Hvordan metan dannes i naturen. Generel information om metan, dets egenskaber og anvendelsesmetoder

Naturgas er gasformige kulbrinter dannet i jordens tarme. Det er klassificeret som et mineral, og dets komponenter bruges som brændstof.

Egenskaber og sammensætning af naturgas

Klassificering af naturgasser

Der er kun 3 grupper:

• Den første af dem er næsten at fjerne indholdet af kulbrinter med mere end to kulstofforbindelser, de såkaldte tørre gasser, opnået udelukkende i felter, der kun er beregnet til gasproduktion.
• Den anden er gasser, der produceres samtidigt med primære råvarer. Disse er tørre, flydende gasser og gasbenzin blandet med hinanden.
• Den tredje gruppe omfatter gasser bestående af tør gas og en betydelig mængde tunge kulbrinter, hvoraf benzin, naphtha og petroleum er isoleret. Derudover indeholder sammensætningen en lille mængde andre stoffer. Disse stoffer udvindes fra gaskondensatfelter.

Indgående stoffers egenskaber

De første fire medlemmer af den homologe serie under normale forhold er brændbare gasser, der er farveløse og lugtløse, eksplosive og brandfarlige:

Metan

Det første stof i alkanserien er det mest modstandsdygtige over for temperaturer. Det er lidt opløseligt i vand og lettere end luft. Forbrændingen af ​​metan i luften er præget af udseendet af en blå flamme. Den kraftigste eksplosion sker, når et volumen metan blandes med ti volumener luft. Ved andre volumetriske forhold sker der også en eksplosion, men med mindre kraft. Derudover kan en person lide uoprettelig skade, hvis de indånder høje koncentrationer af gas.

Metan kan være i fast aggregeret tilstand i form af gashydrater.

Ansøgning:

Det bruges som industrielt brændstof og råmateriale. Metan bruges til at fremstille en række vigtige produkter - brint, freoner, myresyre, nitromethan og mange andre stoffer. For at fremstille methylchlorid og dets homologe forbindelser chloreres metan. Ufuldstændig forbrænding af metan producerer fint dispergeret kulstof:

CH4 + O2 = C + 2H2O

Formaldehyd opstår gennem en oxidationsreaktion, og når man reagerer med svovl, opstår der kuldisulfid.

CH4 + H2O -> CO+ 3H2

Anvendes til binding af kulbrinter, alkoholer, aldehyder og andre stoffer. Metan bruges aktivt som brændstof til køretøjer.

Ethan

Et begrænsende kulbrinte, C2H6, er et farveløst stof i gasform, der producerer lidt lys ved forbrænding. Det opløses i alkohol i forholdet 3:2, som man siger, "ligesom i lignende", men er næsten uopløseligt i vand. Ved temperaturer over 600°C, i mangel af en reaktionsaccelerator, nedbrydes ethan til ethylen og hydrogen:

CH4 + H2O -> CO+ 3H2

Ethan bruges ikke i brændstofindustrien; hovedformålet med dets anvendelse i industrien er at producere ethylen.

Propan

Denne gas er dårligt opløselig i vand og er et meget brugt brændstof. Den producerer meget varme ved forbrænding og er praktisk at bruge. Propan er et biprodukt af krakningsprocessen i olieindustrien.

Butan

Det har lav toksicitet, en specifik lugt, har berusende egenskaber; indånding af butan forårsager asfyksi og hjertearytmi og påvirker nervesystemet negativt. Vises under krakning af tilhørende petroleumsgas.

Ansøgning:

De ubestridelige fordele ved propan er dens lave omkostninger og lette transport. En propan-butan-blanding bruges som brændstof i befolkede områder, hvor der ikke tilføres naturgas, ved forarbejdning af lavtsmeltende materialer med lille tykkelse i stedet for acetylen. Propan bruges ofte til indkøb af råvarer og forarbejdning af metalskrot. I hverdagen omfatter de nødvendige områder rumopvarmning og madlavning på gaskomfurer.

Ud over mættede alkaner omfatter naturgas:

Nitrogen

Nitrogen består af to isotoper 14A og 15A, og bruges til at opretholde tryk i brønde under boring. For at opnå nitrogen bliver luften flydende og adskilt ved destillation; dette grundstof udgør 78% af luftsammensætningen. Det bruges hovedsageligt til at fremstille ammoniak, hvorfra man får salpetersyre, gødning og sprængstoffer.

