Təbiətdə metan necə əmələ gəlir. Metan, onun xüsusiyyətləri və istifadə üsulları haqqında ümumi məlumat

Təbii qaz - yerin bağırsaqlarında əmələ gələn qaz halında olan karbohidrogenlər. O, mineral kimi təsnif edilir və onun komponentləri yanacaq kimi istifadə olunur.

Təbii qazın xüsusiyyətləri və tərkibi

Təbii qazların təsnifatı

Yalnız 3 qrup var:

• Bunlardan birincisi, yalnız qazların istehsalı üçün nəzərdə tutulmuş yataqlarda əldə edilən quru qazlar adlanan ikidən çox karbon birləşmələri olan karbohidrogenlərin tərkibini demək olar ki, istisna edir.
• İkincisi, ilkin xammal ilə eyni vaxtda istehsal olunan qazlardır. Bunlar quru, mayeləşdirilmiş qazlar və bir-biri ilə qarışdırılmış qaz benzinləridir.
• Üçüncü qrupa quru qazdan və xeyli miqdarda ağır karbohidrogenlərdən ibarət qazlar daxildir ki, onlardan benzin, nafta və kerosin ayrılır. Bundan əlavə, kompozisiyada az miqdarda digər maddələr var. Bu maddələr qaz kondensatı yataqlarından çıxarılır.

Tərkibində olan maddələrin xassələri

Normal şəraitdə homolog seriyanın ilk dörd üzvü rəngi və qoxusu olmayan, partlayıcı və yanan yanan qazlardır:

Metan

Alkan seriyasının birinci maddəsi temperaturlara ən davamlıdır. Suda az həll olunur və havadan yüngüldür. Havada metanın yanması mavi alovun görünüşü ilə qeyd olunur. Ən güclü partlayış bir həcm metan on həcmli hava ilə qarışdıqda baş verir. Digər həcm nisbətlərində də partlayış baş verir, lakin daha az gücə malikdir. Bundan əlavə, yüksək konsentrasiyalı qaz tənəffüs edilərsə, insana düzəlməz zərər verə bilər.

Metan qaz hidratları şəklində bərk birləşmə vəziyyətində ola bilər.

Ərizə:

Sənayedə yanacaq və xammal kimi istifadə olunur. Metan bir sıra mühüm məhsulların - hidrogen, freonlar, qarışqa turşusu, nitrometan və bir çox başqa maddələrin istehsalında istifadə olunur. Metil xlorid və onun homoloji birləşmələrinin istehsalı üçün köməyi ilə metan xlorlamaya məruz qalır. Metanın natamam yanması ilə incə dispers karbon əldə edilir:

CH4 + O2 = C + 2H2O

Formaldehid oksidləşmə reaksiyası zamanı, kükürd - karbon disulfid ilə reaksiya verdikdə görünür.

CH4 + H2O -> CO+ 3H2

Karbohidrogenləri, spirtləri, aldehidləri və digər maddələri birləşdirmək üçün istifadə olunur. Metan avtomobillər üçün yanacaq kimi fəal şəkildə istifadə olunur.

Etan

C2H6 məhdudlaşdırıcı seriyasının karbohidrogeni qaz halında olan rəngsiz bir maddədir, yanma zamanı zəif işıqlandırır. Alkoqolda 3:2 nisbətində həll olunur, necə deyərlər, "kimi kimi", lakin suda demək olar ki, həll olunmur. 600 ° C-dən yuxarı temperaturda, sürətləndirici olmadıqda, etan etilen və hidrogenə parçalanır:

CH4 + H2O -> CO+ 3H2

Etan yanacaq sənayesində istifadə edilmir, sənayedə istifadəsinin əsas məqsədi etilen istehsalıdır.

Propan

Bu qaz suda zəif həll olunur və geniş istifadə olunan yanacaq növüdür. Yanan zaman çox istilik əmələ gətirir, istifadəsi praktikdir. Propan neft sənayesinin krekinq prosesinin əlavə məhsuludur.

Butan

Az toksikliyə, spesifik qoxuya malikdir, sərxoşedici xüsusiyyətlərə malikdir, butanın inhalyasiyası asfiksiya və ürək aritmiyasına səbəb olur, sinir sisteminə mənfi təsir göstərir. Səmt neft qazının krekinqi zamanı görünür.

