Газ на блатото: формула и приложение

Газът, който излиза от дъното на резервоарите, е блатист газ с неприятна миризма (друго общо име е метанът). От гледна точка на науката, това е форма или метил хидрогелът. В по-голямата си част се състои от метан (CH₄

Ключови функции

Стандартният състав, химическата формула на блатния газ - всичко това ясно показва принадлежността му към най-простите съединения на въглерода. Около този елемент останалите компоненти се групират. Газовият бриз се намира естествено в свободно състояние като смес с въглероден диоксид или азот. Това се случва в резултат на разграждането на органични вещества. По правило те са подводни и лишени от достъп до въздуховоди.

Въгледобивната мина е друго място, където се образува горивен блатист газ. Той се натрупва сред скалите след разграждането на органични остатъци. Многобройни кухини допринасят за това. Такива газове избягват, когато се появи произволно генериран отвор.

Места за обучение

Въпреки сравнително недвусмисленото си наименование, блатистият газ (или по-скоро метанът) също се отделя от земните пукнатини край петролните полета. Първите такива случаи са регистрирани в Съединените американски щати на брега на река Алехан, както и в Русия в Каспийския регион. В Баку поради тази причина от дълго време имаше легенда за мистериозните светлини на Баку. Природният феномен се оказа смесен с въглероден двуокис, азот и петролна пара от блатния газ.

С развитието на промишлеността и технологиите на минното дело, хората се научиха как да използват метана, който е бил освободен. Първото подобно растение се появява в Пенсилвания. Газовият бриз се различава по това, че се формира непрекъснато, може да се намери във всяко блато или езеро. Често е достатъчно само да се докосне утайката с пръчка. След това газовите мехурчета плуват на водната повърхност.

Основа на блатния газ

Образуването на основния компонент природен газ (метан) се подпомагат от бактерии. Поради тях ферментацията на целулозата започва да стимулира появата на метан. Най-чистият метан се смята за характерен за калните вулкани на полуостровите Absheron и Kerch.

В допълнение, това се случва в солни находища, извори и fumaroles - дупки и пукнатини, разположени в подножието на вулкани. Метан присъства в човешкото черво. Той съдържа продуктите от издишването на някои животни. Едно от първите писмени доказателства за това вещество може да се смята за произведение на древния писател Плиний, който спомена газообразни горими съединения.

Опасност от експлозия

Най-вече блатистият газ е известен със собствените си разрушителни свойства. При запалване в смес с въздух, това предизвиква експлозия. Причината за това са свойствата на метана. Експлозията на блатистия газ и подобни съединения от дълго време ужаси хората, обяснявайки какво се е случило като суеверия. Причините за аномалията станаха ясни само след научно изследване на това явление.

Блатистият газ, метанът и други експлозивни съединения накараха хората да измислят лампата Davy. То започна да се използва както в блата, така и в въглищните мини. В тази лампа горими продукти се отстраняват чрез специална мрежа, чрез която се изключи възможността от запалване на горим газовата смес.

История на откритието

Голям принос за изследването на блатния газ (метан) е направен от италианския учен Алесандро Волта. През 1776 г. той доказва, че това вещество е различно от водорода, тъй като се нуждае от два пъти повече кислород за изгаряне. Освен това Волда определи, че блатистият газ е източник на въглеродна киселина.

Италианският открит метан на границата на Швейцария и Италия, близо до езерото Маджоре. Вдъхновението за ученият е една статия на американския учен и политик Бенджамин Франклин за явлението "въздух-гориво". Волта е първият, който получава метан, събирайки изпускания от блатото газ.

Продължаване на изследванията

Други важни изследователи на природния феномен са френският химик Клод Бертоле и британският химик Уилям Хенри. Последният от тях през 1805 г. определя състава на блатния газ и го отличава от етилена (така наречения нефтен газ).

Тайната на взривното вещество е скрита в основния й компонент - метан. Той е дефиниран като лек въглеводороден газ (за разлика от тежък въглеводороден газ от етилен). С течение на времето се установява друг термин - хлороводород. Изследванията продължават Джон Далтън и Йенс Якоб Берзелиус.

През 1813 г., на английски химик и геолог Хъмфри Дейви анализира гризу и заключи, че веществото - смес от метан, въглероден диоксид и азот. Така че беше доказано, че горимата смес, която се отличава в мините, е идентична с подобна смес в блатата.

Влияние върху екологията

Характерният метан за блатния газ се дължи на определени химични реакции. На първо място, това е суха дестилация на органични вещества (например торф или дърво). Химически чистият метан се получава чрез разлагане на цинкова метилна вода (се получава цинков оксид). Днес това вещество привлича вниманието на много природозащитници поради участието им в образуването на парниковия ефект. Това се дължи на натрупването на метан в земната атмосфера. Блатистият газ абсорбира топлинната радиация в инфрачервения участък на спектъра. С този параметър той е вторият само на чист въглероден диоксид. Природозащитниците оценяват приноса на метан за увеличаването на парниковия ефект в около 30%.

Свойствата, съставът, химическата формула на блатния газ се разглеждат като част от изследване на въздействието му върху атмосферата на нашата планета. В естествени количества, произведени от самата природа, това не е било опасно като причина за парниковия ефект. Проблемът обаче е, че огромно количество метан се изхвърля в атмосферата, по вина на самите хора. Аналогов блатист газ се произвежда във всички видове предприятия. Това е така нареченият абиогенен метан. Това, което се случва в блатата, се счита за биогенно - тоест, произтичащо от трансформацията на органичното вещество.