Carbondioxid

En forbindelse, der ved atmosfærisk tryk ændres fra fast (tøris) til gasformig tilstand. Det frigives under levende væseners vejrtrækning og findes også i mineralske kilder og luft. Kuldioxid er et fødevaretilsætningsstof, der bruges i ildslukningscylindre og luftpistoler.

Svovlbrinte

En meget giftig gas - den mest aktive af de svovlholdige forbindelser, og derfor meget farlig for mennesker på grund af dens direkte virkning på nervesystemet. En farveløs gas under normale forhold, karakteriseret ved en sødlig smag og en modbydelig lugt af rådne æg. Det er meget opløseligt i ethanol, i modsætning til vand. Derfra opnås svovl, svovlsyre og sulfitter.

Helium

Dette er et unikt produkt, der langsomt ophobes i jordskorpen. Det opnås ved dybfrysende gasser indeholdende helium. I gasform er det en inert gas, der ikke har noget ydre udtryk. Helium er i flydende tilstand, også lugtfri og farveløs, men kan inficere levende væv. Helium er ugiftigt og kan ikke eksplodere eller antændes, men ved høje koncentrationer i luften forårsager det kvælning. Det bruges ved arbejde med metaller og som fyldstof til balloner og luftskibe.

Argon

Ædel, ikke-brændbar, ikke-giftig, uden smag eller farve. Det er produceret som en ledsager til adskillelse af luft til oxygen og nitrogengas. Bruges til at fortrænge vand og ilt for at forlænge holdbarheden af ​​fødevarer, det bruges også til metalsvejsning og -skæring.

Metan er en organisk gas, lugtfri og farveløs. CH 4 er dens kemiske formel, og massen af ​​stoffet er mindre end massen af ​​luft. Opløsning i vand forløber langsomt. Når vi taler om metans organiske natur, betyder det, at næsten 95% af tilfældene af dens forekomst er af naturlig karakter. For eksempel frigives det under nedbrydning af planterester. Derfor er det ikke overraskende, at mange af dets egenskaber blev undersøgt allerede før den nye æra, da folk observerede luftbobler på overfladen af ​​stillestående vandmasser. Disse bobler var netop metan frigivet under henfaldet af planter i bunden af ​​sumpen.

Andre naturlige gaskilder omfatter:

• Husdyr. Bakterier, der lever i deres mave, udsender metan under deres livsprocesser, og dets andel tegner sig for 20% af al atmosfærisk gas.
• Planter. Metan er et integreret stof, der frigives under fotosyntesen.
• Insekter. Termitter er de mest aktive metanudsender.
• Miner. Under jordens overflade sker der konstant den langsomme nedbrydning af kul, hvorunder der dannes metan.
• Olieboringer. Indholdet af denne gas i olie er simpelthen enormt.
• Vulkaner. Sandsynligvis dannes der også metan på grund af det faktum, at forhistorisk organisk stof nedbrydes aktivt.
• Ocean. Dybt under vandet er der sprækker, hvorigennem metan kan lække.
• Skov brænder.
• Industri. På trods af disse virksomheders tilsyneladende aktivitet er deres andel af emissioner af den samlede masse ubetydelig.

Alle ovenstående eksempler bekræfter klart det faktum, at metan konstant var i atmosfæren, dets udseende er ikke forbundet med begyndelsen af ​​aktiv menneskelig aktivitet. Derfor er tilstedeværelsen af ​​metan på en planet et tegn på, at der kan være liv på den, eller at den engang har været der.

Men denne gass "naturlighed" betyder ikke, at den ikke forårsager os nogen skade. Dens dampe, især ved forhøjede koncentrationer, er ganske i stand til at føre til menneskelig død. I de tidlige stadier af udviklingen af ​​mineindustrien blev der ofte registreret eksplosioner eller alvorlig forgiftning af minearbejdere med metan. Følger man informationer i medierne, finder disse begivenheder også sted i den moderne verden. For at minimere sandsynligheden for metanforgiftning er det nødvendigt, ved det første tegn på det, at bestille en professionel analyse af luften i rummet, ved hjælp af hvilken det vil være muligt at bestemme koncentrationen nøjagtigt.