Ərizə:

Propanın danılmaz üstünlükləri onun aşağı qiyməti və daşınma asanlığıdır. Təbii qazın verilmədiyi yaşayış məntəqələrində yanacaq kimi kiçik qalınlığa malik əriyən materialları emal edərkən asetilen əvəzinə propan-butan qarışığından istifadə olunur. Propan tez-tez xammalın tədarükü və metal qırıntılarının emalı üçün istifadə olunur. Gündəlik həyatda zərurət sahəsi yerin isitilməsi və qaz sobalarında yemək bişirməkdir.

Doymuş alkanlara əlavə olaraq, təbii qazın tərkibinə aşağıdakılar daxildir:

Azot

Azot iki 14A və 15A izotopundan ibarətdir və qazma zamanı quyularda təzyiqi saxlamaq üçün istifadə olunur. Azot əldə etmək üçün hava mayeləşdirilir və distillə yolu ilə ayrılır, bu element havanın tərkibinin 78%-ni təşkil edir. Əsasən ammonyak istehsalı üçün istifadə olunur, ondan azot turşusu, gübrələr və partlayıcı maddələr alınır.

Karbon qazı

Atmosfer təzyiqində bərkdən (quru buzdan) qaz halına keçən birləşmə. Canlıların tənəffüsü zamanı ayrılır, mineral bulaqlarda və havada da olur. Karbon qazı yanğınsöndürən şüşələrdə və pnevmatik silahlarda istifadə edilən qida əlavəsidir.

hidrogen sulfid

Çox zəhərli qaz kükürd tərkibli birləşmələrin ən aktividir və buna görə də sinir sisteminə birbaşa təsiri ilə insanlar üçün çox təhlükəlidir. Normal şəraitdə rəngsiz qaz, şirin dadı və çürük yumurtaların iyrənc qoxusu ilə xarakterizə olunur. Sudan fərqli olaraq etanolda yaxşıca həll edək. Ondan kükürd, sulfat turşusu və sulfitlər alınır.

Helium

Bu, Yer qabığında yavaş-yavaş toplanan unikal məhsuldur.Tərkibində helium olan qazların dərin dondurulması nəticəsində əldə edilir. Qaz halında - xarici ifadəsi olmayan inert qaz. Helium maye vəziyyətdədir, həm də qoxusuz və rəngsizdir, lakin canlı toxumalara təsir göstərə bilər. Helium toksik deyil, partlaya və ya alovlana bilməz, lakin havada yüksək konsentrasiyalarda asfiksiyaya səbəb olur. Metallarla işləyərkən və hava şarları və hava gəmiləri üçün doldurucu kimi istifadə olunur.

Arqon

Soylu yanmaz, zəhərsiz, dadsız və rəngsizdir. Havanın oksigen və azot qazına ayrılması üçün müşayiətedici kimi istehsal olunur. Yeməklərin saxlama müddətini uzatmaq üçün su və oksigeni sıxışdırmaq üçün istifadə olunur, həmçinin metal qaynaq və kəsmə işlərində istifadə olunur.

Metan qoxusuz və rəngsiz üzvi qazdır. CH 4 - bu onun kimyəvi formuludur və maddənin kütləsi havanın kütləsindən azdır. Suda həlli yavaş olur. Metanın üzvi təbiətindən danışarkən, demək olar ki, onun meydana gəlməsi hallarının 95% -i təbii xarakter daşıyır. Məsələn, bitki qalıqlarının parçalanması zamanı buraxılır. Buna görə də təəccüblü deyil ki, onun bir çox xüsusiyyətləri hətta Yeni Əsrdən əvvəl, insanlar durğun su obyektlərinin səthində hava qabarcıqlarını müşahidə edərkən öyrənilmişdir. Bu baloncuklar məhz bataqlığın dibində bitkilərin çürüməsi zamanı buraxılan metan idi.

Digər təbii qaz mənbələrinə aşağıdakılar daxildir:

• Mal-qara. Mədələrində yaşayan bakteriyalar həyat prosesində metan buraxır və onun payı bütün atmosfer qazının 20%-ni təşkil edir.
• Bitkilər. Metan fotosintez zamanı ayrılan vacib bir maddədir.
• həşəratlar. Termitlər metanın ən aktiv emissiyalarıdır.
• Minalar. Yer səthinin altında kömürün yavaş parçalanması daim baş verir və bu müddət ərzində metan əmələ gəlir.
• Neft quyuları. Neftdə bu qazın tərkibi sadəcə olaraq çox böyükdür.
• Vulkanlar. Yəqin ki, orada metan da tarixdən əvvəlki üzvi maddələrin aktiv şəkildə parçalanması səbəbindən əmələ gəlir.
• Okean. Suyun dərinliklərində metanın sızdığı çatlar var.
• Yanan meşələr.
• sənaye. Bu müəssisələrin görünən fəaliyyətinə baxmayaraq, onların ümumi kütlədə emissiya payı cüzidir.

