метан в промышленности можно получить с помощью нагревания углерода и водорода или синтеза водяного газа, все реакции протекают в присутствии катализатора, чаще всего никеля.

В США разработана целая система по добыче метана, она способна извлечь до 80% газа из природного угля. На сегодняшний день мировые запасы метана оцениваются экспертами в 260 триллионов метров кубических! Даже запасы природного газа значительно меньше.

В лаборатории метан получают путем взаимодействия карбида алюминия (неорганическое соединение алюминия с углеродом) и воды. Также с помощью гидроксида натрия, вступающего в реакцию с ацетатом натрия, более известного как пищевая добавка Е262.

Физические свойства метана

Характеристика:

Бесцветный газ, без запаха.
Взрывоопасен.
Нерастворим в воде.
Температура кипения: -162oC, замерзания: -183°C.
Молярная масса: 16,044 г/моль.
Плотность: 0,656 кг/м³.

Химические свойства метана

Говоря о химических свойствах, выделяют те реакции, в которые вступает метан. Ниже они приведены вместе с формулами.

Горение метана

Как все органические вещества, метан горит. Можно заметить, что при горении образуется голубоватое пламя.

СН4 + 2O2 → СO2↑ + 2Н2O

Называется такая реакция – реакцией горения или полного окисления.

Замещение

Метан также реагирует с галогенами. Это химические элементы 17 группы в периодической таблице Менделеева. К ним относятся: фтор, хлор, бром, йод и астат. Реакция с галогенами называется – реакцией замещения или галогенирования. Такая реакция проходит только в присутствии света.

Хлорирование и бромирование

Если в качестве галогена используется хлор, то реакция будет называться – реакцией хлорирования. Если в качестве галогена выступает бром, то – бромирование, и так далее.

Ch5 + Cl2 → Ch4Cl + НСl

Ch5 + Br2 → Ch4Br + НBr

Хлорирование. Низшие алканы могут прохлорировать полностью.

Ch5 + Cl2 → Ch4Cl + НСl

Ch4Cl + Cl2 → Ch3Сl2 + НСl

Ch3Сl2+ Cl2 → CHCl3 + НСl

CHCl3 + Cl2 → CСl4 + НСl

Точно так же метан может полностью вступать в реакцию бромирования.

Ch5 + Br2 → Ch4Br + Н Br

Ch4Br + Br2 → Ch3Br2 + НBr

Ch3Br2 + Br2 → CHBr3 + НBr

CHBr3 + Br2 → CBr4 + НBr

С йодом такой реакции уже нет, а с фтором наоборот сопровождается быстрым взрывом.

Разложение

Так же этому углеводороду свойственна реакция разложения. Полное разложение:

СН4 → С + 2H₂

И неполное разложение:

2СН4 → С2Н2 + 3Н2

Реакция с кислотами

Метан реагирует с концентрированной серной кислотой. Реакция носит название сульфирования и происходит при небольшом нагревании.

2СН4 + Н2SО4 → СН3SО3Н + Н2О

Окисление

Как уже было сказано, Сh5 может полностью окисляться, но при недостатке кислорода возможно неполное окисление.

2СН4 + 3O2 → 2CO + 4Н2O

СН4 + О2 → С + 2Н2O

Помимо прочего для этого газа характерно каталитическое окисление. Оно происходит в присутствии катализатора. При разном соотношении моль вещества получаются разные конечные продукты реакции. В основном это:

Реакция протекает при температуре 1500°C. Данная реакция также носит название – крекинг – термическое разложение.

Нитрование метана

Существует также реакция нитрования или реакция Коновалова, названная в честь ученого, который доказал, что с предельными углеводородами действует разбавленная азотная кислота. Продукты реакции получили название – нитросоединения.

Ch5 + НNО3 → СН3NO2 + h3O

Реакция проводится при температуре 140-150°C.

Дегидрирование метана

Кроме того, для метана характерна реакция дегидрирования (разложения) – отцепление атомов водорода и получения ацетилена, в данном случае.

2CН4 → C2h3 + 3Н2

Применение метана

Метан, как и остальные предельные углеводороды, широко используется в повседневной жизни. Его применяют в производстве бензина, авиационного и дизельного топлива.

Используют в качестве базы для получения различного органического сырья на предприятиях. Также метан широко используется в медицине и косметологии.

Метан применяют для получения синтетического каучука, красок и шин.

Атлеты используют так называемый жидкий метан для быстрого набора массы за короткий промежуток времени.

А при хлорировании метана образуется вещество, которое в дальнейшем используется для обезжиривания поверхностей или как компонент в средствах для снятия лака. Некоторое время продукт взаимодействия метана и хлора использовали в качестве наркоза.

1001student.ru

Реферат Метан

скачать

Реферат на тему:

План:

1 Источники
2 Получение
3 Химические свойства
4 Соединения включения
5 Применение метана
6 Метан и экология

Введение

Мета́н (лат. Methanum) — простейший углеводород, бесцветный газ без запаха[2], химическая формула — Ch5. Малорастворим в воде, легче воздуха. При использовании в быту, промышленности в метан обычно добавляют одоранты (обычно меркаптаны) со специфическим «запахом газа». Сам по себе метан не токсичен и не опасен для здоровья человека. Обогащение одорантами делается для того, чтобы человек вовремя заметил утечку газа. На промышленных производствах эту роль выполняют датчики и во многих случаях метан для лабораторий и промышленных производств остается без запаха.

Метан — первый член гомологического ряда насыщенных углеводородов (алканов), наиболее устойчив к химическим воздействиям. Подобно другим алканам вступает в реакции радикального замещения (галогенирования, сульфохлорирования, сульфоокисления, нитрования и др.), но обладает меньшей реакционной способностью. Специфична для метана реакция с парами воды, которая протекает на Ni/Al2O3 при 800—900 °C или без катализатора при 1400—1600 °C; образующийся синтез-газ может быть использован для синтеза метанола, углеводородов, уксусной кислоты, ацетальдегида и других продуктов.