Metan i den moderne verden

Gas er meget udbredt i den moderne verden:

• Forbrændingsmotorer kører ganske ofte på metan.
• Gas gør det muligt at producere mange lægemidler, herunder antiseptika og sovemedicin.
• Metan er grundlaget for formaldehyd og methanol, som man fremstiller gødning og mange andre stoffer med.
• Uden metan er det umuligt at lave ildslukkere og opløsningsmidler.
• Blåsyre er ikke bare en gift, den har også brede praktiske anvendelser, og dens fremstillingsproces er baseret på oxidation af en metan- og ammoniakblanding.

Metan og dets fare for den menneskelige krop

Faren ved metan ligger i følgende faktorer:

• Eksplosionsfare. Det var denne ejendom, der gav den navnet "eksplosiv gas." En ophobning af metan, den mindste gnist - alt dette kan føre til en ødelæggende eksplosion. Derfor bør du ikke ryge eller bruge åben ild på steder, hvor der registreres akkumuleringer eller emissioner af denne gas. Men nogle gange er selv disse sikkerhedsforanstaltninger ikke nok; gas fortsætter med at tage menneskeliv.
• Vi har allerede nævnt den egenskab, ifølge hvilken metan kan ophobes i miner. Det findes hovedsageligt i hulrummene mellem store klippelag såvel som hulrum skabt af minearbejdere under minedriftsprocessen. Jo mere aktiv minedrift er, jo mere intens er metanudledningen, og derfor er det minearbejderne, der oftest dør af denne gas.
• Eksplosioner er ikke den eneste fare, metan kan også forårsage alvorlig forgiftning. Indånding af store mængder af det fører til mangel på ilt i blodet, "ringen" for ørerne og en følelse af et "støbejerns" hoved. Øget koncentration får hjertet til at slå hurtigere, personen føler generel svaghed, lider af kvalme, og huden kan blive rød. De mest alvorlige følger er besvimelse, bleghed, kramper og endda død.
• Desværre har metan i sin rene form ingen lugt og er derfor svær at opdage. Den "methan"-aroma, som vi kan lugte, er resultatet af specielle dufte, der gør brugen mere sikker og mere kontrolleret.
• I minerne er der naturligvis ikke tilsat duftstoffer til metanen. Siden oldtiden har folk brugt specielle metoder til at opdage dets tilstedeværelse i luften. De første minearbejdere tog for eksempel en kanariefugl med. Hvis fuglen holder op med at synge eller endda dør, er det nødvendigt at fjerne sig hurtigt fra slagtningen.
• I 50'erne af det sidste århundrede begyndte de at bruge specielle enheder, der gjorde det muligt nøjagtigt at bestemme procentdelen af ​​metan i luftblandingen. Men erfarne arbejdere sagde, at kanariefuglen er en endnu bedre metode end nymodens enheder. Selvfølgelig er moderne enheder mere følsomme og kompakte; nogle gange er de monteret direkte i minearbejdernes hjelme, ligesom lamper. Stationære sensorer er også installeret i miner, der konstant sender information til specialister. Farlige stigninger fremtvinger øjeblikkelige strømafbrydelser og personaleevakuering. Nu om dage bruges også specielle installationer, der kan lokalisere detonation af kulstøv på de tidligste stadier. Inden arbejdsskiftet begynder, er mængden af ​​metan i minen reduceret til ekstremt sikre niveauer.

Det viser sig, at faren ved metan for mennesker kommer fra to sider på én gang. Tendensen til at detonere, den giftige virkning, fraværet af lugt og farve - alt dette gør "eksplosiv gas" utrolig farlig. For ikke at støde på sine værste sider, er det værd at bestille en miljøvurdering på forhånd, der kan bestemme niveauet af metankoncentrationen i luften.

Den molekylære, strukturelle og elektroniske formel for metan er udarbejdet på grundlag af Butlerovs teori om strukturen af ​​organiske stoffer. Før vi begynder at skrive sådanne formler, lad os starte med en kort beskrivelse af denne kulbrinte.

