לביצת גז: ונוסחא החלימה

לגז הנפלט מהתחתי מאגרים - מארש גז ריחני (יותר שם גנרי - מתאן). מנקודה מדעית של צורות אותו נוף, מֵימָנִי או מתיל. על פי רוב מורכב מתאן (CH _4). זה גם עלול להיות נוכח, חנקן, ארגון, מימן, phosphine ו דו תחמוצת הפחמן.

תכונות עיקריות

רכב רגיל, גז ביצות נוסחא כימית - כל זה עולה בבירור כי הוא שייך תרכובות פחמן הפשוטות. בסביבות אלמנט זה מקובצים הנותרים רכיבים. גז מארש מתרחש באופן טבעי במדינה החופשית כתערובת עם פחמן דו חמצני או חנקן. היא מתרחשת עקב פירוק של חומרים אורגניים. ככלל, הוא לכוד מתחת למים משוללים גישה למפעל האוויר.

מכרות פחם - מקום אחר שבו נוצר גז ביצות דליק. הוא מצטבר בין הסלעים לאחר הפירוק של שאריות אורגניות. זה הקל על ידי חללים רבים. גזים כאלה נמשכים כאשר צירוף מקרים הנובעים חור.

מקומות של חינוך

למרות שמו חד משמעי למדי, גז ביצות (או ליתר דיוק, מתאן) בולטת אפילו מן הסדקים באדמה שליד שדות הנפט. המקרים הראשונים מסוג דווחו בארצות הברית של אמריקה, על גדות נהר אלגני, כמו גם ברוסיה באזור הים הכספי. בבאקו, ומסיבה זו, במשך זמן רב הייתה אגדה על האורות המסתוריים בבאקו. תופעות טבע עורבבו עם פחמן דו חמצני, גז ביצות אדי חנקן ושמן.

עם התפתחות התעשייה והטכנולוגיה הכרייה, אנשים למדו למחזר לשחרר מתאן. המפעל כאלה הופיעו לראשונה בפנסילבניה. גז מארש מאופיין בכך נוצר באופן רציף, זה יכול להתגלות בכל ביצה או בברכה. לעתים קרובות, בשביל זה הוא די מקל מגע פשוט הבוצה. לאחר מכן, בועות הגז לצוף אל פני המים.

גז בסיס מארש

כינונה של המרכיב העיקרי של גז טבעי (מתאן) חיידקים עזרה. בגללם, זה מתחיל התסיסה של סיבי צמח, תורם את המראה של מתאן. מתאן הטהור ביותר הוא האמין להיות מאפיין של הרי געש בץ אבשרון וחצי האי קרץ.

בנוסף, שהיא תתעורר פיקדונות המלח, מעיין מלוע - חורים וסדקים, אשר ממוקמים למרגלות הרי געש. מתאן הוא נוכח במעי האנושי. מוצריה כוללים נשיפה של בעלי חיים מסוימים. אחת הראיות הכתובות הראשונות על העניין הזה יכול להיחשב יצירות של סופר עתיק פליניוס מזכיר תרכובות דליקות גזים.

נְפִיצוּת

רוב של גז ביצות ידוע ידי התכונות ההרסניות שלו. כאשר ההצתה היא בתערובת עם אוויר, שהיא גורמת לפיצוץ. הסיבה לכך הן המאפיינים של מתאן. הפיצוץ של תרכובות גז דומה מארש כבר מזמן מבועת העם, להסביר מה קורה אמונות טפלות. הסיבות לאנומליה התבררו רק לאחר מחקר מדעי של תופעה זו.

גז מארש, מתאן מתחם נפיץ אחר גרמו לאנשים להמציא דייוי מנורה. הוא שימש גם בביצות במכרות פחם. בשנת מנורה זו תוצרי בעירה יוסרו על ידי רשת מיוחדת שדרכו לשלול את האפשרות של הצתה של תערובת הגז הדליקה.

היסטוריה של גילוי

תרומתו הגדולה לחקר גז ביצות (מתאן), הציג המדען האיטלקי אלסנדרו וולטה. בשנת 1776, הוא הוכיח כי החומר שונה מימן, שכן הוא דורש עוד פעמי חמצן לבעירה. יתר על כן, זה וולטה נקבע כי גז ביצות - מקור חומצה פחמתית.

מתאן איטלקית נמצא על גבול שווייץ ואיטליה, לצד אגם מאג'ורה. ההשראה המדען היה מאמר של מדען ופוליטיקאי אמריקאי בנג'מין פרנקלין על התופעה של "אוויר-דלק". וולטה קבלה מתאן ראשון איסוף ביצת נפלטי גז.

