الغاز مستنقع: وصيغة تطبيق

الغاز الهروب من قاع الخزانات - الأهوار الغاز معطر (أكثر اسم عام - الميثان). من الناحية العلمية من الأشكال التي نظر، هيدروجيني أو الميثيل. بالنسبة للجزء الأكبر يتكون من الميثان (CH _4). كما قد يكون موجودا والنيتروجين والأرجون والهيدروجين والفوسفين و ثاني أكسيد الكربون.

الملامح الرئيسية

تكوين قياسي، الصيغة الكيميائية الأهوار الغاز - كل هذا يظهر بوضوح أنه ينتمي إلى أبسط مركبات الكربون. حول هذا العنصر يتم تجميع المكونات المتبقية. يحدث غاز المستنقعات بشكل طبيعي في دولة حرة على شكل مزيج مع ثاني أكسيد الكربون أو النيتروجين. ويحدث ذلك نتيجة لتحلل المواد العضوية. وكقاعدة عامة، فإنه محاصرين تحت الماء والمحرومين من الوصول إلى محطة الهواء.

مناجم الفحم - مكان آخر حيث شكلت غاز الميثان القابل للاشتعال. ويتراكم بين الصخور بعد التحلل من المخلفات العضوية. ومما يسهل هذا من قبل العديد من الفراغات. يتم سحب هذه الغازات عند مصادفة الناشئة حفرة.

أماكن التعليم

على الرغم من اسمها لا لبس فيه إلى حد ما، غاز المستنقعات (أو بالأحرى، الميثان) تبرز حتى من الشقوق الأرضية بالقرب من حقول النفط. تم الإبلاغ عن مثل هذه الحالات الأولى في الولايات المتحدة الأمريكية، على ضفاف نهر ألغني، وكذلك في روسيا في منطقة بحر قزوين. في باكو، لهذا السبب، لفترة طويلة كان هناك أسطورة عن الأضواء الغامضة في باكو. كانت مختلطة الظواهر الطبيعية مع ثاني أكسيد الكربون والنيتروجين والنفط الأبخرة الأهوار الغاز.

مع تطور الصناعة والتكنولوجيا والتعدين، وعلم الناس لإعادة تدوير الافراج عن غاز الميثان. ظهر الأول من نوعه مصنع في ولاية بنسلفانيا. يتميز غاز الميثان في أن يتم تشكيل باستمرار، ويمكن الكشف عنها في أي مستنقع أو بركة. في كثير من الأحيان لمجرد مجرد لمس العصا إلى الحمأة. بعد ذلك، فقاعات الغاز تطفو على سطح الماء.

أساس غاز المستنقعات

تشكيل المكون الرئيسي للغاز الطبيعي البكتيريا (الميثان) المساعدة. بسببها، فإنه يبدأ تخمر الألياف النباتية، والمساهمة في ظهور الميثان. ويعتقد ان الميثان النقي أكثر أن يكون سمة من البراكين الطينية في ابشيرون وشبه جزيرة كيرتش.

وبالإضافة إلى ذلك، فإنه ينشأ في الملح ودائع، والينابيع، ومنافذ بركانية - الثقوب والشقوق، والتي تقع عند سفح البراكين. الميثان موجود في أمعاء الإنسان. وتشمل منتجاتها زفير من بعض الحيوانات. واحدة من أدلة مكتوبة لأول مرة عن هذه المسألة يمكن اعتبار كتابات الكاتب القديم بليني يذكر مركبات قابلة للاشتعال الغازية.

الإنفجارية

معظم غاز المستنقعات المعروفة من خلال خصائص المدمرة الخاصة بها. عندما الاشتعال في مزيج مع الهواء، وتسبب الانفجار. والسبب في ذلك هي خصائص غاز الميثان. انفجار مركبات الغاز وما شابهها من الأهوار وقد بالرعب فترة طويلة من الناس، لشرح ما كان يحدث الخرافات. أسباب الشذوذ أصبحت واضحة إلا بعد دراسة علمية لهذه الظاهرة.

مارش الغاز والميثان وغيرها من المركبات ناسفة دفعت الناس لاختراع مصباح ديفي. انه كان يستخدم في كل من المستنقعات وفي مناجم الفحم. في هذا المصباح تتم إزالة نواتج الاحتراق بواسطة شبكة خاصة من خلالها استبعاد احتمال اشتعال خليط غاز قابل للاحتراق.

تاريخ الاكتشاف

إسهاما كبيرا في دراسة غاز المستنقعات (الميثان)، قدم العالم الإيطالي أليساندرو فولتا. في عام 1776، أظهر أن هذه المادة تختلف من الهيدروجين، لأنه يتطلب مرتين المزيد من الأوكسجين للاحتراق. علاوة على ذلك، فولتا قرر أن غاز الميثان - مصدر حمض الكربونيك.

اكتشاف الميثان الإيطالي على الحدود بين سويسرا وإيطاليا، بجانب بحيرة ماجوري. وكان مصدر إلهام للعالم مقال من العالم الأمريكي وسياسي بنيامين فرانكلين حول ظاهرة "الهواء الوقود". تلقى فولتا أول الميثان جمع الغاز المنبعث المستنقع.

