Метан газ это – Метан — это… Что такое Метан?

Содержание

Метан — это… Что такое Метан?

Мета́н (лат. Methanum) — простейший углеводород, бесцветный газ (в нормальных условиях) без запаха[2], химическая формула — CH4. Малорастворим в воде, легче воздуха. При использовании в быту, промышленности в метан обычно добавляют одоранты (обычно меркаптаны) со специфическим «запахом газа». Метан нетоксичен и неопасен для здоровья человека[3]. Однако имеются данные, что метан относится к токсическим веществам, действующим на центральную нервную систему[4]. 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 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/Al

2O3 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 4,4 % до 17 %[5]. Наиболее взрывоопасная концентрация 9,5 %. Является наркотиком; действие ослабляется ничтожной растворимостью в воде и крови. Класс опасности — четвёртый[6].

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.

Предположительно, что на поверхности Титана (спутник Сатурна) в условиях низких температур (−180 °C) существуют целые озёра и реки из жидкой метано[источник не указан 27 дней]-этановой смеси.

Получение

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

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[7]:

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

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 −184oС (при нормальном давлении)

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

Выше 1400 °C разлагается по реакции:

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

Соединения включения

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

Применение метана

  • Топливо.
  • Сырьё в органическом синтезе.

Физиологическое действие

Метан является самым физиологически безвредным газом в гомологическом ряду парафиновых углеводородов. Физиологическое действие метан не оказывает и не ядовит (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, сходные с горной болезнью.

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

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 глазо-сердечный рефлекс, резко выраженная атропиновая проба, гипотония) из-за весьма слабого наркотического действия этих веществ, сходного с наркотическим действием диэтилового эфира.

Метан и экология

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 метана составит 21 единицу[8].

ПДК метана в воздухе рабочей зоны составляет 7000 мг/м3[9].

Ссылки

Примечания

  1. Обзор: Растворимость некоторых газов в воде
  2. Статья «Метан» на сайте «Химик»
  3. З. Гауптман, Ю. Грефе, Х. Ремане «Органическая химия», М. «Химия», 1979, стр. 203.
  4. Куценко С. А. Основы токсикологии / С.А. Куценко. — СПб.: Фолиант, 2004.
  5. ГОСТ Р 52136-2003
  6. 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)
  7. Б. А. Павлов, А. П. Терентьев. Курс органической химии. — Издание шестое, стереотипное. — M.: Химия, 1967. — С. 58.
  8. EBRD Methodology for Assessment of Greenhouse Gas Emissions, Version 3 February 2009 (англ.)
  9. Гигиенические нормативы ГН 2.2.5.1313-03 «Предельно допустимые концентрации (ПДК) вредных веществ в воздухе рабочей зоны»

dic.academic.ru

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
 

СH4

 

Н

|

Н — С — Н

|

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:

  1. Бесцветный газ, без запаха.
  2. Взрывоопасен.
  3. Нерастворим в воде.
  4. Температура кипения: -162oC, замерзания: -183°C.
  5. Молярная масса: 16,044 г/моль.
  6. 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.

CH4 + Cl2 → CH3Cl + НСl

CH4 + Br2 → CH3Br + НBr

Хлорирование. Низшие алканы могут прохлорировать полностью.

CH4 + Cl2 → CH3Cl + НСl

CH3Cl + Cl2 → CH2Сl2 + НСl

CH2Сl2+ Cl2 → CHCl3 + НСl

CHCl3 + Cl2 → CСl4 + НСl

Точно так же метан может полностью вступать в реакцию бромирования.

CH4 + Br2 → CH3

Br + Н Br

CH3Br + Br2 → CH2Br2 + НBr

CH2Br2 + 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 + Н24 → СН33Н + Н2О

Окисление

Как уже было сказано, СH4 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.

CH4 + НNО3 → СН3NO2 + H2O

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 → C2H2 + 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

Метан как газ и моторное топливо для автомобилей

Метан (компримированный природный газ, КПГ, сompressed natural gas, CNG) – горючий газ, который является основным компонентом природного газа. Газ метан практически не оставляет вредных продуктов сгорания.
Метан используется для газообеспечения населенных пунктов, но нас интересует его другое назначение, а именно – в качестве моторного топлива для автомобилей.

К сожалению плотность природного метана в тысячу раз ниже плотности бензина. Поэтому, если заправлять автомобиль метаном при атмосферном давлении, то для равного с бензином количества топлива понадобится бак в 1000 раз больше. Чтобы не возить огромный прицеп с топливом, необходимо увеличить плотность газа. Это можно достичь сжатием метана до 20-25 МПа (200-250 атмосфер). Для хранения газа в таком состоянии используются специальные баллоны, которые устанавливаются на автомобилях.

