ميثان
الخواص
عام
الإسم ميثان
بناء لويس
شكل الجزيء
الصيغة الجزيئية
CH4
الوزن الجزيئي
16.04 u
أسماء أخرى غاز المستنقعات, ميثيل هيدريد
رقم CAS
74-82-8
تصرفات الحالة
نقطة ذوبان
90.6 K و −182.6 C°
نقطة غليان
111.55 K و −161 C°
النقطة الثلاثية
90.6 K و −182 C°
0.117 بار
النقطة الحرجة
190.6 K و −82.6 C°
46 بار
ΔfusH
1.1 kJ/mol
ΔvapH
8.17 kJ/mol
خصائص الغاز
ΔfH0gas
-74.87 kJ/mol
ΔfG0gas
-50.828 kJ/mol
S0gas
188 J/mol•K
Cp
35.69 J/mol•K
Safety
تأثير
سريع الإختناق:فى الحالات الخطيرة يسبب فقدان الوعي,توقف القلب,يتم نقل
المركب على في درجة حرارة منخفضة,التعرض للغاز له تأثير حارق.
تأثير مستمر ???
نقطة وميض
-188 C°
نقطة إشتعال ذاتي
600 C°
حد الإنفجار
5-15%
معلومات إضافية
الخواص NIST WebBook
شهادة بيانات أمان المواد
Hazardous Chemical Database
تم استخدام وحدات SI بقدر الإمكان. وإذا لم يذكر غير ذلك فقد تم استخدام الظروف القياسية.
أبسط
الهيدروكربونات, الميثان وهو غاز, له الصيغة الكيميائية CH4. الميثان
النقي ليس له رائحة, ولكن عند إستخدامه تجاريا يتم خلطه بكميات ضئيلة من
الكبريت القوي الرائحة. المركبات مثل إثيل مركبتان تمكن من تتبع أثار
الميثان في حالة حدوث تسريب.
وكمكون رئيسي للغاز الطبيعي, فإن الميثان
أحد أنواع الوقود المهمة. وحرق جزيء واحد من الميثان في وجود الأكسجين ينتج
جزيء من ثاني أكسيد الكربون CO2, و 2 جزيء من الماء H2O.
CH4 + 2O2 → CO2 + 2H2O
الميثان أيضا أحد غازات الصوبة الزجاجية وله عزم تدفئة عام يبلغ 21. ويبلغ المتر المكعب من الميثان 717 جرام.
فهرس
• 1 مصادر الميثان
• 2 تفاعلات الميثان
• 3 الميثان خارج الكرة الأرضية
• 4 استخدامات الميثان
• 5 شاهد أيضا
• 6 وصلات خارجية
غاز الميثان مصادره وتحضيره
_______________________________________
مصادره
: يعتبر غاز الميثان أبسط الالكانات ، ويكون 90% من غاز المستنقعات حيث
ينتج عن تحلل المواد العضوية ، ويوجد أيضاً ضمن غاز الفحم الناتج من
التقطير الاتلافي للفحم الحجري ، وهو أحد المكونات الرئيسية للغاز الطبيعي
المتصاعد من آبار النفط ، كما يبنتج في كثير من المزارع نتيجة عملية التحلل
هذه لانتاج " البتوجاز " الذي يحتوي على نسبة كبيرة من غاز الميثان
لاستخدامه كوقود
...الفكرة... :
يحضر غاز الميثان في المختبر بتأثير الماء المحمض بحمض الهيدروكلوريك على كربيد الالومنيوم
الادوات والمواد المطلوبة ....:
دورق
كروي ذو سدادة بها ثقبان – مخابير لجمع الغاز – كربيد الالمونيوم – حمض
الهيدروكلوريك المخفف – ماء مقطر – ماء جير – ورقتي تباع الشمس احدهما
حمراء والاخرى زرقاء – محلول برمنجنات البوتاسيوم القلوية – قعب خزفي
خطوات العمل... : حضر الجهاز
ضع في الدورق قليلا من كربيد الالومنيوم ، وأضف اليه كمية مناسبة من الماء المقطر حتى تغطيه
افتح صنبور القمع لتسمح بتنقيط الماء المحمض بحمض لالهيدروكلوريك .