Egenskaber af metan

Dette stof er eksplosivt; det kaldes også "sumpgas". Den specifikke lugt af denne mættede kulbrinte er kendt af alle. Under forbrændingsprocessen er der ingen kemiske komponenter tilbage fra det, der har en negativ effekt på menneskekroppen. Metan er en aktiv deltager i dannelsen af ​​drivhuseffekten.

Fysiske egenskaber

Den første repræsentant for den homologe serie af alkaner blev opdaget af videnskabsmænd i atmosfæren af ​​Titan og Mars. I betragtning af det faktum, at metan er forbundet med eksistensen af ​​levende organismer, er der opstået en hypotese om eksistensen af ​​liv på disse planeter. På Saturn, Jupiter, Neptun og Uranus optrådte metan som et produkt af den kemiske behandling af stoffer af uorganisk oprindelse. På overfladen af ​​vores planet er dens indhold ubetydeligt.

generelle karakteristika

Metan har ingen farve, det er næsten dobbelt så let som luft og er dårligt opløseligt i vand. I sammensætningen af ​​naturgas når dens mængde 98 procent. Den indeholder fra 30 til 90 procent metan. Metan er i høj grad af biologisk oprindelse.

Ungulate planteædere, geder og køer, udleder en betydelig mængde metan, når de behandler bakterier i deres maver. Blandt de vigtige kilder til den homologe serie af alkaner fremhæver vi sumpe, termitter, filtrering af naturgas og processen med plantefotosyntese. Hvis der opdages spor af metan på en planet, kan vi tale om eksistensen af ​​biologisk liv på den.

Metoder til at opnå

Den udvidede strukturformel for metan bekræfter, at dens molekyle kun indeholder mættede enkeltbindinger dannet af hybridskyer. Blandt laboratoriemulighederne til fremstilling af denne kulbrinte bemærker vi fusionen af ​​natriumacetat med fast alkali samt interaktionen af ​​aluminiumcarbid med vand.

Metan brænder med en blålig flamme og frigiver omkring 39 MJ per kubikmeter. Dette stof danner eksplosive blandinger med luft. Den farligste er metan, som frigives ved underjordisk minedrift af mineralforekomster i bjergminer. Der er høj risiko for metaneksplosion i kulberednings- og briketfabrikker samt i sorteringsanlæg.

Fysiologisk virkning

Hvis procentdelen af ​​metan i luften er mellem 5 og 16 procent, kan ilteksponering få metanen til at antænde. Hvis der er en betydelig stigning i dette kemikalie i blandingen, øges sandsynligheden for en eksplosion.

Hvis koncentrationen af ​​denne alkan i luften er 43 procent, forårsager det kvælning.

Under en eksplosion er udbredelseshastigheden fra 500 til 700 meter i sekundet. Efter at metan kommer i kontakt med en varmekilde, sker antændelsesprocessen af ​​alkanen med en vis forsinkelse.

Det er på denne ejendom, at produktionen af ​​eksplosionssikkert elektrisk udstyr og sikkerhedseksplosive komponenter er baseret.

Da metan er det mest termisk stabile, er det meget udbredt i form af industri- og husholdningsbrændstof og bruges også som et værdifuldt råmateriale til kemisk syntese. Strukturformlen for tri-ethylmethan karakteriserer de strukturelle træk ved repræsentanter for denne klasse af kulbrinter.

Under dets kemiske interaktion med klor, når det udsættes for ultraviolet bestråling, er dannelsen af ​​flere reaktionsprodukter mulig. Afhængigt af mængden af ​​udgangsstoffet er det muligt at opnå chlormethan, chloroform eller carbontetrachlorid under substitution.

Ved ufuldstændig forbrænding af metan dannes der sod. I tilfælde af katalytisk oxidation dannes formaldehyd. Det endelige produkt af interaktion med svovl er kulstofdisulfid.

Funktioner af strukturen af ​​metan

Hvad er dens strukturformel? Methan er et mættet carbonhydrid med den almene formel C n H 2n+2. Lad os overveje funktionerne ved dannelsen af ​​molekylet for at forklare, hvordan strukturformlen er dannet.

Metan består af et kulstofatom og fire brintatomer forbundet med en kovalent polær kemisk binding. Lad os forklare strukturformlerne baseret på carbonatomets struktur.