Заправки метана в России пока еще не совсем хорошо развиты, но развиваются довольно быстрыми темпами. Сеть АГНКС состоит уже более чем из 300 метановых заправок. Так что установка газа метана на автомобили сейчас не происходит массово из-за 3х факторов:
1) Сеть метановых заправок еще недостаточно развита.
2) Газовое оборудование для метана довольно-таки дорогое, в основном из-за баллонов, которые должны выдерживать давление 200 атмосфер.
3) Метановые баллоны несколько уменьшают грузоподъемность автомобиля, поэтому метановое ГБО чаще устанавливается на грузовые автомобили, такие как ЗИЛ, ГАЗон, ГАЗель.

Источники получения метана
Основной компонент природных (77-99 %), попутных нефтяных (31-90 %), рудничного и болотного газов (отсюда другие названия метана – болотный, или рудничный газ). Получается также при коксовании каменного угля, гидрировании угля.

Химические свойства метана
Метан горит бесцветным пламенем. С воздухом образует взрывоопасные смеси. Газ метан вступает с галогенами в реакции замещения (например, Ch5 + ЗС12 = СНС13+ ЗНС1).

Соединения включения
Метан образут соединения включения – газовые гидраты, широко распространенные в природе.

Применение метана
Сырьё для получения многих ценных продуктов химической промышленности – формальдегида, ацетилена, сероуглерода, хлороформа, синильной кислоты, сажи. Для получения водяного газа (Ch5 + Н2О = СО + ЗН2), Метан применяется как моторное топливо.

Показатели Значение
Температура кипения метана -164,5°С
Температура плавления метана -182,5°С
Плотность метана по отношению к воздуху 0,554 (20°С)
Теплота сгорания 50,08 МДж/кг (11954 ккал/кг)
Цвет метана отсутствует
Запах метана отсутствует
Содержание в природных газах 77-99%
Содержание в попутных нефтяных газах 31-90%
Содержание в рудничных газах 34-40%
Образование при термической переработке нефти и нефтепродуктов 10-57%
Образование при коксовании и гидрировании каменного угля 24-34%
Температура воспламенения метана 650-750°С
Скорость взрывного горения метана 500-700 м/сек
Давление газа при взрыве в замкнутом объёме

1 Мн/м2

Определение количества СПГ (м3) в одном баллоне объемом 50 л

Давление
газа в баллоне,
кгс/см2

Температура окружающей среды, °C

– 30

– 20

– 10

0

+ 10

+ 20

+ 30

+ 40

10

0,55

0,55

0,54

0,53

0,53

0,53

0,52

0,52

20

1,15

1,12

1,16

1,10

1,09

1,07

1,06

1,04

30

1,79

1,70

1,70

1,69

1,65

1,63

1,61

1,57

40

2.41

2,33

2,30

2,27

2,22

2,17

2,15

2,13

50

3,2

3,05

2,98

2,94

2,84

2,81

2,75

2,72

60

4,05

3,76

3,66

3,57

3,53

3,45

3,41

3,27

70

5,00

4,61

4,43

4,32

4,17

4,07

4,02

3,89

80

6,45

5,71

5,33

5,20

4,88

4,76

4,65

4,55

90

7,63

6,72

6,25

5,92

5,63

5,49

5,29

5,17

100

8,77

7,69

7,24

6,76

6,49

6,25

5,95

5,81

110

9,82

8,59

7,97

7,53

7,24

6,96

6,63

6,47

120

10,91

9,38

8,95

8,45

8,00

7,79

7,32

7,14

130

12,04

10,16

9,85

9,29

8,78

8,33

8,02

7,83

140

12,8

11,11

10,77

10,14

9,59

9,09

8,75

8,54

150

13,16

11,90

11,36

10,87

10,27

9,74

9,38

9,15

160

13,79

12,50

12,12

11,43

11,11

10,39

10,13

9,76

170

13,93

13,28

12,69

11,81

11,49

10,90

10,63

10,37

180

14.29

13,64

13,24

12,50

12,00

11,54

11,25

10,98

190

14,62

14,18

13,57

12,84

12,50

12,03

11,59

11,18

200

14,93

14,29

13,81

12,99

12,66

12,50

12,19

11,63

Использованы материалы из книги “Газобаллонные автомобили: Справочник / А. И. Морев, В. И. Ерохов, Б. А. Бекетов и др. – М.: Транспорт, 1992.”

