Metan

Metan

Imena
Druga imena Naravni plin, močvirski plin
Identifikatorji
Številka CAS	74-82-8
3D model (JSmol)	Interaktivna slika
ChemSpider	291
ECHA InfoCard	100.000.739
CompTox Dashboard (EPA)	DTXSID8025545
InChI InChI=1/CH4/h1H4
SMILES C
Lastnosti
Kemijska formula	CH4
Molska masa	16,042 g/mol
Videz	Brezbarven plin
Gostota	0,717 kg/m3 (plinast) 415 kg/m3 (tekoč)
Tališče	−1.825 °C (−3.253 °F; −1.552 K)
Vrelišče	−1.616 °C (−2.877 °F; −1.343 K)
Topnost v vodi	3,5 mg/100 mL (17 °C)
Nevarnosti
Glavne nevarnosti	Zelo vnetljivo (F+)
R-stavki (zastarelo)	R12
S-stavki (zastarelo)	(S2), (S9), S16, (S33)
NFPA 704 (diamant ognja)	4 1 0
Plamenišče	-188 °C
Sorodne snovi
Sorodno Alkani	Etan, propan
Sorodne snovi	Metanol, klorometan, mravljinčna kislina, formaldehid, silan
Če ni navedeno drugače, podatki veljajo za material v standardnem stanju pri 25 °C, 100 kPa).
Sklici infopolja

Metan je najpreprostejši ogljikovodik, je plin s kemijsko formulo CH₄. Je kemična spojina s kemijsko formulo CH4. Čisti metan je brez vonja, pri običajni uporabi pa je navadno pomešan z manjšimi količinami dišav, to so žveplove spojine močnih vonjev, kot je etantiol. Tako se lažje poiščejo uhajanja plina.

Metan je mogoče dobiti hitro in enostavno z naravnimi biološkimi procesi. Mi uporabljamo predvsem zemeljski plin.

Metan je najenostavnejši alkan in je glavna sestavina naravnega plina in je pomembno gorivo. Izgorevanje ene molekule metana v prisotnosti kisika sprosti eno molekulo CO₂ (ogljikov dioksid) in dve molekuli H₂O (voda):

CH₄ + 2 O₂ → CO₂ + 2 H₂O

Metan je odkril in izoliral Alessandro Volta med 1776 in 1778, ko je preučeval močvirje plina iz jezera Maggiore.

Metan je odgovoren za približno 20% povprečne temperature zabeležene od začetka industrijske revolucije.

Metan vpliva tudi na razgradnjo ozonske plasti.

Ocenjuje se, da brez njegove prisotnosti bo povprečna temperatura zemeljskega površja nižje za 1,3 ° C.

Metan je razmeroma močan toplogredni plin s potencialom globalnega segrevanja 25 v 100 letih. To pomeni, da v povprečju v 100 letih vsak kilogram CH₄ ogreje Zemljo 25-krat bolj kot enaka masa CO₂.

Lastnosti

Pri sobni temperaturi in pritisku je metan brezbarven plin brez vonja. Vrelišče pri eni atmosferi pritiska ima pri temperaturi -162 °C in je zelo vnetljiv.

Metan se topi pri -182,6 ° C in vrelišče pri -161,7 ° C. Zaradi nepolarne lastnosti, je težko topen v vodi, etanolu in dietil etra. Talilna toplota in toplota izparilna so 1,1 kJ / mol in 8,17 kJ / mol za plin razmeroma visoka, v primerjavi s kovino, vendar so zelo nizke vrednosti. Kalorična vrednost Hi je 35,89 MJ ⋅ m-3. Standardentropie je 188 J / mol * K, toplota 35,69 J / mol * K. Na 90,67 K in 0,117 bar metan ima trojni točki, pri 190,56 K in 45,96 bar kritično točko.

Je plin brez barve in vonja, manjso gostoto od zraka, tako da vzhaja na višje plasti atmosfere. Tam deluje, kot toplogredni plin in je 20 - do 30-krat bolj učinkovit, kot ogljikov dioksid, vendar mu je v veliko manjših količinah, kot pred tem v ozračju. Reagira s kisikom in tvori ogljikov dioksid in vodo. Ta proces, vendar počasi, je razpolovna doba ocenjena na 14 let.