Взрывоопасен при концентрации в воздухе от 5 % до 15 %. Самая взрывоопасная концентрация 9,5 %. Является наркотиком; действие ослабляется ничтожной растворимостью в воде и крови. Класс опасности - четвертый[3].

1. Источники

Основной компонент природных (77—99 %), попутных нефтяных (31—90 %), рудничного и болотного газов (отсюда другие названия метана — болотный или рудничный газ). В анаэробных условиях (в болотах, переувлажнённых почвах, рубце жвачных животных) образуется биогенно. Получается также при коксовании каменного угля, гидрировании угля, гидрогенолизе углеводородов в реакциях каталитического риформинга.

Классификация по происхождению:

абиогенный — образован как результат химических реакций неорганических соединений;
биогенный — образован как результат химической трансформации органического вещества;
бактериальный (микробный) — образован в результате жизнедеятельности бактерий;
термогенный — образован в ходе термохимических процессов.

Интересно, что на поверхности Титана (спутник Сатурна) в условиях низких температур (−180 °C) существуют целые озёра и реки из жидкой метано-этановой смеси.

2. Получение

В лаборатории получают нагреванием натронной извести (смесь гидроксидов натрия и кальция) или безводного гидроксида натрия с ледяной уксусной кислотой.

2NaOH+Ch4COOH→(t)Na2CO3+Ch5↑+h3O

Для этой реакции важно отсутствие воды, поэтому и используется гидроксид натрия, так как он менее гигроскопичен.

Возможно получение метана сплавлением ацетата натрия с гидроксидом натрия:[4]

Ch4COONa + NaOH → Ch5↑ + Na2CO3

Также для лабораторного получения метана используют гидролиз карбида алюминия или некоторых металлорганических соединений (напр., метилмагнийбромида).

3. Химические свойства

Горит в воздухе голубоватым пламенем, при этом выделяется энергия около 39 МДж на 1 м³. С воздухом образует взрывоопасные смеси при объёмных концентрациях от 5 до 15 процентов. Точка замерзания -184С (при нормальном давлении)

Вступает с галогенами в реакции замещения (например, Ch5 + 3Cl2= CHCl3+ 3HCl), которые проходят по свободно радикальному механизму:

Ch5 + Cl2 = Ch4Cl (хлорметан)+ HCl

Ch4Cl + ½Cl2 = Ch3Cl2 (дихлорметан)

Ch3Cl2 + ½Cl2 = CHCl3 (трихлорметан)

CHCl3 + ½Cl2 = CCl4 (тетрахлорметан)

Выше 1400 °C разлагается по реакции:2Ch5 = C2h3 + 3h3

Окисляется до муравьиной кислоты при 150—200 °C и давлении 30—90 атм по цепному радикальному механизму:

Ch5 + 3[O] = HCOOH + h3O

4. Соединения включения

Метан образует соединения включения — газовые гидраты, широко распространенные в природе.

5. Применение метана

Топливо.
Продукты хлорирования используются в огнетушителях, а так же как снотворное, или растворитель.
Производство продукта дегидрирования-ацетилена.
Продукт конверсии-синтез-газ. Используется для производства метанола и формальдегида, а следовательно и полимеров, медикаментов и денатурирующих и дезинфицирующих материалов. Также из синтез-газа изготавливаются аммиак и удобрения.

6. Метан и экология

Является парниковым газом. Если степень воздействия углекислого газа на климат условно принять за единицу, то парниковая активность метана составит 21 единицу. [5].

ПДК метана в воздухе рабочей зоны составляет 7000 мг/м3.[6]

wreferat.baza-referat.ru

Метан — Википедия

Общие Физические свойства Термические свойства Химические свойства Классификация Безопасность

Метан


Рац. формула	Ch5
Молярная масса	16,04 г/моль
Плотность	газ (0 °C) 0,7168 кг/м³;жидкость (−164,6 °C) 415 кг/м³[1]
Т. плав.	-182,49 °C
Т. кип.	-161,58 °C
Т. свспл.	537,8 °C
Пр. взрв.	4,4-17,0 %
Растворимость в воде	0,02 г/кг[2]
Рег. номер CAS	74-82-8
SMILES
Токсичность
Приводятся данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иного.

Мета́н (лат. Methanum) — простейший углеводород, бесцветный газ (в нормальных условиях) без запаха[3], химическая формула — Ch5[4]. Малорастворим в воде, легче воздуха. При использовании в быту, промышленности в метан обычно добавляют одоранты (обычно тиолы) со специфическим «запахом газа». Метан нетоксичен и неопасен для здоровья человека[5].

Однако имеются данные, что метан относится к токсическим веществам, действующим на центральную нервную систему[6].

Накапливаясь в закрытом помещении, метан взрывоопасен. Обогащение одорантами делается для того, чтобы человек вовремя заметил утечку газа. На промышленных производствах эту роль выполняют датчики, и во многих случаях метан для лабораторий и промышленных производств остаётся без запаха.

Взрывоопасен при концентрации в воздухе от 4,4 % до 17 %[7]. Наиболее взрывоопасная концентрация 9,5 %. Является наркотиком; действие ослабляется ничтожной растворимостью в воде и крови. Класс опасности — четвёртый[8].

В ноябре 1776 года, итальянский физик Алессандро Вольта обнаружил метан в болотах озера Маджоре на границе Италии и Швейцарии. На поиски его вдохновила статья, написанная Бенджамином Франклином о «горючем воздухе». Вольта собирал газ, выделяемый болотом, и в 1778 году получил чистый метан. Также он продемонстрировал возможность зажечь газ от электрической искры.