Yuxarıda göstərilən bütün nümunələr metanın daim atmosferdə olduğunu, onun görünüşünün aktiv insan fəaliyyətinin başlanğıcı ilə əlaqəli olmadığını aydın şəkildə təsdiqləyir. Məhz buna görə də planetdə metanın olması onun üzərində həyatın ola biləcəyinə və ya bir vaxtlar orada olduğuna işarədir.

Lakin bu qazın “təbiiliyi” o demək deyil ki, onun bizə heç bir zərəri yoxdur. Onun buxarları, xüsusilə yüksək konsentrasiyalarda, bir insanın ölümünə səbəb ola bilər. Mədən sənayesinin inkişafının ilkin mərhələlərində tez-tez partlayışlar və ya mədənçilərin şiddətli metan zəhərlənməsi qeydə alınırdı. Əgər mətbuatda gedən məlumatları izləyirsinizsə, deməli, bu hadisələr müasir dünyada baş verir. Metan zəhərlənməsi şansını minimuma endirmək üçün onun ilk əlamətində otaqdakı havanın peşəkar analizini sifariş etməlisiniz, onun köməyi ilə konsentrasiyanı dəqiq müəyyən etmək mümkün olacaqdır.

Müasir dünyada metan

Müasir dünyada qazdan geniş istifadə olunur:

• Daxili yanma mühərrikləri çox vaxt metanla işləyir.
• Qaz antiseptiklər və yuxu həbləri də daxil olmaqla bir çox dərman istehsal etməyə imkan verir.
• Metan, gübrələrin və bir çox başqa maddələrin hazırlanmasında istifadə olunan formaldehid və metanolun əsasını təşkil edir.
• Metan olmadan yanğınsöndürənlər və həlledicilər hazırlamaq mümkün deyil.
• Hidrosian turşusu sadəcə zəhər deyil, həm də geniş praktik tətbiq tapır və onun istehsal prosesi metan və ammonyak qarışığının oksidləşməsinə əsaslanır.

Metan və onun insan orqanizmi üçün təhlükəsi

Metanın təhlükəsi aşağıdakı amillərdən qaynaqlanır:

• Partlayıcılıq. Məhz bu mülk ona "partlayıcı qaz" adını verdi. Metanın yığılması, ən kiçik qığılcım - bütün bunlar dağıdıcı partlayışa səbəb ola bilər. Buna görə də bu qazın yığılması və ya emissiyasının qeydə alındığı yerlərdə siqaret çəkmək olmaz, açıq alov mənbələrindən istifadə etmək olmaz. Amma bəzən bu təhlükəsizlik tədbirləri belə yetərli olmur, qaz insan həyatına son qoymağa davam edir.
• Mədənlərdə metanın toplana biləcəyi xüsusiyyəti artıq qeyd etdik. O, əsasən iri qaya layları arasındakı boşluqlarda, eləcə də mədənçilik prosesi zamanı mədənçilərin yaratdığı boşluqlarda tapıla bilər. Çıxarma nə qədər aktiv olsa, metan emissiyaları bir o qədər intensiv olur və buna görə də bu qazdan ən çox mədən işçiləri ölür.
• Partlayışlar bütün təhlükə deyil, metan da ağır zəhərlənmələrə səbəb ola bilər. Onun böyük həcmdə inhalyasiyası qanda oksigen çatışmazlığına, qulaqlarda "zəng"ə, "çuqun" baş hissinə səbəb olur. Konsentrasiyanın artması ürəyin daha sürətli döyünməsinə səbəb olur, insan ümumi zəiflik hiss edir, ürək bulanmasından əziyyət çəkir, dəri qırmızıya çevrilə bilər. Ən ciddi nəticələr huşunu itirmə, solğunluq, konvulsiyalar və hətta ölümdür.
• Təəssüf ki, saf formada metan iy vermir və buna görə də onu aşkar etmək çətindir. Bizim qoxuya bildiyimiz "metan" aroması onun istifadəsini daha təhlükəsiz və idarəolunan edən xüsusi ətirlərin məziyyətidir.
• Mədənlərdə təbii ki, metana heç bir ətir əlavə edilmir. Qədim dövrlərdən bəri insanlar onun havada olmasını qeyd etmək üçün xüsusi üsullardan istifadə etmişlər. İlk mədənçilər, məsələn, özləri ilə bir kanareyka götürdülər. Quş oxumağı dayandırdısa və ya hətta öldüsə, o zaman kəsimi tərk etmək təcili olmalıdır.
• 1950-ci illərdə hava qarışığında metanın faizini dəqiq müəyyən etmək üçün xüsusi alətlərdən istifadə olunmağa başlandı. Bununla belə, təcrübəli işçilər kanareykanın yeni çıxan cihazlardan daha yaxşı bir yol olduğunu söylədi. Əlbəttə ki, müasir qurğular daha həssas və yığcamdır, bəzən lampalar kimi birbaşa mədənçilərin dəbilqələrinə quraşdırılır. Mədənlərdə daimi olaraq mütəxəssislərə məlumat ötürən stasionar sensorlar da quraşdırılır. Təhlükəli yüksəkliklər dərhal elektrik enerjisinin kəsilməsinə və personalın təxliyyə edilməsinə səbəb olur. İndi kömür tozunun partlamasını ən erkən mərhələlərdə lokallaşdırmağa qadir olan xüsusi qurğular da istifadə olunur. İş növbəsi başlamazdan əvvəl mədəndəki metanın miqdarı son dərəcə təhlükəsiz səviyyəyə endirilir.

