Características
El metano es el componente principal de un gas natural, el cerca de 97% por el volumen. En la temperatura ambiente y la presión estándar, el metano es un gas descolorido, inodoro; el olor característico del gas natural es una medida de seguridad artificial causada por la adición de un odorante, a menudo Methanethiol o Ethanethiol . El metano tiene un punto de ebullición C del ° −161 en una presión de una atmósfera . Mientras que es un gas él el inflamable solamente sobre un estrecho se extiende de las concentraciones (5-15%) en aire. El metano líquido no quema a menos que estén sujetadas a la alta presión (normalmente 4-5 atmósferas.)
Efectos sobre la salud potenciales
El metano no es tóxico; sin embargo, es alto inflamable y puede formar mezclas explosivas con aire. El metano es violentamente reactivo con los halógeno de los oxidantes y algunos compuestos con halógeno. El metano es también un asfixiador y puede desplazar el oxígeno en un espacio incluido. La asfixia puede resultar si la concentración de oxígeno es reducida a 19.5% below por la dislocación. Las concentraciones en las cuales la forma de las mezclas inflamables o explosivas es mucho más baja que la concentración en la cual el riesgo de la asfixia es significativo. Cuando las estructuras se construyen encendido o el gas de escape cercano del metano de los terraplenes puede penetrar los interiores de los edificios y exponer a inquilinos a los niveles significativos de metano. Algunos edificios han dirigido especialmente sistemas de la recuperación debajo de sus sótanos para capturar tal gas de escape fugitivo y para expresarlo activamente lejos del edificio. Un ejemplo de este tipo de sistema está en el edificio, Brisbane, California de Dakin.
Reacciones del metano
Las reacciones principales con el metano son: Combustión, reformado con vapor al Syngas, y halogenación . Las reacciones del metano son generalmente duras de controlar. La oxidación parcial al metanol, por ejemplo, es difícil de alcanzar; la reacción progresa típicamente hasta el final al dióxido de carbono y al agua .
Combustión
En la combustión del metano, varios pasos están implicados: El metano se cree para formar un formaldehído (HCHO o). El formaldehído da a del formilo radical (HCO), que entonces forma el monóxido de carbono (CO). El proceso se llama la pirolisis oxidativa :
Después de la pirolisis oxidativa, oxida, formando, llenando la especie activa, y lanzando el calor . Esto ocurre muy rápidamente, generalmente en perceptiblemente menos que un milisegundo .
Finalmente, el del CO oxida que forma y que lanza más calor. Este proceso es generalmente más lento que los otros pasos químicos, y requiere típicamente algunos a varios milisegundos ocurrir.
Activación del hidrógeno
La fuerza del carbón - el enlace covalente del hidrógeno en metano está entre el más fuerte de todos los hidrocarburos, y así su uso mientras que una materia de base química es limitada. A pesar de la alta barrera de la activación para romper el enlace del C-H, sigue siendo la materia el prima principal para la fabricación del hidrógeno en el reformado con vapor . La búsqueda para los catalizadores que pueden facilitar la activación en enlace del C-H en el metano y otros alcanos bajos es un campo de investigación con la considerable significación industrial.
Reacciones con los halógeno
El metano reacciona con todos los halógeno dados condiciones apropiadas, como sigue:
donde está un halógeno X : Flúor (f), clorina (Cl), bromo (Br), o yodo (i). Este mecanismo para este proceso se llama la halogenación del radical libre.
Aplicaciones
Combustible
ell para más en el uso del metano como combustible, considera: Gas natural
El metano es importante para la generación eléctrica quemándola como combustible en una turbina de gas o la caldera del vapor. Comparado a otros combustibles de hidrocarburo el metano ardiente produce menos dióxido de carbono para cada unidad de calor lanzada. También, el calor de la combustión del metano es cerca de 802 kJ/mol, que es más baja que cualquier otro hidrocarburo, pero si un cociente se hace con la masa molecular (16.0 g/mol) dividida por el calor de la combustión (802 kJ/mol) se encuentra que el metano, siendo el hidrocarburo más simple, produce realmente la mayoría del calor por masa de unidad que otros hidrocarburos complejos. En muchas ciudades, el metano se instala tubos en los hogares para la calefacción doméstica y los propósitos el cocinar. En este contexto se conoce generalmente como gas natural, y se considera tener un contenido en energía 39 Megajoules por metro cúbico, o 1.000 BTU por el pie cúbico estándar .