Сэр Гемфри Дэви (учёный-химик) ещё в 1813 г. заключил из своих анализов, что рудничный газ есть смесь метана Ch5 с небольшим количеством азота N2 и угольного ангидрида СО2 — то есть, что он качественно тождественен по составу с газом, выделяющимся из болот.

Нахождение в природе[править]

Основной компонент природного газа (77—99 %), попутных нефтяных газов (31—90 %), рудничного и болотного газов (отсюда произошли другие названия метана — болотный или рудничный газ). В анаэробных условиях (в болотах, переувлажнённых почвах, кишечнике жвачных животных) образуется биогенно в результате жизнедеятельности некоторых микроорганизмов.

По современным данным, в атмосферах планет-гигантов солнечной системы в заметных концентрациях содержится метан[9].

Предположительно, на поверхности Титана в условиях низких температур (−180 °C) существуют целые озёра и реки из жидкой метано-этановой смеси[10]. Велика доля метановых льдов и на поверхности Седны.

В промышленности[править]

Образуется при коксовании каменного угля, гидрировании угля, гидрогенолизе углеводородов в реакциях каталитического риформинга.

Классификация по происхождению[править]

абиогенный — образован в результате химических реакций неорганических соединений, например, при взаимодействии карбидов металлов с водой;
биогенный — образован как результат химической трансформации органического вещества;
бактериальный (микробный) — образован в результате жизнедеятельности бактерий;
термогенный — образован в ходе термохимических процессов.

Возможно получение метана сплавлением ацетата натрия с гидроксидом натрия[11]:

Также для лабораторного получения метана используют гидролиз карбида алюминия или некоторых металлорганических соединений (например, метилмагнийбромида).

Также возможно биологическое получение метана, см. Биогаз

Химические свойства[править]

Горит в воздухе голубоватым пламенем, при этом выделяется энергия около 33,066 МДж на 1 м³. С воздухом образует взрывоопасные смеси при объёмных концентрациях от 4,4 % до 17 %. Точка замерзания −184oС (при нормальном давлении)

Вступает с галогенами в реакции замещения, которые проходят по свободно-радикальному механизму:

Выше 1400 °C разлагается по реакции:

Реакция горения метана:

Окисляется до муравьиной кислоты при 150—200 °C и давлении 30—90 атм. по цепному радикальному механизму:

Соединения включения[править]

Метан образует соединения включения — газовые гидраты, широко распространенные в природе.

Применение метана[править]

Топливо.
Сырьё в органическом синтезе.

Физиологическое действие[править]

Метан является самым физиологически безвредным газом в гомологическом ряду парафиновых углеводородов. Физиологическое действие метан не оказывает и неядовит (из-за малой растворимости метана в воде и плазме крови и присущей парафинам химической инертности). Погибнуть человеку в воздухе, с высокой концентрацией метана можно только от недостатка кислорода в воздухе для дыхания при очень высоких концентрациях метана. Так, при содержании в воздухе 25—30 % метана появляются первые признаки асфиксии (учащение пульса, увеличение объёма дыхания, нарушение координации тонких мышечных движений и т. д.). Более высокие концентрации метана в воздухе вызывают у человека кислородное голодание — головную боль, одышку, — симптомы, характерные для горной болезни.

Так как метан легче воздуха, он не скапливается в проветриваемых подземных сооружениях. Поэтому весьма редки случаи гибели людей от вдыхания смеси метана с воздухом от асфиксии.

Первая помощь при тяжелой асфиксии: удаление пострадавшего из вредной атмосферы. При отсутствии дыхания немедленно (до прихода врача) искусственное дыхание изо рта в рот. При отсутствии пульса — непрямой массаж сердца.

Хроническое действие метана[править]

У людей, работающих в шахтах или на производствах, где в воздухе присутствуют в незначительных количествах метан и другие газообразные парафиновые углеводороды, описаны заметные сдвиги со стороны вегетативной нервной системы (положительный глазосердечный рефлекс, резко выраженная атропиновая проба, гипотония) из-за весьма слабого наркотического действия этих веществ, сходного с наркотическим действием диэтилового эфира.

ПДК метана в воздухе рабочей зоны составляет 7000 мг/м³[12].

Биологическая роль[править]

Показано, что эндогенный метан способен вырабатываться не только метаногенной микрофлорой кишечника, но и клетками эукариот, и что его образование значительно возрастает при экспериментальном вызывании клеточной гипоксии, например, при нарушении работы митохондрий при помощи отравления организма экспериментального животного азидом натрия, известным митохондриальным ядом. Высказывается предположение, что образование метана клетками эукариот, в частности животных, может быть внутриклеточным или межклеточным сигналом испытываемой клетками гипоксии[13].

Также показано увеличение образования метана клетками животных и растений под влиянием различных стрессовых факторов, например, бактериальной эндотоксемии или её имитации введением бактериального липополисахарида, хотя, возможно, этот эффект наблюдается не у всех видов животных (в эксперименте исследователи получили его у мышей, но не получили у крыс)[14]. Возможно, что образование метана клетками животных в подобных стрессовых условиях играет роль одного из стрессовых сигналов.

Предполагается также, что метан, выделяемый кишечной микрофлорой человека и не усваиваемый организмом человека (он не метаболизируется и частично удаляется вместе с кишечными газами, частично всасывается и удаляется при дыхании через лёгкие), не является «нейтральным» побочным продуктом метаболизма бактерий, а принимает участие в регуляции перистальтики кишечника, а его избыток может вызывать не только вздутие живота, отрыжку, повышенное газообразование и боли в животе, но и функциональные запоры[15].

Метан и экология[править]

Является парниковым газом, в этом отношении, более сильным, чем углекислый газ, из-за наличия глубоких вращательных полос поглощения его молекул в инфракрасном спектре. Если степень воздействия углекислого газа на климат условно принять за единицу, то парниковая активность того же молярного объёма метана составит 21-25 единиц[16][17].