Məlum olub ki, insanlar üçün metan təhlükəsi bir anda iki tərəfdən gəlir. Partlayışa meyl, zəhərli təsir, qoxu və rəngin olmaması - bütün bunlar "partlayıcı qazı" inanılmaz dərəcədə təhlükəli edir. Ən pis tərəfləri ilə qarşılaşmamaq üçün havada metan konsentrasiyasının səviyyəsini təyin edə biləcək ekoloji qiymətləndirməni əvvəlcədən sifariş etməyə dəyər.

Butlerovun üzvi maddələrin quruluşu nəzəriyyəsi əsasında metanın molekulyar, struktur və elektron formulları tərtib edilmişdir. Belə düsturları yazmağa başlamazdan əvvəl bu karbohidrogenin qısa təsvirindən başlayaq.

Metanın xüsusiyyətləri

Bu maddə partlayıcıdır, ona "bataqlıq" qazı da deyilir. Bu doymuş karbohidrogenin spesifik qoxusu hamıya məlumdur. Yanma prosesində ondan insan orqanizminə mənfi təsir göstərən heç bir kimyəvi komponent qalmır. Məhz metan istixana effektinin formalaşmasında fəal iştirakçıdır.

Fiziki xassələri

Alkanların homoloji seriyasının ilk nümayəndəsi Titan və Mars atmosferində alimlər tərəfindən kəşf edilmişdir. Metanın canlı orqanizmlərin mövcudluğu ilə əlaqəli olduğunu nəzərə alaraq, bu planetlərdə həyatın olması ilə bağlı fərziyyə yaranıb. Saturn, Yupiter, Neptun, Uranda metan qeyri-üzvi mənşəli maddələrin kimyəvi emal məhsulu kimi meydana çıxdı. Planetimizin səthində onun məzmunu əhəmiyyətsizdir.

ümumi xüsusiyyətlər

Metanın rəngi yoxdur, havadan demək olar ki, iki dəfə yüngüldür və suda zəif həll olunur. Təbii qazın tərkibində onun miqdarı 98 faizə çatır. Tərkibində 30-90 faiz metan var. Böyük ölçüdə metan bioloji mənşəlidir.

Dırnaqlı ot yeyən keçilər və inəklər bakteriyaların mədələrində emal zamanı kifayət qədər əhəmiyyətli miqdarda metan buraxırlar. Homoloji alkanlar seriyasının mühüm mənbələri arasında biz bataqlıqları, termitləri, təbii qaz filtrasiyasını və bitki fotosintez prosesini ayırırıq. Planetdə metan izləri aşkar edildikdə, orada bioloji həyatın mövcudluğundan danışmaq olar.

Necə almaq olar

Metanın təfərrüatlı struktur düsturu onun molekulunda hibrid buludların yaratdığı yalnız doymuş tək bağların olduğunun təsdiqidir. Bu karbohidrogenin alınması üçün laboratoriya variantları arasında biz natrium asetatın bərk qələvi ilə birləşməsini, həmçinin alüminium karbidin su ilə qarşılıqlı təsirini qeyd edirik.

Metan mavi alovla yanır, hər kubmetrə təxminən 39 MJ buraxır. Bu maddə hava ilə partlayıcı qarışıqlar əmələ gətirir. Ən təhlükəlisi dağ mədənlərində faydalı qazıntı yataqlarının yeraltı hasilatı zamanı buraxılan metandır. Metan partlayışı riski kömür və briket emalı zavodlarında, eləcə də çeşidləmə zavodlarında da yüksəkdir.