Količina metana

Velika količina metana se nahaja v zemeljski skorji. Leta 1998 je bilo 1745 delcev na miljardo (ppb). Do leta 1998 pa se je število povečalo na 1800 (ppb). Do leta 2010 pa se je številka povečala na 1850 (ppb). Znanstveniki so opisali, da količina metana v letu 2010 največja, kot kadar koli v preteklih 400.000 letih. V preteklosti so količine koncentracije metana v ozračju na svetu znašala med 300 in 400 (ppb) v ledeniških obdobjih. Na Zemlji po ocenah letno 600 milijonov ton metana. Velike količine metana so ujeti v obliki metana hidratov (clathrates) v globino oceana (kjer je obvezna uporaba) in permafrosta. Ti dve rezervoarjev bi lahko imeli pomembno vlogo pri podnebnih ciklih, in se zdi, da izgubljamo večjo količino metana v atmosferi.

Glavni viri emisij metana so:

- Razgradnja komunalnih odlagališčih odpadkov

- Naravni viri (mokrišča): 23%

- Izvleček iz fosilnih goriv: 20%

- Prebava proces živali (živine): 17%

- Bakterije najdemo v riževih polj: 12%

- Ogrevanje ali anaerobno presnovo biomase.

Od 60% do 80% svetovnih emisij je človeškega izvora. Te prihajajo predvsem iz premogovnikov, deponij in nafte poslovanja, cevovodi in kmetijstvu.

Nastanek metana

Metan nastaja globoko, pod površino zemlje pri visokih temperaturah in pritiskih. Ponavadi je brez vulkanske aktivnosti. To je glavna sestavina zemeljskega plina (85-98%), ki se pojavlja predvsem, kot spremljevalec nafte. Vključen tudi v rudniku premoga.

Veliko metana je nastalo z mikroorganizmi: z gnitjem organskih snovi v zraku, iz močvirja ali na podlagi umazanih oblik vode- močvirje, mešanico metana in ogljikovega dioksida. Tudi bioplin je večinoma metan (okoli 60%) in ogljikovega dioksida (35%), poleg tega vsebuje vodik, dušik in vodikov sulfid. Te reakcije so microbially organskih snovi (ki jih povzročajo mikroorganizmi) in poteka v več fazah, v katerem se različne skupine mikroorganizmov, ki se ukvarjajo z njihovo presnovo. V končni fazi se metan proizvaja v posebnih predstavnikov arhej, methanogens.

Približno 70% mikrobne emisije metana od Zemlje, zaradi človekovih dejavnosti. Skozi se sproščajo kmetijske pridelave in živinoreje, 39% teh emisij zaradi goveda, 17% mokro gojenje riža. V Nemčiji je bilo leta 1994 okoli 833 000 ton metana.

Koncentracije metana se je v atmosferi povečal od leta 1750 do leta 2000 od 0,8 ppm na 1,75 (tj. več, kot podvojilo: + 119%).

Metan je nizko mokrišče kisika, kot so močvirja na zemlji v veliki meri poplavljena. Nastaja v želodcu, prebavnem traktu mnogih živali (nekaj nevretenčarjev do sesalcev). Ta plin je prisoten v majhnih količinah (človeški vetrovi).

V atmosferi Marsa, so metan odkrili, ampak samo približno 10,5 ppb. Ker pa navadno ne morejo slediti ozračju in ni dokazov o meteoritov, predvidevajo, da je Mars lahko znak življenja. Metan je lahko tudi vulkanskega izvora, vendar za to trditev nimajo dokazov.

Tudi v atmosferah Titan, Jupiter, Saturn, Uran, Neptun in Pluton je metan. Zunaj našega sončnega sistema je metan, kot prva organska molekula. [10] Metan je prisoten v velikih količinah na planetih, kometov in lun.

Metan je bil alkimist v srednjem veku, kot del gnitje plinov.

Metan je odkril leta 1667 Thomas Shirley. Leta 1772 Joseph Priestley odkril, da metan nastaja med procesi razkrajanja.

Zgodovina metana

Beseda verjetno izvira iz starogrške metana. Grki so ga poznali tudi v starih časih, ki je bil lahko vnetljiv plin, tako v Aziji mesta Mali ter vulkanskem območju.

Metan je bil alkimisti v srednjem veku, kot del gnitje plinov, znan tudi kot močvirje.

Metan je odkril leta 1667 Thomas Shirley. Leta 1772 je Joseph Priestley odkril, da metan nastaja med procesi razkrajanja.

V starejših besedilih metan včasih imenujemo metil vodika.

Viri in opombe

• Gavin Schmidt, Methane: A Scientific Journey from Obscurity to Climate Super-Stardom, NASA Goddard, September 2004
• Methane thermodynamics
• International Chemical Safety Card 0291
• Methane Hydrates
• Safety data for methane
• Methane-eating bug holds promise for cutting greenhouse gas. Media Release, GNS Science, New Zealand]
• Catalytic conversion of methane to more useful chemicals and fuels
• Methane as a Savior of the Dairy Industry

Glej tudi

• Varnostni list za metan

[1]