↑ Справочник химика / Редкол.: Никольский Б.П. и др.. — 3-е изд., испр. — Л.: Химия, 1971. — Т. 2. — 1168 с.
↑ Обзор: Растворимость некоторых газов в воде
↑ Статья «Метан» на сайте «Химик»
↑ Львов М. Д. Болотный газ или метан // Энциклопедический словарь Брокгауза и Ефрона : в 86 т. (82 т. и 4 доп.). — СПб., 1890—1907.
↑ З. Гауптман, Ю. Грефе, Х. Ремане «Органическая химия», М. «Химия», 1979, стр. 203.
↑ Куценко С. А. Основы токсикологии / С. А. Куценко. — СПб.: Фолиант, 2004.
↑ ГОСТ Р 52136-2003
↑ Газохроматографическое измерение массовых концентраций углеводородов: метана, этана, этилена, пропана, пропилена, н-бутана, альфа-бутилена, изопентана в воздухе рабочей зоны. Методические указания. МУК 4.1.1306-03 (Утв. главным государственным санитарным врачом РФ 30.03.2003)
↑ Atreya, S.K.; Mahaffy, P.R.; Niemann, H.B. et al (2003). «Composition and origin of the atmosphere of Jupiter—an update, and implications for the extrasolar giant planets». Planetary and Space Sciences 51: 105-112. DOI:10.1016/S0032-0633(02)00144-7.
↑ Tidal effects of disconnected hydrocarbon seas on Titan
↑ Б. А. Павлов, А. П. Терентьев. Курс органической химии. — Издание шестое, стереотипное. — M.: Химия, 1967. — С. 58.
↑ Гигиенические нормативы ГН 2.2.5.1313-03 «Предельно допустимые концентрации (ПДК) вредных веществ в воздухе рабочей зоны»
↑ Tuboly E. et al Methane biogenesis during sodium azide-induced chemical hypoxia in rats // American Journal of Physiology — Cell Physiology. — 15 January 2013. — Vol. 304,. — P. 207—214. — DOI:10.1152/ajpcell.00300.2012. — PMID 23174561.
↑ Tuboly E, Szabó A, Erős G, Mohácsi A, Szabó G, Tengölics R, Rákhely G, Boros M. Determination of endogenous methane formation by photoacoustic spectroscopy. // J Breath Res.. — Dec 2013. —,,. — DOI:10.1088/1752-7155/7/4/046004. — PMID 24185326.
↑ Sahakian AB, Jee SR, Pimentel M. Methane and the gastrointestinal tract. // Dig Dis Sci. — Aug 2010. —,,. —. — DOI:10.1007/s10620-009-1012-0. — PMID 19830557.
↑ EBRD Methodology for Assessment of Greenhouse Gas Emissions, Version 7, 6 July 2010 (англ.)
↑ Non-CO2 Greenhouse Gases: Scientific Understanding, Control and Implementation (ed. J. van Ham, Springer 2000, ISBN 9780792361992): 4. Impact of methane on climate, page 30 «On a molar basis, an additional mole of methane in the current atmosphere is about 24 times more effective at absorbing infrared radiation and affecting climate than an additional mole of carbon dioxide (WMO, 1999)»

wp.wiki-wiki.ru

Где применяется метан и его производные. Состав и основные свойства природного газа. Природный газ: состав

Определение Природный газ – это полезное ископаемое в газообразном состоянии. Оно используется в очень широких пределах в качестве топлива. Но сам природный газ как таковой не используется как топливо, из него выделяют его составляющие для отдельного использования.

Состав природного газа До 98% природного газа составляет метан, также в его состав входят гомологи метана - этан, пропан и бутан. Иногда могут присутствовать углекислый газ, сероводород и гелий. Таков состав природного газа.

Состав и физические свойства природного газа

Природный газ представляет собой бесцветную, без запаха смесь газов, состоящую в основном из метана. Другие газы, которые могут составлять часть природного газа, включают небольшие количества этана, пропана и бутана. Метан горит относительно чистым образом для получения тепловой энергии и побочных продуктов воды и двуокиси углерода. Неэффективность при горении может привести к небольшому количеству загрязняющих веществ, таких как оксиды азота. Поэтому, если он просачивается из трубы или устройства, он не будет поглощать и образует опасные пулы взрывоопасного газа, но будет рассеиваться в воздухе. В определенных концентрациях природный газ может быть взрывоопасным, поэтому его всегда следует обрабатывать осторожно. причины, запах добавляется к газу, так что человек с нормальным обонянием может легко обнаруживать утечки. В течение десятилетия после введения природного газа в газете «Виктория» продажи газа выросли в десять раз. Большие количества можно хранить и безопасно перевозить на большие расстояния в трубах или в виде жидкости в автоцистернах или больших кораблях. Ожидается, что нынешние известные и вероятные запасы будут поставлять в Австралию газ до тех пор, пока газовая разведка не станет достаточно недавним событием. Ожидается, что дальнейшая разведка в бассейнах приведет к открытию гораздо большего количества природного газа. Если новые запасы не будут обнаружены, нам нужно будет принять еще большие меры для сохранения наших сокращающихся запасов и использования альтернативных форм энергии. Природный газ является невозобновляемым источником топлива, который потребовался миллионы лет для производства в земной коре. Чтобы лучше использовать конечный запас, нам необходимо будет разработать более эффективные бытовые приборы и промышленные процессы. Повышенная эффективность использования природного газа Природный газ является относительно чистым горючим и выделяет в атмосферу незначительное загрязнение серой и оксидом азота. Природный газ сам по себе может способствовать глобальному потеплению, если он протекает непосредственно в атмосферу. В наших домах более 60 процентов газа используется для обогрева помещений, более 30 процентов для нагрева воды и менее 10 процентов для приготовления пищи. В секторе бизнеса 90 процентов газа используется для обогрева в космос и 10 процентов для подогрева воды. Почти все отрасли промышленности используют газ, включая химическую, резиновую, бумажную, металлургическую, молочную, пластмассовую и автомобильную промышленность. Как и газовые холодильники, которые используются в караванах, в будущем кондиционирование зданий возможно с использованием природного газа. Эта разработка означает, что здания могут использовать природный газ для отопления зимой и охлаждения летом. По мере того, как нефть становится дороже, природный газ будет все чаще использоваться в качестве химического сырья для производства таких материалов, как пластмассы, лекарства, краски и пестициды. Когенерация - это комбинированное производство тепловой энергии и электроэнергии из одного и того же источника топлива. Пищевая промышленность, очистка, мойка и нефтепереработка являются примерами тепловой энергии, используемой в торговле и промышленности. Вместо того, чтобы тратиться впустую, эта тепловая энергия используется для управления турбиной, используемой для производства электроэнергии. Предполагается, что когенерация позволит сэкономить от 10 до 30 процентов топлива, которое потребуется для производства такого же количества электроэнергии и тепловой энергии отдельно. Аналогичное сокращение производства двуокиси углерода, основного парникового газа, также может быть достигнуто. Исследования повышают эффективность и снижают затраты на производство заменителя природного газа из угля. Экономическая целесообразность этого процесса будет зависеть от дальнейшего сокращения издержек производства, которые в настоящее время выше, чем для производства обычного природного газа. Биогаз образуется, когда животные отходы или другие органические вещества разлагаются в отсутствие кислорода. Этот газ обычно составляет около 65 процентов метана - основного газа, содержащегося в природном газе. Водородный газ.