Fizioloji fəaliyyət

Havada metanın faizi 5-16 faiz arasında olarsa, oksigen daxil olarsa, metan alovlana bilər. Müəyyən bir kimyəvi maddənin qarışığının əhəmiyyətli dərəcədə artması halında, partlayış ehtimalı artır.

Əgər bu alkanın havada konsentrasiyası 43 faizdirsə, bu, asfiksiyaya səbəb olur.

Partlayış zamanı yayılma sürəti saniyədə 500 ilə 700 metr arasındadır. Metan istilik mənbəyi ilə təmasda olduqdan sonra alkanın alovlanması prosesi müəyyən gecikmə ilə baş verir.

Partlayışa davamlı elektrik avadanlıqlarının və təhlükəsiz partlayıcı komponentlərin istehsalı məhz bu əmlaka əsaslanır.

Termal cəhətdən ən dayanıqlı olan metan olduğundan sənaye və məişət yanacağı kimi geniş istifadə olunur və kimyəvi sintez üçün qiymətli xammal kimi də istifadə olunur. Tri-etil-metanın struktur formulası bu sinif karbohidrogenlərin nümayəndələrinin struktur xüsusiyyətlərini xarakterizə edir.

Ultrabənövşəyi şüalanmanın təsiri altında xlorla kimyəvi qarşılıqlı əlaqəsi prosesində bir neçə reaksiya məhsulunun əmələ gəlməsi mümkündür. Əvəzetmə zamanı başlanğıc maddənin miqdarından asılı olaraq xlorometan, xloroform, karbon tetraxlorid alına bilər.

Metanın natamam yanması zamanı his əmələ gəlir. Katalitik oksidləşmə vəziyyətində formaldehid əmələ gəlir. Kükürdlə qarşılıqlı əlaqənin son məhsulu karbon disulfiddir.

Metanın struktur xüsusiyyətləri

Onun struktur formulu nədir? Metan dedikdə ümumi formul C n H 2n+2 olan doymuş karbohidrogenlər nəzərdə tutulur. Struktur formulun necə əmələ gəldiyini izah etmək üçün molekulun əmələ gəlməsinin xüsusiyyətlərini nəzərdən keçirək.

Metan kovalent qütb kimyəvi bağla bağlanmış bir karbon atomu və dörd hidrogen atomundan ibarətdir. Karbon atomunun quruluşu əsasında struktur düsturlarını izah edək.

Hibridləşmə növü

Metanın fəza quruluşu tetraedral quruluşla xarakterizə olunur. Karbonun xarici səviyyədə dörd valent elektronu olduğundan, atom qızdırıldıqda elektron ikinci s-orbitaldan p-ə keçir. Nəticədə, son enerji səviyyəsində karbon dörd qoşalaşmamış (“sərbəst”) elektrona malikdir. Metanın tam struktur düsturu kosmosda 109 dərəcə 28 dəqiqə bucaq altında istiqamətlənmiş, tetraedrin strukturunu təşkil edən dörd hibrid buludun əmələ gəlməsinə əsaslanır. Bundan əlavə, hibrid buludların zirvələri hidrogen atomlarının hibrid olmayan buludları ilə üst-üstə düşür.

Metanın tam və qısaldılmış struktur formulu Butlerovun nəzəriyyəsinə tam uyğun gəlir. Karbon və hidrogen arasında sadə (tək) bir əlaqə yaranır, buna görə də əlavə reaksiyalar bu kimyəvi maddə üçün xarakterik deyil.

Aşağıda son struktur formulu verilmişdir. Metan doymuş karbohidrogenlər sinfinin ilk nümayəndəsidir, doymuş alkanın tipik xüsusiyyətlərinə malikdir. Metanın struktur və elektron formulu bu üzvi maddədə karbon atomunun hibridləşməsinin növünü təsdiqləyir.

Məktəbin kimya kursundan

Nümayəndəsi “bataqlıq qazı” olan karbohidrogenlərin bu sinfi orta məktəbin 10-cu sinfində öyrənilir. Məsələn, uşaqlara aşağıdakı xarakterli tapşırıq təklif olunur: "Metanın struktur düsturlarını yazın". Başa düşmək lazımdır ki, bu maddə üçün Butlerovun nəzəriyyəsinə görə yalnız genişlənmiş struktur konfiqurasiya təsvir edilə bilər.