Type af hybridisering

Metans rumlige struktur er karakteriseret ved en tetraedrisk struktur. Da kulstof har fire valenselektroner på dets ydre niveau, når atomet opvarmes, går en elektron over fra den anden s orbital til p. Som et resultat har kulstof fire uparrede ("frie") elektroner på sit sidste energiniveau. Den fulde strukturformel for metan er baseret på dannelsen af ​​fire hybridskyer, som er orienteret i rummet i en vinkel på 109 grader 28 minutter, og danner en tetraederstruktur. Dernæst overlapper toppen af ​​hybridskyerne med ikke-hybride skyer af brintatomer.

Den fulde og forkortede strukturformel for metan svarer fuldt ud til Butlerovs teori. Der dannes en simpel (enkelt)binding mellem kulstof og brint, derfor er additionsreaktioner ikke typiske for dette kemiske stof.

Den endelige strukturformel er præsenteret nedenfor. Metan er den første repræsentant for klassen af ​​mættede kulbrinter; det har de typiske egenskaber for en mættet alkan. Den strukturelle og elektroniske formel for metan bekræfter typen af ​​hybridisering af carbonatomet i dette organiske stof.

Fra et skolekemikursus

Denne klasse af kulbrinter, som "sumpgas" er en repræsentant for, studeres i 10. klasses kursus i gymnasiet. For eksempel tilbydes børnene følgende opgave: "Skriv strukturformlerne for metan." Det er nødvendigt at forstå, at for dette stof kan kun en detaljeret strukturel konfiguration beskrives ifølge Butlerovs teori.

Dens forkortede formel vil falde sammen med den molekylære, skrevet som CH4. I henhold til de nye føderale uddannelsesstandarder, der blev indført i forbindelse med omorganiseringen af ​​russisk uddannelse, i det grundlæggende kemikursus gennemgås alle spørgsmål relateret til egenskaberne ved klasser af organiske stoffer.

Industriel syntese

Baseret på metan er der udviklet industrielle processer for en så vigtig kemisk komponent som acetylen. Grundlaget for termisk og elektrisk revnedannelse var netop dens strukturformel. Methan danner under katalytisk oxidation med ammoniak blåsyre.

Dette organiske stof bruges til at producere syntesegas. Ved vekselvirkning med vanddamp opnås en blanding af kulilte og brint, som er råmaterialet til fremstilling af mættede carbonylforbindelser.

Af særlig betydning er interaktionen med salpetersyre, som resulterer i nitromethan.

Ansøgning i form af brændstof til biler

På grund af manglen på naturlige kilder til kulbrinter, samt udtømningen af ​​råstofbasen, er spørgsmålet i forbindelse med eftersøgningen af ​​nye (alternative) kilder til at opnå brændstof af særlig relevans. En af disse muligheder er en, der indeholder metan.

I betragtning af forskellen i tæthed mellem benzinbrændstof og den første repræsentant for klassen af ​​alkaner, er der visse træk ved dets brug som energikilde til bilmotorer. For at undgå behovet for at transportere enorme mængder metan øges dens massefylde ved kompression (ved et tryk på omkring 250 atmosfærer). Metan opbevares i flydende tilstand i cylindre installeret i biler.

Indvirkning på atmosfæren

Det blev allerede diskuteret ovenfor, at metan har en indvirkning på drivhuseffekten. Hvis graden af ​​effekt af kulilte (4) på ​​klimaet tages konventionelt under ét, så er andelen af ​​"sumpgas" i den 23 enheder. I løbet af de sidste to århundreder har videnskabsmænd observeret en stigning i det kvantitative indhold af metan i jordens atmosfære.

I øjeblikket er den omtrentlige mængde CH4 anslået til 1,8 ppm. På trods af at dette tal er 200 gange mindre end tilstedeværelsen af ​​kuldioxid, er der en samtale blandt forskere om den mulige risiko for at fastholde den varme, som planeten udsender.

På grund af den fremragende brændværdi af "sumpgas" bruges den ikke kun som råmateriale til kemisk syntese, men også som energikilde.

For eksempel opererer en række gaskedler og vandvarmere designet til individuelle varmesystemer i private hjem og hytter på metan.