سخن الدورق تسخينا هينا .
اجمع
عدة مخابير من غاز الميثان لدراسة خواصه الفيزيائية ( اللون ، الرائحة ،
الذوبان في الماء ) وكذلك دراسة خواصه الكيميائية ( الاشتعال والكشف عن
النواتج بماء الجير ، تأثير الغاز على ورق تباع الشمس ، تأثير محلول
برمنجنات البوتاسيوم القلوية أو ماء البروم على الغاز ).
الخواص الفيزيائية لغاز الميثان :
غاز شفاف عديم اللون والرائحة .
كثافته أقل من كثافة الهواء الجوي .
شحيح الذوبان في الماء .
قابل لللاسالة بالضغط والتبريد الشديدين
الخواص الكيميائية للميثان :
يحترق الغاز في الهواء بلهب أزرق ( غير مضيء ) وينتج عن احتراقه بخار الماء وثاني أكسيد الكربون وتنطلق طاقة حرارية
يتحلل الغاز الى عنصريه عند امراره في أنابيب معدنية مسخنة لدرجة الاحمرار ، والكربون الناتج يسمى أسود الكربون
يتفاعل
الغاز مع بخار الماء في وجود أكاسيد بعض الفلزات كعامل حفاز عند درجة
حرارة عالية وضغط جوي كبير للحصول على غاز يسمى غاز الاصطناع ، وهو مزيج من
غازي الهيدروجين وأول أكسيد الكربون وله استخدمات صناعية عديدة .
نظراً
لان الميثان مركب مشبع فانه غير نشط كيميائيا ً ، ولذلك فانه لا يتأثر
بالاحماض المعدنية أو القلويات ، ولكن يمكن احلال ذرة عنصر أو أكثر محل ذرة
هيدروجين أو أكثر ، وكمثال على ذلك تفاعل الغاز مع الكلور أو البروم ،
وهذا النوع من التفاعلات يسمى تفاعلات الاحلال أو الاستبدال الذي يميز
الالكانات ، والتفاعلات التالية توضح ذلك :
( أ ) يتفاعل الميثان مع غاز الكلور بالاحلال ( الاستبدال ) في ضوء الشمس غي المباشر على مراحل كالتالي :
( ب ) في الظلام التام وفي درجة الحرارة العادية لا يتفاعل غاز الميثان مع الكلور.
( ج ) اذا اجري التفاعل في ضوء الشمس المباشر فانه يحدث انفجار ويتكون كلوريد الهيدروجين والكربون .
استخدامات الميثان :
تحضر
منه كثير من المركبات العضوية مثل الكلوروفورم ( مخدر ومذيب ) ورابع
كلوريد الكربون الذي يستخدم في اطفاء الحرائق وكمذيب ايضاً.. كما يدخل في
صناعات كثيرة مثل صناعة البلاستيك والنايلون والكحولات والفورمالدهيد ....
الخ .
يكون حوالي 80% من الغاز الطبيعي المستخدم كوقود .
يستخدم في الاحتراق للحصول على الطاقة ، فالكيلو جرام منه يعطي 13300 كيلو سعر .
يحضر منه أسود الكربون الذي يستخدم في حبر الطباعة .
يحضر منه النيتروميثان الذي يستخدم في عمل العقاقير الطبية والميدات الحشرية والمفرقعات .
يستخدم في تحضير غاز الاصطناع
مصادر الميثان:
المصادر الرئيسية للميثان:
• تحلل المخلفات العضوية.