Onun qısaldılmış formulu CH4 kimi yazılmış molekulyar düsturla üst-üstə düşəcək. Rusiya təhsilinin yenidən təşkili ilə əlaqədar tətbiq edilən yeni federal təhsil standartlarına əsasən, kimyanın əsas kursunda üzvi maddələrin siniflərinin xüsusiyyətləri ilə bağlı bütün məsələlər nəzərdən keçirilir.

Sənaye sintezi

Metana əsaslanaraq, asetilen kimi mühüm kimyəvi komponent üçün sənaye üsulları hazırlanmışdır. Termik və elektrik krekinqinin əsasını məhz onun struktur düsturu təşkil edirdi. Metan katalitik olaraq ammonyak ilə oksidləşərək hidrosiyanik turşu əmələ gətirir.

Bu üzvi maddə sintez qazı istehsal etmək üçün istifadə olunur. Su buxarı ilə qarşılıqlı əlaqədə olduqda, doymuş karbonil birləşmələrinin istehsalı üçün xammal olan karbon monoksit və hidrogen qarışığı alınır.

Xüsusi əhəmiyyət kəsb edən nitrometanla nəticələnən nitrat turşusu ilə qarşılıqlı əlaqədir.

Avtomobil yanacağı kimi tətbiq

Təbii karbohidrogen mənbələrinin olmaması, eləcə də xammal bazasının yoxsullaşması səbəbindən yanacaq istehsalı üçün yeni (alternativ) mənbələrin tapılması məsələsi xüsusi aktuallıq kəsb edir. Bu variantlardan biri metan ehtiva edir.

Benzin yanacağı ilə alkan sinfinin ilk nümayəndəsi arasında sıxlıq fərqini nəzərə alaraq, onun avtomobil mühərrikləri üçün enerji mənbəyi kimi istifadəsinin müəyyən xüsusiyyətləri var. Özünüzlə çox miqdarda metan daşıma ehtiyacının qarşısını almaq üçün sıxlığı sıxılma ilə artırılır (təxminən 250 atmosfer təzyiqində). Metan mayeləşdirilmiş vəziyyətdə avtomobillərdə quraşdırılmış silindrlərdə saxlanılır.

Atmosferə təsir

Metanın istixana effektinə təsiri artıq yuxarıda müzakirə olunub. Dəm qazının (4) iqlimə təsir dərəcəsi şərti olaraq vahid kimi götürülərsə, onda “bataqlıq qazı”nın payı 23 vahid təşkil edir. Son iki əsrdə alimlər yer atmosferində metanın kəmiyyət tərkibinin artmasını müşahidə ediblər.

Hal-hazırda, CH 4-ün təxmini miqdarı milyonda 1,8 hissə olaraq qiymətləndirilir. Bu rəqəmin karbon qazının mövcudluğundan 200 dəfə az olmasına baxmayaraq, alimlər arasında planetin yaydığı istiliyi saxlamaq riski ilə bağlı müzakirələr gedir.

“Bataqlıq qazı”nın əla kalorifik dəyərinə görə ondan təkcə kimyəvi sintezin həyata keçirilməsində xammal kimi deyil, həm də enerji mənbəyi kimi istifadə olunur.

Məsələn, müxtəlif qaz qazanları, fərdi evlərdə və bağ evlərində fərdi istilik sistemi üçün nəzərdə tutulmuş sütunlar metan üzərində işləyir.

Belə bir muxtar istilik seçimi ev sahibləri üçün çox faydalıdır, mərkəzləşdirilmiş istilik sistemlərində sistematik olaraq baş verən qəzalarla əlaqəli deyil. Bu yanacaq növündə işləyən qaz qazanı sayəsində iki mərtəbəli kottecin tam istiləşməsi üçün 15-20 dəqiqə kifayətdir.

Nəticə

Struktur və molekulyar formulları yuxarıda verilmiş metan təbii enerji mənbəyidir. Tərkibində yalnız bir karbon atomu və hidrogen atomları olduğuna görə ekoloqlar bu doymuş karbohidrogenin ekoloji təhlükəsizliyini tanıyırlar.

Standart şəraitdə (havanın temperaturu 20 dərəcə Selsi, təzyiq 101325 Pa) bu maddə qaz halındadır, zəhərli deyil, suda həll olunmur.

Havanın temperaturu -161 dərəcəyə düşərsə, sənayedə geniş istifadə olunan metan sıxılır.

Metan insan sağlamlığına təsir göstərir. Zəhərli bir maddə deyil, boğucu qaz hesab olunur. Bu kimyəvi maddənin atmosferdəki tərkibi üçün hətta məhdudlaşdırıcı normalar (MPC) mövcuddur.