Denne autonome opvarmningsmulighed er meget fordelagtig for husejere og er ikke forbundet med ulykker, der systematisk opstår på centraliserede varmesystemer. Takket være en gaskedel, der fungerer på denne type brændstof, er 15-20 minutter nok til fuldstændig at opvarme et to-etagers sommerhus.

Konklusion

Metan, hvis strukturelle og molekylære formler blev givet ovenfor, er en naturlig energikilde. På grund af det faktum, at det kun indeholder et kulstofatom og brintatomer, anerkender miljøforkæmpere miljøsikkerheden ved dette mættede kulbrinte.

Under standardforhold (lufttemperatur 20 grader Celsius, tryk 101325 Pa) er dette stof gasformigt, ikke-giftigt, uopløseligt i vand.

Når lufttemperaturen falder til -161 grader, komprimeres metan, som er meget brugt i industrien.

Metan påvirker menneskers sundhed. Det er ikke et giftigt stof, men betragtes som en kvælende gas. Der er endda maksimale standarder (maksimale koncentrationsgrænser) for indholdet af dette kemikalie i atmosfæren.

For eksempel er arbejde i miner kun tilladt i tilfælde, hvor mængden ikke overstiger 300 milligram per kubikmeter. Ved at analysere de strukturelle træk ved dette organiske stof kan vi konkludere, at dets kemiske og fysiske egenskaber ligner alle andre repræsentanter for klassen af ​​mættede (mættede) kulbrinter.

Vi analyserede de strukturelle formler og den rumlige struktur af metan. som begynder "sumpgas" har den generelle molekylformel C n H 2n+2.

Metans fysisk-kemiske egenskaber.

Farlige urenheder i mineluften

Giftige urenheder i mineluft omfatter kulilte, nitrogenoxider, svovldioxid og hydrogensulfid.

Kulilte (CO) - en farveløs, smagløs og lugtfri gas med en vægtfylde på 0,97. Brænder og eksploderer ved koncentrationer fra 12,5 til 75%. Antændelsestemperatur, ved en koncentration på 30 %, 630-810 0 C. Meget giftig. Dødelig koncentration – 0,4%. Den tilladte koncentration i minedrift er 0,0017%. Den vigtigste hjælp til forgiftning er kunstigt åndedræt med frisk luft.

Kilder til kulilte omfatter sprængninger, forbrændingsmotorer, minebrande og metan- og kulstøveksplosioner.

Nitrogenoxider (NO)- har en brun farve og en karakteristisk skarp lugt. Meget giftig, forårsager irritation af slimhinderne i luftvejene og øjnene og lungeødem. Den dødelige koncentration ved kortvarig inhalation er 0,025 %. Det maksimale indhold af nitrogenoxider i mineluften bør ikke overstige 0,00025 % (i form af dioxid - NO 2). For nitrogendioxid – 0,0001%.

Svovldioxid (SO 2)– farveløs, med en stærk irriterende lugt og sur smag. 2,3 gange tungere end luft. Meget giftig: irriterer slimhinderne i luftvejene og øjnene, forårsager betændelse i bronkierne, hævelse af strubehovedet og bronkierne.

Svovldioxid dannes under sprængning (i svovlholdige bjergarter), brande og frigives fra klipper.

Det maksimale indhold i mineluft er 0,00038%. En koncentration på 0,05 % er livstruende.

Svovlbrinte (H 2 S)- en farveløs gas med en sødlig smag og duften af ​​rådne æg. Vægtfylde – 1,19. Svovlbrinte brænder og eksploderer ved en koncentration på 6%. Meget giftig, irriterer slimhinderne i luftvejene og øjnene. Dødelig koncentration – 0,1%. Førstehjælp til forgiftning er kunstigt åndedræt med en frisk strøm, indånding af klor (ved hjælp af et lommetørklæde gennemvædet i blegemiddel).

Svovlbrinte frigives fra klipper og mineralkilder. Det dannes under nedbrydning af organisk materiale, minebrande og sprængninger.

Svovlbrinte er meget opløseligt i vand. Dette skal tages i betragtning, når mennesker bevæger sig gennem forladte arbejdssteder.