البحث المستمر

وكان الباحثون ظاهرة طبيعية الآخر المهم الكيميائي الفرنسي Klod Bertolle والكيميائي البريطاني Uilyam Genri. آخرهم في عام 1805 قررت تكوين غاز الميثان وتمييزه عن الإثيلين (ما يسمى maslorodnogo الغاز).

مادة متفجرة مخبأة في لغز المكون الأساسي - الميثان. تم تعريفها على أنها غاز الهيدروكربون الخفيفة (بدلا من النفط والغاز المكثف للغاز الاثيلين). مع مرور الوقت استقر عليه مصطلح آخر - الميثيل هيدروجينيا. واصل هنري لدراسة دزون دالتون وينس جاكوب برزليوس.

في عام 1813، والكيميائي الإنجليزي وجيولوجي Gemfri ديفي تحليل غاز المناجم وخلص إلى أن جوهر - خليط من غاز الميثان وثاني أكسيد الكربون والنيتروجين. وهكذا ثبت أن خليط قابل للاشتعال يتم تحريرها في المناجم، وهوية خليط مماثل على المستنقعات.

إن التأثير على البيئة

يحدث مميزة الأهوار غاز الميثان بسبب بعض التفاعلات الكيميائية. الأول هو التقطير الجاف من المواد العضوية (مثل الجفت أو الخشب). كيميائيا كان عن طريق المياه التحلل tsinkmetila (أكسيد الزنك وبالتالي أنتجت) التي أعدت الميثان النقي. اليوم، هذه المادة يجذب العديد من دعاة حماية البيئة بسبب تورطها في تشكيل ظاهرة الاحتباس الحراري. ويرجع ذلك إلى تراكم غاز الميثان في الغلاف الجوي هذه. يمتص غاز المستنقعات الاشعاع الحراري في المنطقة الطيفية الأشعة تحت الحمراء. بواسطة هذه المعلمة هو الثاني فقط لثاني أكسيد الكربون النقي. البيئة تقييم مساهمة الميثان في ظاهرة الاحتباس الحراري المعزز في حوالي 30٪.

خصائص وتكوينها والكيميائية صيغة غاز المستنقعات الآن قيد الدرس في دراسة تأثيرها على الغلاف الجوي لكوكبنا. الأرقام الطبيعية، التي تنتجها الطبيعة، وقال انه لم يكن خطيرا هو سبب ظاهرة الاحتباس الحراري. ومع ذلك، فإن المشكلة تكمن في حقيقة أن كميات ضخمة من غاز الميثان في الغلاف الجوي عن طريق خطأ من الناس أنفسهم. غاز المستنقعات التماثلية المنتجة في المصانع المختلفة. هذا ما يسمى الميثان اللاأحيائي. واحد الذي يحدث في المستنقعات، والذي يعتبر الاحيائية - التي تنشأ نتيجة التحول من المواد العضوية.

توليد الميثان

ويسمى الحيوي من الميثان (وبالتالي وقوع غاز المستنقعات) أيضا توليد الميثان. وتتضمن هذه العملية البكتيريا العتائق. هم الهوائية، وهذا يعني أنها يمكن أن تنتج الطاقة للحياة، دون الحاجة إلى الأوكسجين. العتيقة ليس لديهم العضيات غشاء والنواة.

البكتيريا توليد غاز الميثان، واستعادة مركب من الكربون واحد عن طريق مركبات الكربون الكربون والكحول. وهناك طريقة أخرى - disproportionation خلات. يتم تحويل الطاقة المتولدة البكتيرية سينسيز إنزيم ATP. في توليد الميثان تشارك مجموعة متنوعة من الجزيئات: الإنزيمات المساعدة، methanofuran، tetragidrometanopterin الخ ...

methanogens

العلم يعرف 17 جنسا و 50 نوعا من العتيقة قادرة على توليد الغاز قاعدة المستنقع. أنها تشكل مستعمرات متعددة الخلايا البدائية. الجينات الأكثر دراسة مثل العتيقة - الرزمية المثيلية acetivorans. يتم تحويلها إلى الأسيتات والميثان وأول أكسيد الكربون، باستخدام الإنزيمات atsetatkinazy وناقلة أسيتيل الفسفات. وهناك أيضا نظرية أن هذه العتيقة في العصور القديمة يمكن أن تتحول إلى ثيو إستر، شريطة أن في الوحل ثم يحتوي على نسبة عالية من كبريتيد الحديد.

والسبب في حرائق الغابات

في انبعاثات بتركيزات تكفي وغاز الميثان، قد يتسبب vozgorevshis الجفت الطبيعي الرئيسي وحرائق الغابات. اليوم، هناك مجموعة كاملة من مثل هذه الظواهر القتال. خدمات خاصة تجري في المناطق الرطبة رصد الغاز أكثر من غيرها. فهي مسؤولة عن منع والسيطرة على نسب كمية من مكونات غاز خطرة.