Məsələn, mədənlərdə işə yalnız onun miqdarı hər kubmetr üçün 300 milliqramdan çox olmayan hallarda icazə verilir. Bu üzvi maddənin struktur xüsusiyyətlərini təhlil edərək, onun kimyəvi və fiziki xüsusiyyətlərinə görə doymuş (doymuş) karbohidrogenlər sinfinin bütün digər nümayəndələrinə oxşar olduğu qənaətinə gələ bilərik.

Metanın struktur formullarını, fəza quruluşunu təhlil etdik. "bataqlıq qazı" ilə başlayan C n H 2n+2 ümumi molekulyar formulaya malikdir.

Metanın fiziki və kimyəvi xassələri.

Mədən havasında təhlükəli çirklər

Mədən havasındakı zəhərli çirklərə karbon monoksit, azot oksidləri, kükürd dioksidi və hidrogen sulfid daxildir.

Karbon monoksit (CO) - xüsusi çəkisi 0,97 olan rəngsiz, dadsız və qoxusuz qaz. 12,5-75% konsentrasiyada yanır və partlayır. Alovlanma temperaturu, 30% konsentrasiyada, 630-810 0 C. Çox zəhərlidir. Ölümcül konsentrasiya - 0,4%. Mədən işlərində icazə verilən konsentrasiya - 0,0017%. Zəhərlənmə zamanı əsas kömək təmiz hava ilə işləyən süni tənəffüsdür.

Dəm qazının mənbələri partlayışlar, daxili yanma mühərrikləri, mədən yanğınları, metan və kömür tozunun partlayışlarıdır.

Azot oksidləri (NO) Onlar qəhvəyi rəngdədirlər və xarakterik kəskin qoxuya malikdirlər. Çox zəhərlidir, tənəffüs yollarının və gözlərin selikli qişasının qıcıqlanmasına, ağciyər ödeminə səbəb olur. Qısa müddətli inhalyasiya ilə ölümcül konsentrasiya 0,025% təşkil edir. Mədən havasında azot oksidlərinin məhdudlaşdırıcı tərkibi 0,00025%-dən çox olmamalıdır (dioksid baxımından - NO 2). Azot dioksidi üçün - 0,0001%.

Kükürd dioksidi (SO 2)- rəngsiz, güclü qıcıqlandırıcı qoxu və turş dadı ilə. Havadan 2,3 dəfə ağırdır. Çox zəhərli: tənəffüs yollarının və gözlərin selikli qişalarını qıcıqlandırır, bronxların iltihabına, qırtlaq və bronxların şişməsinə səbəb olur.

Kükürd qazı partlayış zamanı (kükürdlü süxurlarda), yanğınlar zamanı əmələ gəlir və süxurlardan ayrılır.

Mədən havasında məhdudlaşdırıcı məzmun 0,00038% təşkil edir. 0,05% konsentrasiyası həyat üçün təhlükəlidir.

Hidrogen sulfid (H 2 S)- rəngsiz, şirin dadı və çürük yumurta qoxusu olan qaz. Xüsusi çəkisi 1,19-dur. Hidrogen sulfid yanır və 6% konsentrasiyada partlayır. Çox zəhərlidir, tənəffüs yollarının və gözlərin selikli qişalarını qıcıqlandırır. Ölümcül konsentrasiya - 0,1%. Zəhərlənmə zamanı ilk yardım - təzə axın üzərində süni tənəffüs, xlorun inhalyasiyası (ağartma ilə nəmlənmiş dəsmaldan istifadə etməklə).

Hidrogen sulfid süxurlardan və mineral bulaqlardan ayrılır. Üzvi maddələrin çürüməsi, mədən yanğınları və partlayış zamanı əmələ gəlir.

Hidrogen sulfid suda çox həll olunur. İnsanları tərk edilmiş iş yerləri ilə apararkən bu nəzərə alınmalıdır.

Mina havasında H 2 S-in icazə verilən miqdarı 0,00071%-dən çox olmamalıdır.

Mühazirə 2

Metan və onun xassələri

Metan odunun əsas, ən çox yayılmış hissəsidir. Ədəbiyyatda və praktikada metan ən çox yanğın nəmliyi ilə eyniləşdirilir. Mina ventilyasiyasında bu qaz partlayıcı xüsusiyyətlərinə görə ən çox diqqət çəkir.

Metanın fiziki və kimyəvi xassələri.