 

Смотрите также

elitegas.ru

Метан — Экобаланс


Метан: происхождение и химические характеристики

Метан – это газ, имеющий органическую природу, лишенный запаха и цвета. CH– такова его химическая формула, а масса вещества меньше, чем масса воздуха. Растворение в воде протекает медленно. Говоря об органической природе метана, имеется в виду, что почти 95% случаев его появления носят естественную природу. К примеру, он выделяется при разложении остатков растений. Поэтому неудивительно, что многие его характеристики были изучены еще до Новой Эры, когда люди наблюдали пузырьки воздуха на поверхности стоячих водоемов. Данные пузырьки были именно метаном, выделяющимся в процессе гниения растений на дне болота.

Среди прочих естественных источников газа можно выделить:

  • Домашний скот. Бактерии, живущие в их желудках, выделяют метан в процессе жизнедеятельности, причем его доля приходится на 20% всего атмосферного газа.
  • Растения. Метан – неотъемлемое вещество, выделяющееся в процессе фотосинтеза.
  • Насекомые. Наиболее активно выделяют метан термиты.
  • Шахты. Под земной поверхностью постоянно происходит медленное разложение каменного угля, в процессе чего образуется метан.
  • Нефтяные скважины. В нефти содержание этого газа просто огромно.
  • Вулканы. Вероятно, там метан также образуется из-за того, что активно разлагаются доисторические органические материи.
  • Океан. Глубоко под водой находятся трещины, через которые может сочиться метан.
  • Горение лесных массивов.
  • Промышленность. Несмотря на кажущуюся активность этих предприятий, их доля выбросов в общей массе мизерна.

Все перечисленные примеры наглядно подтверждают тот факт, что метан постоянно был в атмосфере, его появление не связано с началом активной деятельности человека. Именно поэтому присутствие метана на планете – это признак того, что на ней может быть жизнь или она была там когда-то.

Тем не менее, «натуральность» данного газа не говорит о том, что он не несет нам никакого вреда. Его пары, особенно при повышенной концентрации, вполне способны привести к смерти человека. На первых этапах развития горнодобывающей промышленности часто фиксировались взрывы или сильнейшие отравления шахтеров метаном. Если следить за информацией в СМИ, то эти события имеют место и в современном мире. Чтобы свести к минимуму вероятность метанового отравления, необходимо при первых его признаках оформить заказ на профессиональный анализ воздуха в помещении, при помощи которого удастся точно определить концентрацию.

Метан в современном мире

Газ широко используется в современном мире:

  • Двигатели внутреннего сгорания достаточно часто функционируют на метане.
  • Газ дает возможность производить многие медикаменты, среди которых антисептики и снотворные препараты.
  • Метан – это основа формальдегида и метанола, при помощи которых делаются удобрения и многие иные вещества.
  • Без метана невозможно сделать огнетушители и растворители.
  • Синильная кислота – не просто яд, она находит и широкое практическое применение, а процесс ее производства основан на окислении метановой и аммиачной смеси.

Метан и его опасность для человеческого организма

Опасность метана кроется в следующих факторах:

  • Взрывоопасность. Именно это свойство дало ему название «гремучего газа». Скопление метана, мельчайшая искорка – все это способно привести к разрушительному взрыву. Именно поэтому в местах, где фиксируются скопления или выбросы этого газа, нельзя курить, использовать открытые источники пламени. Но порой даже этих мер безопасности не хватает, газ продолжает забирать человеческие жизни.
  • Нами уже было упомянуто свойство, согласно которому метан может накапливаться в шахтах. В основном его можно найти в пустотах между крупными пластами пород, а также пустотах, созданных шахтерами в процессе добычи. Чем активнее добыча – тем интенсивнее выбросы метана, а потому именно работник шахт чаще всего гибнут от этого газа.
  • Взрывы – это еще не вся опасность, метан может вызывать и сильнейшие отравления. Вдыхание больших его объемов приводит к недостатку кислорода в крови, «звону» в ушах, ощущению «чугунной» головы. Повышение концентрации заставляет сердце биться чаще, человек чувствует общую слабость, страдает от тошноты, кожные покровы могут покраснеть. Самые серьезные последствия – это обмороки, бледность, конвульсии и даже летальные исходы.
  • К сожалению, в чистом виде метан не пахнет, а потому обнаружить его трудно. «Метановый» аромат, который мы можем чувствовать, — это заслуга специальных отдушек, делающих его применение более безопасным и контролируемым.
  • В шахтах, конечно, никакие отдушки к метану не добавляются. Еще с древних времен люди пользуются специальными способами, позволяющими зафиксировать его присутствие в воздухе. Первые шахтеры, к примеру, брали с собой канарейку. Если птичка переставала петь или даже умирала, то необходимо срочно удалиться из забоя.
  • В 50-х годах минувшего века начали пользоваться особыми приборами, позволяющими точно установить процент метана в воздушной смеси. Тем не менее, опытные работники говорили, что канарейка – способ даже лучший, чем новомодные приборы. Конечно, современные устройства более чувствительны и компактны, порой они монтируются непосредственно в каски шахтеров, как и лампы. В шахтах обязательно установлены и стационарные датчики, постоянно передающие сведения специалистам. Опасные повышения заставляют немедленно отключать электричество и эвакуировать персонал. Сейчас также используются и специальные установки, способные локализовать детонации угольной пыли на самых ранних этапах. Перед тем, как начинается рабочая смена, количество метана в шахте снижается до предельно безопасных отметок.