على سبيل المثال، واحدة من الأراضي الرطبة في منطقة موسكو هي المنطقة Shatursky الشرقية. في مياهها الغنية في الأسماك (سمك الشبوط، سمك الفرخ، القوبيون، سمك الشبوط، سمك الكراكي وسمك الشبوط)، سمندل الماء والضفادع والثعابين، والمسك، والطيور (طيور مالك الحزين، bitterns، الخواضون والبط). عظام هذه الحيوانات الواردة الفوسفور. تتم معالجتها من قبل البكتيريا، ثم هناك العديد من المواد الأخرى. هذا diphosphine والفوسفين. هم المبادرين الرئيسية لسلسلة من ردود الفعل من الاحتراق التلقائي. بدأت في هذه الحرائق بطريقة - مشكلة بيئية خطيرة. من الحرائق المشتعلة في الأهوار، وليس فقط في الغابة ولكن أيضا مستنقعات الخث. حريق يمكن أن ينتشر في عمق لها. هذا الجفت يمكن أن يحرق سنوات كاملة.

في روسيا انها تحمل حوالي ثلثي الأراضي الرطبة في العالم. يجتمعون في وسط الجزء الأوروبي من روسيا وسيبيريا الغربية وكامتشاتكا. وتبلغ المساحة الإجمالية للأراضي الرطبة في روسيا - حوالي 340 مليون هكتار، 210 منها مغطاة الغطاء الحرجي. الأهم من ذلك كله الغاز المنتج في فصل الصيف. في الفترة من يوم واحد في مساحة هكتار واحد يمكن أن يقف لمدة سنتين ونصف كيلوغرام من غاز الميثان.

التفاعل مع الأكسجين والكلور

الغاز الطبيعي الأهوار، التي الصيغة الكيميائية - CH _4، لا يكاد يحرق لهب مضيئة شاحب. أقوى انفجار معها يحدث في الاشتعال في مزيج يحتوي على 7.8 كميات من الهواء وحجم 2 من الأكسجين. الغاز القابلة للذوبان في الماء قليلا (على عكس الكحول). يتفاعل مع الهالوجينات حصرا.

من خلال التفاعل مع CH أشكال غاز الكلور الأهوار كلوريد الميثيل ₃ الكلورين. وقد بالطرق مختبر إعداد هذه المواد. لهذا الغرض، يتم تمرير الغاز هيدروكلوريد في حل غليان الكحول وmetilnogo كلوريد الزنك المنصهر. والنتيجة هي غاز عديم اللون، والذي يتميز الأثير رائحة لطيف مع الطعم الحلو. تحت ضغط قوي أو التبريد، يتكثف إلى سائل.

استخدام وردود الفعل مع الهالوجينات

الميثان (غاز الميثان)، الذي يتفاعل الصيغة واستخدام كوقود درس في برنامج المدرسة بنشاط مع الهالوجينات. ونتيجة لذلك، وهذه المواد تنتج تفاعلات الاستبدال المركبات التالية: بروميد والكلوريد والفلوريد والكلوريد والفلوريد. آخرهم تم الحصول عليها أول مرة من قبل الكيميائي الروسي Aleksandrom Butlerovym. يوديد الميثيل - الأنكسار بقوة ضوء سائل مصفر. في درجة حرارة الغليان - 180 ° C.

كما دعا غاز الميثان، استبداله بالكامل من قبل الهالوجينات؟ هذا رابع كلوريد الكربون. افتتح من قبل الكيميائي الفرنسي أنري رينو في 1839. وهو السائل مع رائحة التوابل المميزة. كان لديه تأثير المخدر. مادة أخرى مماثلة - tetrabromide الكربون. يستخرج من رماد النباتات البحرية.

المخاطر الصحية

في حد ذاته، والميثان الأهوار غير مؤذية من الناحية الفسيولوجية. انه ينتمي الى الهيدروكربونات البارافين غير سامة. وتتميز هذه المجموعة من المواد عن طريق وهمود الكيميائية وذوبان منخفضة في بلازما الدم. على الهواء مع نسبة عالية من غاز الميثان يمكن أن تقتل إلا إذا كان سوف تشهد نقص الأكسجين.

العلامات الأولية الاختناق (الاختناق) تتجلى في محتوى 30٪ من الميثان. في هذه الحالة، زيادة حجم التنفس، وتسارع دقات القلب، واضطراب تنسيق الحركات العضلية. ولكن احتمال مثل هذه الحالات هو صغير جدا. حقيقة أن غاز الميثان هو أخف من الهواء، الذي لا يسمح له أن تتراكم في نسب المفرطة.

في الوقت نفسه، والباحثين تساوي العمل من غاز المستنقعات على نفسية الإنسان إلى العمل من ايثر. تأثير مماثل يمكن أن تتساوى مع المخدرة. في البشر، منذ وقت طويل وعمل في مناجم مع تركيز عال من غاز الميثان، يتتبع التغيرات في الجهاز العصبي اللاإرادي (ضغط الدم، منعكسة العيني القلبي إيجابي وهلم جرا. D.).