Metan (CH 4) rəngsiz, dadsız və qoxusuz qazdır. Sıxlıq - 0,0057. Metan inertdir, lakin oksigeni sıxışdırmaqla (yerdəyişmə aşağıdakı nisbətdə baş verir: 5 həcm vahidi metan 1 həcm vahidi oksigeni əvəz edir, yəni 5:1) insanlar üçün təhlükəli ola bilər. 650-750 0 C temperaturda alovlanır. Metan hava ilə yanan və partlayıcı qarışıqlar əmələ gətirir. Havadakı məzmun 5-6% -ə qədər olduqda, istilik mənbəyində yanır, 5-6% -dən 14-16% -ə qədər - partlayır, 14-16% -dən çox - partlamır. Partlayışın ən böyük gücü 9,5% konsentrasiyada.

Metanın xüsusiyyətlərindən biri alov mənbəyi ilə təmasdan sonra alov gecikməsidir. Flaş gecikmə vaxtı deyilir induksiya dövr. Bu dövrün mövcudluğu təhlükəsizlik partlayıcı maddələrdən (BB) istifadə etməklə, partlayış zamanı alovlanmaların qarşısının alınmasına şərait yaradır.

Partlayış yerində qaz təzyiqi partlayışdan əvvəl qaz-hava qarışığının ilkin təzyiqindən təxminən 9 dəfə yüksəkdir. Bu vəziyyətdə təzyiq 30-a qədərdir saat və daha yüksək. İşlərdə müxtəlif maneələr (daralmalar, çıxıntılar və s.) mədən işlərində təzyiqin artmasına və partlayış dalğasının yayılma sürətinin artmasına kömək edir.

Cədvəl göstərir müxtəlif temperaturlarda metanın sıxlığı, o cümlədən bu qazın normal şəraitdə sıxlığı (0°C-də). Onun termofiziki xassələri və metan seriyasının digər qazlarının xüsusiyyətləri də verilmişdir.

Növbəti Metan seriyasından olan qazların termofiziki xüsusiyyətləri: istilik keçiricilik əmsalı λ , η , Prandtl nömrəsi Pr, kinematik özlülük ν , kütləvi xüsusi istilik tutumu Cp, istilik tutumlarının nisbəti (adiabatik eksponent) k, istilik diffuziya əmsalı a və metan seriyasının qazlarının sıxlığı ρ . Qazların xassələri temperaturdan asılı olaraq normal atmosfer təzyiqində - 0 ilə 600°C aralığında verilir.

Metan seriyasının qazlarına karbohidrogenlər daxildir empirik düstur C n H 2n+2 məsələn: metan CH 4 , etan C 2 H 6 , butan C 4 H 10 , pentan C 5 H 12 , heksan C 6 H 14 , heptan C 7 H 16 , oktan C 8 H 18 . Onlara metanın homoloji seriyası da deyilir.

Metan seriyasından olan qazların sıxlığı onların temperaturu artdıqca qazın istilik genişlənməsi hesabına azalır. Sıxlığın temperaturdan asılılığının bu xarakteri üçün də xarakterikdir. Onu da qeyd etmək lazımdır ki, qaz molekulunda karbon və hidrogen atomlarının sayı artdıqca metan sırasına aid qazların sıxlığı artır (C n H 2n+2 düsturunda n rəqəmləri).

Metan cədvəldəki ən yüngül qazdır. normal şəraitdə metanın sıxlığı 0,7168 kq/m3 təşkil edir. Metan qızdırıldıqda genişlənir və daha az sıx olur. Beləliklə, məsələn, 0°C və 600°C temperaturda metanın sıxlığı təxminən 3 dəfə fərqlənir.

Metan seriyasından olan qazların istilik keçiriciliyi C n H 2n+2 düsturunda n sayının artması ilə azalır. Normal şəraitdə o, 0,0098-0,0307 Vt/(m deq) aralığında dəyişir. Cədvəldəki məlumatlardan belə çıxır Ən istilik keçirici qaz metandır.- onun istilik keçiricilik əmsalı, məsələn, 0 ° C-də, 0,0307 W / (m deg) təşkil edir.

Ən aşağı istilik keçiriciliyi (0 ° C-də 0,0098 W / (m deg)) oktan qazı üçün xarakterikdir. Qeyd etmək lazımdır ki, metan seriyasının qazları qızdırıldıqda onların istilik keçiriciliyi artır.

Metanın homoloji sırasına daxil olan qazların xüsusi kütlə istilik tutumu qızdırıldıqda artır. Onların özlülük və istilik diffuziyası kimi xüsusiyyətləri də dəyərlərini artırır.