tariferix.ru

Где используют метан? | Kratkoe.com

Краткая характеристика метана и где его используют, Вы узнаете из этой статьи.

Что такое метан?

Метан – это газ, который имеет органическую природу, без выраженного запаха и цвета с массой меньшей, чем у воздуха. В воде растворяется достаточно медленно.

Где используется метан?

* На метане зачастую функционируют двигатели внутреннего сгорания.

* Метан дает возможность изготавливать большое количество медикаментов, среди которых снотворные и препараты антисептики.

* Метан является основой для метанола и формальдегида, из которых потом производятся удобрения.

* Без этого элемента невозможно изготовить растворители, а также огнетушители.

* На основе окисления метана и аммиака изготавливают синильную кислоту.

* В процессе сгорания газа получают сажу, а в процессе каталитического окисления — формальдегид, в процессе взаимодействия метана с серой получается сероуглерод.

* Из метана получают ацетилен.

Естественные источники метана:

Фермерский скот. Бактерии, которые обитают в их желудках, способны выделять метан в ходе жизнедеятельности животных. На его долю полагается около 20% общего атмосферного газа.
Растения. Метан выделяется в процессе фотосинтеза растений.
Насекомые. Наиболее активными в этом плане являются термиты.
Шахты. Под поверхностью земли происходит постоянное, медленное разложение такой породы как каменный уголь, после чего выделяется метан.
Нефтяные скважины. Метана в нефти содержится очень большое количество.
Вулканы. Метан выделяется в процессе активного разложения доисторических органических материй.
Океан. Глубоко под толщей воды есть трещины, из которые сочится метан.
Горение лесов.
Промышленность. На ее долю припадает малая часть по выделению метана.

Надеемся, что из этой статьи Вы узнали где используется метан и какие источники метана.

kratkoe.com

Метан (болотный газ) | Профилактика отравлений метаном

Метан (болотный газ; СН4) — это простейший предельный углеводород. Бесцветный, не имеющий запаха газ, t° плавления —182,48°. Метан легко загорается; смесь метана с воздухом взрывоопасна.

Метан является основным компонентом природного газа (60—99%), рудничного газа (35—40%), а также различных продуктов анаэробного разложения органических веществ, например болотного газа, газов полей орошения. В больших количествах метан образуется при коксовании каменного угля, гидрировании угля и в других промышленных производствах.

Метан используется как топливо при газификации, а также для промышленного синтеза углеводородов большого мол. веса. При неполном сгорании или каталитическом окислении метана образует метанол (см. Метиловый спирт), формальдегид (см.), ацетилен (см.). Метан используют также в производстве сажи, хлористого метила, хлорбромбензола, нитрометана, синильной кислоты и других продуктов.

Метан обнаруживается в кишечных газах (в результате метанового брожения), в крови животных и человека.

Метан является наиболее инертным соединением из группы парафиновых углеводородов. Физиологический метан индифферентен и может вызывать отравления лишь в очень высокой концентрации (из-за малой растворимости метана в воде и крови). Вместе с тем токсическое действие метана проявляется и при более низких концентрациях метана в воздухе. Так, при содержании в воздухе 25—30% метана появляются первые признаки асфиксии (учащение пульса, увеличение объема дыхания, нарушение координации тонких мышечных движений и т. д.). Более высокие концентрации метана в воздухе вызывают у человека головную боль. В полной мере токсическое действие метана проявляется лишь при повышенном давлении (2—3 атм).

Первая помощь при остром отравлении: удаление пострадавшего из вредной атмосферы. Грелки. При отсутствии дыхания немедленно (до прихода врача) искусственное дыхание, которое прекращается только после появления признаков трупного окоченения.

Хроническое действие метана. У работающих на шахтах или производствах, где в воздухе присутствуют метан и другие углеводороды ряда метана, описаны заметные сдвиги со стороны вегетативной нервной системы (положительный глазо-сердечный рефлекс, резко выраженная атропиновая проба, гипотония). Тем не менее хроническое действие метана не вызывает тяжелых органических изменений, хотя некоторые исследователи связывают возникновение у шахтеров нистагма с длительным воздействием метана.