метаногенезата

Биосинтезата на метан (и следователно появата на блатен газ) се нарича още метаногенеза. В този процес участват археите бактерии. Те са аеробни, т.е. могат да получат енергия за живот, като се избягват кислород. Арките нямат мембранни органели и ядра.

Бактериите генерират метан, като възстановяват единичните въглеродни съединения с въглеродни алкохоли и еднокомпонентни съединения. Друг начин е диспропорционирането на ацета. Енергията, произведена от бактериите, се трансформира от ензимите на АТР синтазата. При метаногенезата са включени различни молекули: коензими, метанол, тетрахидрометаноптерин и др.

метаногени

Науката познава 17 рода и 50 вида археи, способни да генерират основата на блатния газ. Те формират примитивни многоклетъчни колонии. Най-изучаваният геном на такъв археос е метаносарцина ацетиворан. Те се превръщат в ацетати и метан въглероден моноксид, като се използва този ензим ацетат и фосфортансцетилазата. Съществува и теория, че тези археоси в древни времена биха могли да бъдат трансформирани в тиоестер, при условие че в тогавашните глини има висока концентрация на железен сулфид.

Причини за горски пожари

При достатъчно количество емисии и концентрация, блатистият газ, запален, може да предизвика голям естествен торф и горски пожар. Днес има цял комплекс за борба с такива явления. Специалните служби провеждат наблюдение на газ в най-блатистите райони. Те отговарят за предотвратяването и количественото наблюдение на компонентите на потенциално опасен газ.

Например, един от най-наводнените в московския регион е източният регион Шатурски. В нейните води са богати на риба (шаран, костур, попчета, шаран, щука, шаран), тритони, жаби, змии, muskrats, птици (чапли, bitterns, Дъждосвирци, патици). Костите на всички тези животни съдържат фосфор. Той се обработва от бактерии, след което се появяват няколко други вещества. Това е дифосфин и фосфин. Те са основните инициатори на верижната реакция за спонтанно изгаряне. Пожарите, започнати по този начин, са сериозен екологичен проблем. От пожарите в блата не само горят гори, но и торфени блата. пожар могат да се разпространят в тях. Такива торфени блата могат да горят от години.

В Русия около две трети от всички брегове в света са съсредоточени. Те се намират в центъра на европейската част на страната, в Западен Сибир и в Камчатка. Общата площ на блатата в Русия е около 340 милиона хектара, от които 210 са покрити с гори. По-голямата част от газа се произвежда през лятото. През този период около два и половина килограма метан може да се отдели на хектар на ден в района.

Взаимодействие с кислород и хлор

Естествен блатен газ, чиято химична формула е CH₄, изгаря с червено блясък на бледо пламък. Най-силната експлозия при него се получава при запалване в смес, съдържаща 7-8 обема въздух и 2 обема кислород. Газът е слабо разтворим във вода (за разлика от алкохола). Той реагира изключително с халогени.

Когато реагира с хлор, блатистият газ образува метил СН₃Cl. Това вещество се получава чрез лабораторни средства. За тази цел солната киселина се прекарва в кипящ разтвор на метилов алкохол и стопен цинков хлорид. Резултатът е безцветен газ, характеризиращ се с приятна ефирна миризма с вкусен вкус. При силен натиск или охлаждане той се уплътнява в течност.

Приложение и реакции с халогени

Метан (бензин), чиято формула и приложение като гориво се изучават в училищната учебна програма, активно взаимодейства с халогени. В резултат на реакции на заместване с тези вещества се образуват следните съединения: бромид, хлорид, флуорид и метилен флуорид. Последният е получен за първи път от руския химик Александър Булеров. Метилен йодидът е силно отразяваща светло жълтеникава течност. Температурата на кипене е 180 ° С.

Какво е името на блатния газ напълно заменен с халогени? Това е въглероден тетрахлорид. Той е открит от френския химик Хенри Рено през 1839 г. Тя е течност с характерна пикантна миризма. Има анестетичен ефект. Друго подобно вещество е въглеродният тетрабромид. Извлича се от пепел от морски растения.

Опасност за здравето

Самият блат метан е физиологично безвредна. То се отнася до нетоксични парафинови въглеводороди. Тази група вещества се характеризира с химическа инертност и слаба разтворимост в кръвната плазма. Въздухът с висока концентрация на блатистия газ може да убие човек само ако страда от липса на кислород.

Първоначалните признаци на задушаване (задушаване) се проявяват, когато съдържанието на метан е от 30%. В този случай обемът на дишането се увеличава, пулсът става по-бърз, координацията на движенията на мускулите е нарушена. Но вероятността от подобни случаи е изключително малка. Фактът е, че метанът е по-лек от въздуха, което му пречи да се натрупва в прекомерни количества.

В същото време, изследователите приравняват действието на блатистия газ към човешката психика към действието диетилов етер. Този ефект може да се приравни с наркотичния ефект. Хората, които са работили в мини с висока концентрация на метан от дълго време, могат да видят промени в автономната нервна система (хипотония, положителен очен рефлекс и т.н.).