El metano bajo la forma de gas natural comprimido se utiliza como combustible para los vehículos, y se demanda para ser más respetuoso del medio ambiente que alternativas tales como gasolina/gasolina y diesel. La investigación está siendo conducida por NASA sobre el potencial del metano como combustible de Rocket . Una ventaja del metano es que es abundante en muchas partes de la Sistema Solar y podría potencialmente ser el cosechado in situ, proporcionando el combustible para un viaje de vuelta.
Aplicaciones industriales
El metano se utiliza en procesos químicos industriales y se puede transportar como un líquido refrigerado (gas natural licuado, o GASERO ). Mientras que los escapes de un envase líquido refrigerado son inicialmente más pesados que debido a la densidad creciente del gas frío, el gas en la temperatura ambiente es menos pesado que el aire. Los gaseoductos distribuyen granes cantidades del gas natural, cuyo el metano es el componente principal.
En la industria química, el metano es la materia de base de la opción para la producción del hidrógeno, del metanol, del ácido acético, y del anhídrido acético . Cuando está utilizado para producir ninguno de estos productos químicos, metano primero es convertido al gas de síntesis, a una mezcla del monóxido de carbono y al hidrógeno, por el reformado con vapor . En este proceso, el metano y el vapor reaccionan en un catalizador del níquel en las temperaturas altas (°C) 700-1100.
El cociente del monóxido de carbono al hidrógeno en gas de síntesis se puede entonces ajustar vía la reacción de cambio del gas de agua al valor apropiado según el propósito previsto.
Los productos químicos metano-derivados menos significativos incluyen el acetileno, preparado pasando el metano a través de un arco voltaico, y los clorometanos (clorometano, diclorometano, cloroformo, y tetracloruro de carbono ), producidos reaccionando el metano con el gas de la clorina . Sin embargo, el uso de estos productos químicos está disminuyendo, acetileno como es substituido por los substitutos menos costosos, y los clorometanos debido a la salud y a las preocupaciones ambientales.
Fuentes de metano
Yacimientos de gas naturales
La fuente principal de metano es extracción de los depósitos geológicos conocidos como yacimientos de gas naturales . Se asocia a otros combustibles del hidrocarburo y es acompañada a veces por el helio y el nitrógeno . El gas en los niveles bajos (presión baja) es formado por el decaimiento anaerobio de la materia orgánica y del metano vuelto a trabajar de profundamente bajo superficie de tierra. Sedimenta generalmente más profundo enterrada y en temperaturas más altas que los que dan el aceite generan el gas natural. El metano también se produce en considerables cantidades de las pérdidas orgánicas de decaimiento de terraplenes de la basura sólida
Fuentes alternativas
Aparte de yacimientos de gas un método alternativo de obtener el metano está vía el biogás generado por la fermentación de la materia orgánica incluyendo el abono, el lodo de las aguas residuales, la basura sólida municipal (terraplenes incluyendo), o cualquier otra materia de base biodegradable, bajo condiciones anaerobias. Los hidratos del metano/los clatratos (combinaciones del icelike del metano y del agua en el piso de mar, encontradas en cantidades extensas) son una fuente futura potencial de metano. El ganado eructa el metano, explicando el 16% de las emisiones anuales del metano del mundo a la atmósfera. El sector del ganado en general (sobre todo ganado, los pollos, y los cerdos) produce el 37% de todo el methane" humano-inducido;. Al menos " de los animales; eso puso sus energías en la fabricación del gas es menos eficiente en producir la leche y el meat". La investigación temprana ha encontrado un número de tratamientos médicos y de ajustes dietéticos que ayudan a limitar la producción de metano en los rumiantes .
Industrial, el metano se puede crear de los gases comunes y del hidrógeno atmosféricos (producidos, quizás, por la electrólisis ) con reacciones químicas tales como el Sabatier de proceso, Fischer-Tropsch de proceso. La extracción del metano de la capa de carbón es un método para extraer el metano de un depósito del carbón .
Un experimento científico reciente también ha rendido los resultados que señalaban a una especie de planta produciendo el metano del rastro.