מחקר המשך

חוקר תופעה טבעית חשוב נוסף היו כימאים צרפתי קלוד Bertolle ו כימאי בריטי Uilyam Genri. האחרונה שבהן בשנת 1805 נקבע הרכב של גז ביצות ולהבחין בינו לבין אתילן (א maslorodnogo גז שנקרא).

חומר נפץ רידל חבוי הרכיב הבסיסי שלה - מתאן. זה הוגדר גז פחמימני אור (להבדיל פחמימנים כבדים של גז אתילן). במשך זמן זה הפך התיישב מונח אחר - מתיל מֵימָנִי. הנרי המשיך ללמוד Dzhon דלטון ו Jens Jakob ברצליוס.

בשנת 1813, הכימאי האנגלי גיאולוג Gemfri דווי ניתחו גַאז מִכרוֹת והגיע למסקנה כי החומר - תערובת של מתאן, פחמן דו חמצני וחנקן. לפיכך הוכיח כי תערובת דליקה משתחררת במכרות, התערובת דומה הזהות על ביצות.

ההשפעה על הסביבה

מתאן גז ביצות אופייני מתרחש בגלל תגובות כימיות מסוימות. הראשונה היא תמצית יבשה של חומר אורגני (כמו כבול או עץ). מבחינה כימית טהורה מתאן הוכן על ידי פירוק tsinkmetila מים (ובכך תחמוצת אבץ מיוצרת). היום, חומר זה מושך אנשי איכות סביבה בשל מעורבותה היווצרות אפקט החממה. זאת בשל הצטברות של מתאן באטמוספירה. גז מארש סופג קרינה תרמית באזור ספקטרלי אינפרא אדום. על פרמטר זה הוא שני רק פחמן דו חמצני טהור. אנשי איכות הסביבה להעריך את התרומה של מתאן אפקט החממה המשופר ב כ 30%.

מאפיינים, קומפוזיציה, נוסחא כימית גז ביצות כעת נחקרים במחקר של והשפעתו על האווירה של כוכב לכת שלנו. המספרים הטבעיים, המיוצרים על ידי הטבע, הוא לא היה מסוכן כגורם אפקט החממה. עם זאת, הבעיה נעוצה בעובדה כי כמויות עצומות של מתאן לאטמוספרה באשמה של האנשים עצמם. Analogue מארש גז מיוצר במפעלים שונים. זה מה שנקרא מתאן אביוטי. אחת המתרחשת בתוך ביצות, נחשב ביוגני - כי הוא הנובעות כתוצאה טרנספורמציה של חומר אורגני.

methanogenesis

ביוסינתזה של מתאן (ומכאן קרות גז ביצות) נקראת גם methanogenesis. תהליך זה כרוך החיידקים הקדומים. הם אירוביים, כלומר הם יכולים לייצר אנרגיה לכל חיים, ללא צורך בחמצן. אין קדומים האברונים קרום הגרעין.

חיידקים ליצור מתאן, שחזור מתחם חד חמצני באמצעות תרכובות פחמן חמצני אלכוהול. דרך נוספת - יצטט disproportionation. האנרגיה שנוצרה הופכת ה- ATP synthase אנזים חיידקים. בשנת methanogenesis מעורבים במגוון של מולקולות: coenzymes, methanofuran, tetragidrometanopterin וכו ...

כמתאנוגנים

מדע יודע 17 סוגים ו 50 מינים של חיידקים קדומים מסוגלים לייצר גז ביצות בסיס. הם יוצרים מושבות תאיות פרימיטיביות. הגן הנחקר ביותר כמו קדומים - Methanosarcina acetivorans. הם מומרים acetates ומתאן , פחמן חד חמצני, באמצעות אנזימים atsetatkinazy ו phosphotransacetylase. יש גם תיאוריה קדומים אלה בעת העתיקה ניתן להפוך thioester, ובלבד בבוץ אז יש ריכוז גבוה של ברזל גופריתי.

הסיבה שריפות יער

בשלב פליטת ריכוזים מספיק גז ביצות, vozgorevshis עלול לגרום כבול טבעי גדול שריפת יער. כיום, ישנם מגוון שלם של תופעות כגון לחימה. ניטור התנהגות שירותים מיוחדים האזורים הרווים במים ביותר הגז. הם האחראים מניע והבקרה של יחסי כמותי של רכיבי גז מסוכן בפוטנציה.