Получается, что опасность метана для человека исходит сразу с двух сторон. Склонность к детонациям, отравляющий эффект, отсутствие запаха и цвета – все это делает «гремучий газ» невероятно опасным. Чтобы не столкнуться с его самыми худшими сторонами, стоит заранее заказать экологическую экспертизу, способную установить уровень метановой концентрации в воздухе.

Оцените статью:

[Всего голосов: 2    Средний: 3/5]


ekobalans.ru

Метан — это… Что такое Метан?

  • Метан — Метан …   Википедия

  • МЕТАН — (СН4), УГЛЕВОДОРОД без цвета и запаха, простейший АЛКАН (или парафин). Метан является основным компонентом ПРИРОДНОГО ГАЗА, из которого метан и получают, и РУДНИЧНОГО ГАЗА. Метан взрывается, когда его смешивают с кислородом и поджигают. Этот газ… …   Научно-технический энциклопедический словарь

  • МЕТАН — Метиловый водород, болотный газ, состоящий из двух атомов углерода и четырех атомов водорода. Объяснение 25000 иностранных слов, вошедших в употребление в русский язык, с означением их корней. Михельсон А.Д., 1865. МЕТАН метиловый водород,… …   Словарь иностранных слов русского языка

  • метан — а, м. méthane m. англ. methane <гр. вино. Простейшее соединение водорода с углеродом; болотный или рудничный газ. БАС 1. Метановый ая, ое. Лекс. Брокг. метан; Уш. 1938: мета/н; БСЭ 2: мета/новое брожение …   Исторический словарь галлицизмов русского языка

  • МЕТАН — Ch5, бесцветный газ, tкип 164 .C. Основной компонент природных (77 99%), попутных нефтяных (31 90%), рудничного и болотного газов. Горит бесцветным пламенем. С воздухом образует взрывоопасные смеси. Сырье для получения многих ценных продуктов… …   Большой Энциклопедический словарь

  • МЕТАН — МЕТАН, метана, мн. нет, муж. (от греч. methy мед) (хим.). То же, что болотный газ (см. болотный). Толковый словарь Ушакова. Д.Н. Ушаков. 1935 1940 …   Толковый словарь Ушакова

  • МЕТАН — МЕТАН, а, муж. Горючий болотный или рудничный газ без цвета и запаха, соединение углерода с водородом. | прил. метановый, ая, ое. Толковый словарь Ожегова. С.И. Ожегов, Н.Ю. Шведова. 1949 1992 …   Толковый словарь Ожегова

  • Метан — Ch5, насыщенный углеводород парафинового ряда. В стандартных условиях М. газ без цвета к запаха, относится к пожаро и взрывоопасным веществам. Молекулярная масса 16,04 кг/кмоль, температура плавления 90,66 К, температура кипения 111,67 К,… …   Энциклопедия техники

  • метан — сущ., кол во синонимов: 4 • алкан (37) • газ (55) • топливо (48) • …   Словарь синонимов

  • МЕТАН — (СН4) простейший углеводород; газ без цвета и запаха; легче воздуха; смесь М. с воздухом взрывоопасна. Образуется в природе при разложении органических веществ без доступа воздуха (напр., на дне болот, в рудниках отсюда названия М.: болотный газ …   Российская энциклопедия по охране труда

  • dic.academic.ru

    Метан (СН4) — природный газ

    Метан используется в процессе сварки, либо резки металла, в силу способности к горению.Его температура пламени (до 1200 градусов) пониже, чем у ацетилена, поэтому сварка таким газом наиболее подходит для алюминия, меди, её сплавов и чугуна.