¡Metano en la atmósfera de tierra
El metano en la atmósfera de tierra es un gas de efecto invernadero importante con un potencial del calentamiento del planeta de 25 durante un período de 100 años. Esto significa que una emisión del metano de 1 tonelada tendrá 25 veces el impacto en temperatura de una emisión del dióxido de carbono de 1 tonelada durante los 100 años siguientes. El metano tiene un efecto grande por un breve período (cerca de 10 años), mientras que el dióxido de carbono tiene un pequeño efecto durante un largo periodo (durante 100 años). Debido a esta diferencia en efecto y el plazo, el potencial del calentamiento del planeta del metano durante un período de 20 años es 72. La concentración del metano ha aumentado en cerca de 150% desde 1750 y explica el 20% total que fuerza radiativo de todos los gases de efecto invernadero duraderos y global mezclados.La concentración media del topo de metano en la superficie de tierra en 1998 era 1. Su concentración es más alta en el hemisferio norte pues la mayoría de las fuentes (natural y humano) son más grandes. Las concentraciones varían estacional con un mínimo en el verano tardío.
El metano se crea cerca de la superficie, y es llevado en la estratosfera por el aire de levantamiento en las zonas tropicales . La acumulación incontrolada del metano en la atmósfera de tierra está naturalmente comprobar-aunque la influencia humana pueda trastornar esto natural regulación-por la reacción del metano con una molécula conocida como el radical de hidróxido, una molécula del hidrógeno-oxígeno formada cuando los solos átomos de oxígeno reaccionan con el vapor de agua.
El metano más temprano fue lanzado en la atmósfera por actividad volcánica. Durante este tiempo, la vida más temprana de la tierra apareció. Estas primeras, antiguas bacterias agregadas a la concentración del metano convirtiendo el dióxido del hidrógeno y de carbono en el metano y el agua. El oxígeno no sintió bien a mayores partes de la atmósfera hasta que los organismos fotosintéticos se desarrollaran más adelante en la historia de la tierra. Sin el oxígeno, el metano permanecido en la atmósfera más de largo y en concentraciones más altas que ella hace hoy.
Emisiones del metano
Houweling y otros (1999) da los valores siguientes para las emisiones del metano (Tg/a=teragrams por año): Sin embargo los autores tensionan el " nuestros resultados son preliminares con respecto al strength" de la emisión del metano;. Estos resultados se han llamado en la pregunta en un papel 2007 que encontró el " del ; no hay evidencia de la emisión aerobia substancial del metano al lado de las plantas terrestres, máximo 0.3% del values" previamente publicado; .
Las medidas atmosféricas de largo plazo del metano de NOAA demuestran que la acumulación del metano se ha retardado dramáticamente durante la década pasada, después casi de triplicar desde épocas preindustriales. Se piensa que esta reducción es debido a las emisiones industriales y a la sequía reducidas en áreas del humedal.
Procesos del retiro
El mecanismo principal del retiro del metano de la atmósfera implica la química radical ; reacciona con el radical de hidróxido ( · OH), formado inicialmente del vapor de agua analizado por los átomos de oxígeno que vienen de la hendidura del ozono por la radiación ultravioleta :
Esta reacción en la troposfera da un curso de la vida del metano de 9. Dos fregaderos más de menor importancia son fregaderos del suelo (curso de la vida de 160 años) y pérdida estratosférica por la reacción con el · OH, · Cl y de · O1D en la estratosfera (curso de la vida de 120 años), dando un curso de la vida neto de 8.
Metano extraterrestre
Se ha detectado o se cree el metano para existir en varias localizaciones de la Sistema Solar . Se cree para haber sido creado por procesos abióticos, con la excepción posible Marte .Marte del
Júpiter
Saturno Iapetus
Titán - (parece haber los lagos del hidrocarburo alrededor de las regiones polares)
Enceladus
Uranus Ariel
Miranda
Oberon
Titania
Umbriel
Neptuno Tritón
Pluto Charon *
Eris
Cometa Halley
Cometa Hyakutake
Los rastros de gas de metano están presentes en la atmósfera fina de la luna de la tierra.
El metano también se ha detectado en las nubes interestelares
El metano del
se cree para estar presente en Charon, pero no es el 100% confirmado.
Ver también
Desastre 2007 de la mina de Zasyadko
Origen del petróleo de Abiogenic
Digestión anaerobia
Respiración anaerobia
Biogás
Gas de efecto invernadero
Halomethane, derivados halogenados del metano.
Lista de los alcanos
Clatrato, forma del metano de hielo de agua que contiene el metano.
Methanogen, Archaea que producen el metano como subproducto metabólico.
Methanogenesis, la formación de metano por los microbios .
Methanotroph, bacterias que pueden crecer usar el metano como su solamente fuente de carbón y de energía.
Grupo metílico, un grupo funcional similar al metano.
Gas orgánico
Oro de Thomas
.
| Random links: | Steigen | Ed Bosque verde | Lista de aleaciones | Punta de prueba de Pasillo | Cuadrado de Pershing (estación de LACMTA) |