לדוגמה, אחת הביצות באזור מוסקבה באזור Shatursky המזרחי. במימיו הוא עשיר בדגים (קרפיון, נסיכה, גובים, קרפיון, כידון, קרפיון), סלמנדרות, צפרדעים, נחשים, muskrats, ציפור (אנפות, bitterns, מגפים, ברווזים). עצמות של בעלי חיים אלה הכילו זרחן. הוא מעובד על ידי חיידקים, אז יש כמה חומרים אחרים. diphosphine ו phosphine זה. הם היוזמים העיקריים של תגובת השרשרת של בעירה ספונטנית. החל בשנת השריפות באופן הזה - מהווה בעיה סביבתית חמורה. משריפות בוערות בביצות, לא רק ביער, אלא גם את הביצות הכבולות. אש יכולה להתפשט עמוק לתוך אותם. כבול כזה יכול לשרוף שנה שלמה.

ברוסיה היא מחזיקה כשני שלישי הביצות בעולם. הם נפגשים במרכז החלק האירופי של רוסיה, מערב סיביר ואת קמצ'טקה. השטח הכולל של מקווי מים ברוסיה - כ -340 מיליון דונם, 210 מתוכם מכוסי כיסוי יער. ויותר מכל הגז המיוצר בקיץ. בתקופה של יום בשטח של דונם אחד יכול לעמוד במשך כשנתיים וחצי קילוגרמים של מתאן.

אינטראקציה עם חמצן וכלור

גז ביצות טבעי, אשר נוסח כימי - CH _4, בקושי שורף הלהבה זוהרת חיוורת. הפיצוץ החזק עם זה מתקיים ההצתה בתערובת המכילה 7.8 כרכים של אוויר 2 נפח חמצן. גז מסיס מעט מים (בניגוד לאלכוהול). הוא מגיב באופן בלעדי עם הלוגנים.

מהתגובה עם צורות גז כלור מתיל מארש כלוריד CH ₃ Cl. חומר זה הוכן על ידי שיטות מעבדה. לשם כך, גז הידרוכלוריד מועבר לתוך פתרון הרתיחה של אלכוהול metilnogo כלוריד אבץ מותך. התוצאה היא גז חסר צבע, אשר מתאפיין אתר ריח נעים עם טעם מתוק. בלחץ או קירור חזק, הוא מתעבה לנוזל.

השימוש ותגובות עם הלוגנים

מתאן (גז ביצות), אשר נוסחו ושימוש כמו דלקים למדו בתכנית לימודי אינטראקציה פעילה עם הלוגנים. כתוצאה מכך, חומרים אלה תגובה תמרה מיוצרת המתחמים הבאים: ברומיד, כלוריד, פלואוריד, כלור פלואוריד. האחרון שבהם הושג לראשונה על ידי הכימאי הרוסי Aleksandrom Butlerovym. יודיד Methyl - refracting מאוד נוזלי אור צהבהב. טמפרטורת הרתיחה שלו - 180 ° C.

כמו גז ביצות שנקרא, להחליף באופן מלא על ידי הלוגנים? זה פחמן טטרא. זה נפתח על ידי הכימאי הצרפתי אנרי רינו ב 1839. זהו נוזל עם ריח חריף אופייני. יש לו שפעת הרדמה. עוד חומר דומה - פחמן tetrabromide. זה מופק מן האפר של צמחים ימיים.

סכנות בריאותיות

לכשעצמו, מתאן מארש הוא מזיק מבחינה פיזיולוגית. היא שייכת פחמימנים פרפין רעילים. קבוצה של חומרים זה מאופיין אדישות כימית ו מסיסות נמוכה בפלסמת הדם. האוויר עם ריכוז גבוה של גז ביצות יכול להרוג רק אם הוא חווה חוסר החמצן.

סימנים ראשונים של המחנק (תשניק) באו לידי ביטוי בכל תוכן של מתאן 30%. במקרה זה, נפח גדל והולך של נשימה, קצב לב מחיש, מוטרד תיאום תנועות שרירים. אבל ההסתברות במקרים כאלה היא קטנה מאוד. העובדה מתאן קל מאוויר, אשר אינו מאפשר לו לצבור בפרופורציות מוגזמות.

במקביל, החוקרים משווים את הפעולה של גז ביצות על הנפש האנושית הפעולה של אתר diethyl. אפקט דומה ניתן להשוות עם חומר נרקוטי. אצל בני אדם, זמן רב עבד במכרות עם ריכוז גבוה של מתאן, משרטט את השינויים במערכת העצבים האוטונומית (תת לחץ דם, רפלקס אוקולו-קרדיאלי החיובי וכן הלאה. ד).