Det tilladte indhold af H 2 S i mineluften bør ikke overstige 0,00071 %.

Foredrag 2

Metan og dets egenskaber

Metan er den vigtigste, mest almindelige del af ilddamp. I litteraturen og i praksis identificeres metan oftest med brandgas. I mineventilation får denne gas størst opmærksomhed på grund af dens eksplosive egenskaber.

Metans fysisk-kemiske egenskaber.

Metan (CH 4)– en gas uden farve, smag og lugt. Massefylde – 0,0057. Metan er inert, men ved at fortrænge ilt (fortrængning sker i følgende forhold: 5 volumen-enheder metan erstatter 1 volumen-enhed ilt, dvs. 5:1), kan det udgøre en fare for mennesker. Det antændes ved en temperatur på 650-750 0 C. Metan danner brændbare og eksplosive blandinger med luft. Når det er indeholdt i luften op til 5-6%, brænder det ved en varmekilde, fra 5-6% til 14-16% eksploderer det, over 14-16% eksploderer det ikke. Den største eksplosionskraft er ved en koncentration på 9,5 %.

En af egenskaberne ved metan er forsinkelsen af ​​blitzen efter kontakt med tændkilden. Flashforsinkelsestiden kaldes induktiv periode. Tilstedeværelsen af ​​denne periode skaber betingelser for at forhindre udbrud under sprængningsoperationer med sikkerhedssprængstoffer (HE).

Gastrykket på eksplosionsstedet er cirka 9 gange højere end starttrykket af gas-luftblandingen før eksplosionen. Dette kan forårsage tryk op til 30 på og højere. Forskellige forhindringer i arbejdet (indsnævringer, fremspring osv.) bidrager til en stigning i trykket og øger sprængbølgens udbredelseshastighed i minearbejdet.

Tabellen viser metan-densitet ved forskellige temperaturer, herunder tætheden af ​​denne gas under normale forhold (ved 0°C). Dets termofysiske egenskaber og karakteristika for andre metangasser er også angivet.

Følgende præsenteres termofysiske egenskaber af metangasser: varmeledningskoefficient λ , η , Prandtl nummer Pr kinematisk viskositet ν , massespecifik varmekapacitet C p, varmekapacitetsforhold (adiabatisk eksponent) k, termisk diffusivitetskoefficient -en og densitet af metangasser ρ . Gassernes egenskaber er givet ved normalt atmosfærisk tryk afhængigt af temperatur - i området fra 0 til 600 ° C.

Metangasser omfatter kulbrinter med bruttoformel C n H 2n+2 såsom: methan CH 4, ethan C 2 H 6, butan C 4 H 10, pentan C 5 H 12, hexan C 6 H 14, heptan C 7 H 16, oktan C 8 H 18. De kaldes også den homologe methan-serie.

Densitet af metangasser når deres temperatur stiger, falder den på grund af termisk udvidelse af gassen. Denne karakter af tæthedens afhængighed af temperaturen er også typisk. Det skal også bemærkes, at tætheden af ​​metangasser stiger, når antallet af kulstof- og brintatomer i gasmolekylet stiger (tal n i formlen C n H 2n+2).

Den letteste gas i tabellen er metan - Metan-densiteten under normale forhold er 0,7168 kg/m3. Metan udvider sig ved opvarmning og bliver mindre tæt. Så for eksempel ved temperaturer 0°C og 600°C afviger tætheden af ​​metan med cirka 3 gange.

Termisk ledningsevne af metangasser falder med stigende antal n i formlen C n H 2n+2. Under normale forhold varierer det i området fra 0,0098 til 0,0307 W/(m deg). Ifølge dataene i tabellen følger det Gasser som metan har den højeste varmeledningsevne.— dens varmeledningskoefficient, f.eks. ved 0°C, er lig med 0,0307 W/(m deg).

Den laveste termiske ledningsevne (0,0098 W/(m deg) ved 0°C) er karakteristisk for oktangas. Det skal bemærkes, at når metangasser opvarmes, øges deres varmeledningsevne.

Den specifikke massevarmekapacitet af gasser, der indgår i den homologe serie af metan, stiger, når de opvarmes. Deres egenskaber såsom viskositet og termisk diffusivitet stiger også i værdi.