Профилактика отравлений метаном. В подземных выработках не допускается содержание метана выше 0,75 об.%. При повышении содержания метана рабочие должны быть непременно удалены, а помещения — проветрены. Главной мерой предупреждения скоплений метана в шахтах является наличие хорошей вентиляции. При индивидуальной защите необходимо применение шлемов с принудительной подачей воздуха или дыхательных аппаратов, снабженных запасом воздуха.

См. также Отравления, Углеводороды.

www.medical-enc.ru

Метан физические свойства - Справочник химика 21

Углеводородные газы резко отличаются друг от друга по температурам кипения. Метан может перейти в жидкое состояние лишь при очень низких температурах. Жидкий метан кипит и превращается в газ лишь при температуре —161° С. Критическая температура метана —82° С. Следовательно, в толщах горных пород, где температура выше 0° С, ни при каком давлении метан не перейдет в жидкое состояние. Этан кипит при довольно низкой температуре (—88° С), но его критическая температура 32° С, поэтому при температуре более низкой чем 32° С и при достаточном давлении этан может перейти в жидкое состояние. Еще легче переводят в жидкое состояние пропан, бутан и изобутан. Например, для того чтобы при комнатной температуре перевести эти углеводороды в жидкое состояние, требуется давление для пропана 7—8 ат, для изобутана около 3 ат и для бутана около 2 ат. В табл. 6 приведены основные физические свойства углеводородных и некоторых других газов. [c.235] Рассматривая физические свойства углеводородных газов, следует отметить большое различие их плотностей. Метан является наиболее легким из углеводородных газов, его плотность составляет 0,55 по отношению к атмосферному воздуху. Плотность этана близка к плотности воздуха. Пропан и бутан уже значительно тяжелее. Пары жидких углеводородов имеют плотность в 3—4 раза большую, чем плотность воздуха. [c.235]

Изотермические емкости для хранения сжиженных газов. Метан, этан, этилен в виде жидкой фазы в силу их физических свойств практически невозможно хранить в емкостях под давлением. Для этой цели применяют изотермические резервуары, в которых эти продукты хранятся под атмосферным давлением при температуре кипения. В ряде случаев пропан, бутан или их смеси (ПБФ, ШФЛУ) целесообразно хранить также в изотермических емкостях. Температура хранения для каждого [c.278]

В трех запаянных ампулах находятся три разных газа метан, углекислый газ, ацетилен. Опишите, как, основываясь на различии в химических и физических свойствах, можно надежно определить, где какой газ находится. Приведите необходимые уравнения реакции. [c.61]

Гомологические ряды неразветвленных алканов обнаруживают плавное изменение физических свойств (см. табл. 2.3 и рис. 2.1.1) [12]. Метан, этан, пропан и бутан в обычных условиях — газы, углеводороды С5—С17 — жидкости, высшие углеводороды — твердые вещества. Все алканы легче воды и не растворяются в ней. [c.71]

Раздел 2. Метан Основные физические свойства метана [c.9]

Метан — бесцветный газ, в жидком состоянии его плотность меньше плотности воды (уд. вес. 0,4). В соответствии с правилом подобное растворяется в подобном он очень плохо растворим в воде, но хорошо растворим в органических жидкостях, таких, как бензин, эфир и спирт. Физические свойства метана сходны со свойствами других членов ряда алканов. [c.41]

Некоторые физические свойства используемых в настоящее время геттеров приведены в табл. 7. Из всех геттеров, указанных в таблице, наибольшее распространение получил титановый, который при распылении сорбирует значительные количества кислорода, азота, двуокиси и окиси углерода, водорода и паров воды. Инертные газы, а также метан и другие углеводороды сорбируются титаном слабо. В атмосфере поверхность титана быстро покрывается прочной и непроницаемой пленкой окислов, нитридов и карбидов, которые предотвращают дальнейшую реакцию газов с металлом. Высокая активность титана наряду со сравнительно высокой скоростью испарения и низкой стоимостью предопределили его широкое использование как геттера. [c.55]

Относительно других физических свойств предельных углеводородов следует упомянуть/ что газообразные члены ряда (метан, этан) не обладают запахом легко летучие низшие парафины имеют запах бензина , а высшие углеводороды вследствие слишком малой летучести не вызывают уже никакого ощущения запаха. [c.37]

Безопасность работы с метаном требует знаний не тельно правил техники безопасности, но и физических свойств метана [c.220]

Физические свойства веществ находятся в определенной зависимости от их состава и строения. Так, типичные соединения водорода с неметаллами представляют собой или газы (как НС1, HjS, NHj и др.), или низкокипящие жидкости (как Н2О). Метан, этан, пропан и бутан также представляют собой газы (табл. I). [c.23]

Важную роль в структурообразовании играют газовые компоненты нефти азот, метан и этан. Растворенные в нефти, эти газы в зависимости от их количества изменяют ее физические свойства вязкость, объемную упругость, теплоемкость и т. д. [c.8]

Отсутствие неподеленных пар в молекуле СН4, во-первых, приводит к заметному упрочнению связей и, во-вторых, делает метан гораздо менее реакционноспособным по сравнению с соединениями элементов 15-17 й групп. Высокая симметрия sp -гиб-ридных орбиталей приводит к тому, что тетраэдрические молекулы метана лишены дипольного момента и поэтому межмолекулярные силы слабы, а отсутствие неподеленных пар на атомах углерода делает невозможным образование водородных связей в жидком СН4, что сразу же сказывается на его физических свойствах. [c.305]

Физические свойства и распростр нение в природе. Метан — бесцветный газ, почти вдвое легче воздуха, мало растворимый в воде, но хорошо в нефти и других органических растворителях. Его иначе называют болотным, или рудничным, газом, так как он выделяется со дна болот и нередко содержится в воздухе угольных шахт и рудников. В болотах он образуется при разложении растительных и животных остатков без доступа воздуха. Много его растворено в нефти. В нефтеносных районах метан с небольшой примесью других газов выделяется иногда из земли. Эту смесь называют природным газом. Некоторые месторождения природного газа содержат громадные количества метана (до 80—90%). В СССР крупные газоносные районы расположены в Поволжье (Саратов и др.), на Северном Кавказе (Ставрополь), Украине (Прикарпатье и др.), в Зауралье (Березовское) и в других местах. [c.194]