    Ch5 — основная составляющая природного газа, а значит и большая часть того, что используется в газовых плитах и других подобных конструкциях. Используется в качестве продукта хлорирования в огнетушителях.

    Главное же его предназначение всё-таки являться топливом. Газ в этом плане набирает популярность, ибо использовать в этих целях метан экономичнее. Сейчас газ всё чаще используется в автомобилях в качестве горючего.

    Метан — это природный газ образовавшийся в недрах земли при ана­эробном разложении органических веществ. Часто является попутным газом при добыче нефти. Основную часть природного газа составляет метан — до 98 %. В состав природного газа могут также входить более тяжёлые углеводороды: этан (СгНб), пропан (СзНв), бутан (С4Н10)- гомологи метана, а также другие не углеводородные вещества: водород (Нг), сероводород (h3S), углекислый газ (СОг), азот (N2), гелий (Не). Природный газ не имеет цвета и запаха. Чтобы мож­но было определить утечку по запаху, в газ добавляют небольшое количество меркаптанов, имеющих сильный неприятный запах.

    Сам по себе метан не токсичен и не опасен для здоровья человека. Но при большом скоплении способен вытеснять кислород из воздуха, что может вызвать удушие.

    Физико-химические свойства:

    • температура воспламенения в кислороде (Тв) — 650-750°С;
    • температура пламени при сгорании в технически чистом кислороде (Тпл) — 2200°С;
    • предел воспламенения в смеси: с воздухом — 5,0-15,0 %, с кислородом — 4,7-58,9 %;
    • максимальная скорость распространения пламени в смеси с кислородом — 3,3 м/с;
    • низшая теплотворная способность — 31400-37700 кДж/м3;
    • соотношение с кислородом (Р)- 1,7-2,1;
    • плотность при температуре 20°С и давлении 0,101 МПа — 0,68-0,9 кг/м3.

    svarka59.ru

    Метан — Википедия

    Метан
    Общие
    Рац. формула CH4
    Физические свойства
    Молярная масса 16,04 г/моль
    Плотность газ (0 °C) 0,7168 кг/м³;
    жидкость (−164,6 °C) 415 кг/м³[1]
    Термические свойства
    Т. плав. -182,49 °C
    Т. кип. -161,58 °C
    Т. свспл. 537,8 °C
    Пр. взрв. 4,4-17,0 %
    Химические свойства
    Растворимость в воде 0,02 г/кг[2]
    Классификация
    Рег. номер CAS 74-82-8
    SMILES
    Безопасность
    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 — CH4[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 CH4 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.

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

    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[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]

    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.

    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].

    1. ↑ Справочник химика / Редкол.: Никольский Б.П. и др.. — 3-е изд., испр. — Л.: Химия, 1971. — Т. 2. — 1168 с.
    2. ↑ Обзор: Растворимость некоторых газов в воде
    3. ↑ Статья «Метан» на сайте «Химик»
    4. Львов М. Д. Болотный газ или метан // Энциклопедический словарь Брокгауза и Ефрона : в 86 т. (82 т. и 4 доп.). — СПб., 1890—1907.
    5. ↑ З. Гауптман, Ю. Грефе, Х. Ремане «Органическая химия», М. «Химия», 1979, стр. 203.
    6. ↑ Куценко С. А. Основы токсикологии / С. А. Куценко. — СПб.: Фолиант, 2004.
    7. ↑ ГОСТ Р 52136-2003
    8. ↑ 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)
    9. 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.
    10. ↑ Tidal effects of disconnected hydrocarbon seas on Titan
    11. Б. А. Павлов, А. П. Терентьев. Курс органической химии. — Издание шестое, стереотипное. — M.: Химия, 1967. — С. 58.
    12. ↑ Гигиенические нормативы ГН 2.2.5.1313-03 «Предельно допустимые концентрации (ПДК) вредных веществ в воздухе рабочей зоны»
    13. 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.
    14. 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.
    15. 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.
    16. ↑ EBRD Methodology for Assessment of Greenhouse Gas Emissions, Version 7, 6 July 2010 (англ.)
    17. ↑ 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)»

    www.wiki-wiki.ru

    Отправить ответ

    avatar
      Подписаться  
    Уведомление о