Природные и нефтяные газы — это источники ценного углеводородного сырья для нефтехимической и химической промышленности. Основной компонент этих газов — метан, по физическим свойствам он резко отличается от других компонентов газа. На различии физических констант компонентов основаны процессы, применяемые для извлечения из газа целевых компонентов и их разделения. [c.212]

Примером влияния водородной связи на химические и физические свойства веществ является повышенная растворимость различных веществ в растворителях, содержащих электронодонорные атомы азота и кислорода (амины, эфиры). Причем растворимость растет по мере замещения водорода в метане или этане на галоген, например, от СНзС1 до СНС1з- Но при переходе к ССЬ растворимость резко падает. Это объясняется тем, что при увеличения числа атомов галогена повышается подвижность оставшихся в молекуле атомов водорода. При замещении же последнего из них на галоген исключается самая возможность возникновения водородной связи. [c.23]

На рис. 5.6 показана принципиальная технологическая схема станции, на которой слив сжиженного газа осуществляют с помощью газов под необходимым давлением. Например, при сливе хлора используют сжатый воздух, окиси этилена — азот, сжиженных углеводородных газов — природный газ, технологические газы е химико-физическими свойствами, аналогичными транспортируемому продукту, а также метан, азот, двуокись углерода. [c.77]

Физические свойства. Метан — бесцветный газ, лишенный запаха, мало растворим в воде (в 100 объемах воды при 20°С растворяется 9 объемов метана), легче воздуха. [c.27]

Для выяснений той роли, которую вода играет в нашем природном окружении, важно знать ее физические свойства в твердом, жидком и газообразном состояниях. Поэтому полезно начать с напоминания о некоторых особых свойствах воды, описанных в предыдущих главах. Для вещества с такой небольшой молекулярной массой вода обладает необычно высокими температурами плавления и кипения (см. разд. 11.5, ч. 1). Метан СН , имеющий приблизительно такую же молекулярную массу, как и вода, кипит при 89 К, в то время как вода кипит при 373 К. Вода обладает необьино высокой удельной теплоемкостью, равной 4,184 Дж/(г град). Удельная теплоемкость большинства простых органических жидкостей составляет лишь приблизительно половину указанной величины. Это означает, что при поглощении определенного количества теплоты температура воды повышается на меньшую величину, чем у многих других жидкостей. Теплота испарения воды тоже необычно высока, т.е. для испарения одного грамма воды требуется больше теплоты, чем для испарения [c.143]

При радиолизе алканов образуются не только метан и водород, но и насыщенные углеводороды с низким молекулярным весом — продукты с содержанием углеродных атомов, большим, чем в исходной молекуле, и ненасыщенные углеводороды с различным молекулярным весом. В основном выход разложения алканов находится между 6 и 10. Для алканов с прямой цепью количество продуктов радиолиза (см. табл. 9.1) с числом атомов углерода меньше, чем в материнском соединении, уменьшается по мере возрастания длины цепи и одновременно повышается доля высокомолекулярных продуктов. Таким образом, излучение в данном случае увеличивает средний молекулярный вес углеводородов, что легко заметить по изменению физических свойств облучаемого материала. Например, в жидких системах появляются нерастворимые гели, а у твердых соединений возрастает температура плавления. Эти явления хорошо изучены при сшивании цепей облучаемого полиэтилена (см. гл. И). [c.277]

При изучении процессов фиксации азота обычно приходится иметь дело с шестью газами, а именно с водородом, азотом, аммиаком, метаном, окисью углерода, двуокисью углерода и их смесями. Настоящая глава представляет сводку наиболее важных физических свойств этих шести газов и их смесей. [c.194]

Физические свойства. Метан СН4 — первый член ряда предельных углеводородов. Бесцветный, не имеющий запаха газ, плотность его по отношению к воздуху 0,554 (20°С) 1 г метана занимает объем 1520 мл (25°С, 101,3 кПа) в воде растворим очень мало. Объясняется это тем, что химические связи в молекуле метана имеют неполярный ковалентный характер и молекулы метана тоже неполярны, поэтому они не взаимодействуют с полярными молекулами воды. [c.238]

В органической химии парафинами называются предельные углеводороды алканового (алифатического, или жирного) ряда, имеющие формулу СпНгп+з, вне зависимости от их места, занимаемого в этом ряду, а также от физических свойств и химической структуры. Так, парафинами в органической химии считаются в равной степени и газообразный метан СН4, и н-гептаконтан С7оН]42, плавящийся при 105,2 °С. [c.7]

В гомологическом ряду наблюдается постепенное изменение физических свойств углеводородов повышаются температуры кипения и плавления, возрастает плотность. При обычных условиях (температура 22°С) первые четыре члена ряда (метан, этан, пропан, бутан) — газы, с СбНха до С1вНз4 — жидкости, а с С Нд, — твердые вещества. [c.281]

Как видно из табл. 3.1, удельная массовая теплота сгорания у одорода выше в 2,4 раза, а объемная - ниже в 3,3 раза, чем у втана. Температура кипения у водорода на 86,7 К ниже, чем у ме-Водород более пожароопасен и взрывоопасен, чем метан, олее подробно физические свойства водорода рассмотрены в Де книг и обзоров [14 46]. [c.151]

Физические свойства. Низшие тиолы — жидкости (за исключением метан-тиола) с сильным неприятным запахом. Обоняние человека обнаруживает в воздухе ничтожные количества тиола (1 часть метантиола на 5-10 частей воздуха). Поэтому некоторые тиоспирты (например, пентантиол) добавляют к природному газу в качестве одоранта (от лат. odoratio — запах) для обнаружения его утечки в газопроводах. [c.185]

Неполярные соединения. Физические свойства рассматриваемых в этом разделе неполярных соединений зависят от межмолекулярной ассоциации молекул в жидком и твердом состояниях. Силы иритяження (силы Ван-дер-Ваальса) растут с поляризуемостью этих молекул. Повышение температуры плавления и кипения при переходе от соединений с более низким молекулярным весом к соединениям с более высоким молекулярным весом в гомологических рядах обусловлено наконлением слабых ван-дер-ваальсовых взаимодействий. Две молекулы метана могут вступать во взаимодействие только посредством двух пар водородных атомов, между тем как две виолне вытянутые молекулы /(-декана имеют пять точек контакта, подобных одной паре в метане. Две вполне вытянутые молекулы к-декана изображены на рис. 7.5. [c.162]

Первые четыре представителя гомологического ряда—метан, этан, пропан, бутан и изобутан —это газы, входящие в состав природных горючих газов, а также растворенные в нефти. Следующие представители — жидкости, начиная с С16Н34 —твердые вещества. Формула каждого следующего члена гомологического ряда метана отличается от предыдущей на СНг. Нужно подчеркнуть, что это отличие выражается в изменениях физических свойств членов гомологического ряда, например в повышении температуры кипения, т. е. наблюдается переход количественных изменений в качественные. [c.49]

Если рассмотреть два органических вещества — СН4 (метан)и СН3ОН (метиловый спирт), то, кроме бросающихся в глаза различий в физических свойствах (газ и жидкость), можно заметить глубокие различия в химических свойствах реакции спирта с Na, H l и т. д. показывают, что один атом кислорода, введенный в молекулу, преображает ее. Кислород в молекуле — это не прос- [c.80]

Для образования большого количества полимера требуется легкодоступный и дешевый источник углерода. Ферментация позволяет культивировать организм-продуцент в строго определенных условиях среды, контролируя, таким образом, процесс биосинтеза и влияя на тип продукта и его свойства. Специфи- чески изменяя условия роста, можно менять молекулярную массу и структуру образующегося полимера, В ряде случаев максимальная скорость синтеза полисахарида достигается в логарифмической стадии роста, в других — в поздней логарифмической или в начале стационарной. Обычно углеводными субстратами служат глюкоза и сахароза, хотя полисахариды могут образовываться и при росте микроорганизмов на н-алка-,яах( С12-61), керосине, метаноле, метане, этаноле, глицероле и этиленгликоле. Недостатком проведения процесса в ферментерах является то, что среда часто становится очень вязкой, поэтому культура быстро начинает испытывать недостаток кислорода мы все еще не умеем рассчитывать соотношение между скоростью перемешивания неньютоновских жидкостей и подачей кислорода. Необходимо также контролировать быстрые изменения pH среды. И все же упомянутый метод позволяет быстро синтезировать полимер для того, чтобы определить его физические свойства, а также дает возможность оптимизировать состав среды, главным образом в отношении эффективно- сти различных углеводных субстратов. Часто в качестве лимитирующего фактора применяют азот (соотношение углерод азот — 10 1), хотя можно использовать и другие (серу, магний, калий и фосфор). Природа лимитирующего фактора способна определять свойства полисахарида, например его вяз- костные характеристики и степень ацилирования. Так, многие оолисахариды, синтезируемые грибами, фосфорилированы. При недостатке фосфора степень фосфорилирования может уменьшаться или становиться равной нулю в этих условиях может даже измениться соотношение моносахаридов в конечном по- [c.219]

Эти гидриды во всех агрегатных состояниях существуют в виде одних и тех же молек л. Когда твердый метан превращается последовательно в жидкость и газ, то не происходит никаких перестановок атомов углерода и водорода относительно друг друга структура молекулы СН4 сохраняется во всех этих состояниях. Между молекулами действуют только слабые ван-дер-ваальсовские силы это Идмеет. место для всех молекулярных гидридов, за исключением гидридов самы.ч электроотрицательных эле.ментов первого короткого периода (азот, кислород и фтор . Физические свойства МН.,, ОН., и РН во многих отношениях отклоняются от нормы, особенно в жидком и твердом состоянии, вследствие образования междумолеку.тярных водородных связей. В одном из следующих разделов мы вернемся к рассмотрению гидридов с этой точки зрения. Во многих случаях твердые вещества образуют плотно упакованные структуры, в которых вращаются молекулы (например, кубические плотно упакованные структуры СН , РНл, АзНд, ЗНг, ЗеН, и т. д.). [c.282]

Методы получения и некоторые простые реакции присоединения альдегидов и кетонов Ч.1 (0) -- [ c.90 , c.385 ]

Начала органической химии Книга первая (1969) -- [ c.62 , c.63 ]

Органическая химия Том1 (2004) -- [ c.139 ]

Основы органической химии (1968) -- [ c.72 ]

Основы органической химии 1 Издание 2 (1978) -- [ c.86 , c.87 ]

Основы органической химии Часть 1 (1968) -- [ c.72 ]

Основные начала органической химии Том 1 Издание 6 (1954) -- [ c.162 , c.170 ]

Холодильная техника Кн. 1 (1960) -- [ c.444 ]

Общая химическая технология Том 1 (1953) -- [ c.288 , c.308 ]

Методы органической химии Том 2 Издание 2 (1967) -- [ c.798 ]

Методы органической химии Том 2 Методы анализа Издание 4 (1963) -- [ c.798 ]

Начала органической химии Кн 1 Издание 2 (1975) -- [ c.58 , c.59 ]

chem21.info

<<	<	Ноябрь 2013			>	>>
Пн	Вт	Ср	Чт	Пт	Сб	Вс
				1	2	3
4	5	6	7	8	9	10
11	12	13	14	15	16	17
18	19	20	21	22	23	24
25	26	27	28	29	30