• المصادر الطبيعية: المستنقعات 23%
• وقود حفريات 20%
يتم استخراج الميثان من الرواسب الجيولوجية حيث يكون مصاحب لأنواع الوقود الهيدروكربوني الأخرى.
• عملية الهضم في الحيوانات ((ماشية) 17%
تمثل عمليات الهضم في الحيوانات 17% من إنبعاثات الميثان
• البكتريا التى تتواجد أثناء زراعة الأرز.
• تسخين أو حرق الكتلة الحيوية لاهوائيا
60%
من الإنبعاثات التى تنتج الميثان ناتجة من الأنشطة البشرية, وخاصة الأنشطة
الزراعية. وخلال 200 سنة السابقة, تضاعف تركيز الغاز في الغلاف الجوي من
0.8 إلى 1.6 جزء في المليون.
كما أن الميثان يصنف على أنه كتلة حيوية لأنه يمكن أن ينتج من الحرق الاهوائي لبعض المواد العضوية.
• المصادر الصناعية
يمكن
تصنيع الميثان وإستخدامه صناعيا, بالتفاعلات الكيميائية مثل تفاعل ساباتير
(Sabatier reaction), عملية فيشر-تروف (Fischer-Tropsch process), وأيضا
من إعادة تكون البخار. كما أن الغاز يتواجد أيضا في العمليات التى تحدث عند
البراكين.
• فى الضغوط العالية, مثل التى توجد في أعماق المحيطات, يكون
الميثان كلاثرات صلب مع الماء. وتوجد منه كميات غير معروفة ومن الممكن أن
تكون ضخمة من الميثان في هذا الشكل الرسوبي في المحيط. ويعتقد أنه تنطلق
كميات ضخمة من الميثان بطريقة فجائية من هذه الأشكال الرسوبية مما يزيد من
ظاهرة السخونة العالمية, كما حدث في الماضى البعيد منذ مايقرب من 55 مليون
سنة.
• وطبقا لتقديرات أحد المصادر فإن الميثان الموجود في شكل رسوبي في المحيط يقدر بـعشرة ألآف مليار طن.
(BBC)
وتقترح النظريات أن هذه الكميات الضخمة من الميثان يمكن أن تنطلق فجأة مرة
أخرى, وستسبب إزدياد خطير في درجات الحرارة حيث أن الميثان أقوى بتسع مرات
من CO2 في تأثيره على البيت الزجاجي.
و لقد أثبت العلماء بأنه يوجد بعض غاز الميثان على سطح المريخ
أعلن
البروفيسور سوشيل اتريا مدير معمل علوم الكواكب بكلية الهندسة بجامعة
ميتشجن أن أحد علماء الجامعة الذي يعمل ضمن فريق لوكالة الفضاء الأوربية قد
اكتشف وجود غاز الميثان على كوكب المريخ، مما يعد أكبر دليل حتى الآن على
وجود حياة على هذا الكوكب.
ويقول اتريا: (الميثان يعد من المؤشرات على
وجود الكائنات الحية، فإذا وجد الميثان على كوكب ما نبدأ في التفكير في
احتمال وجود حياة على هذا الكوكب. وينتج الميثان على كوكب الأرض بالكامل من
مصادر بيولوجية، ويشبه المريخ الأرض أكثر من أي كوكب آخر في المجموعة
الشمسية، كما أن دراسة غلافه الجوي تؤدي بنا إلى فهم أكبر للغلاف الجوي
للأرض).
ويقول اتريا إن أكبر الأسئلة المطروحة الآن هو عن كيفية وصول الميثان إلى المريخ، ويضيف بأن هناك عدة احتمالات لذلك.
ويتمثل
أكثر الاحتمالات تشويقاً في أن الميثانوجنات وهي الميكروبات التي تتغذى
على الهيدروجين في المريخ وأول أكسيد الكربون من أجل الحصول على الطاقة
وتقوم بإخراج الميثان تعيش في مستعمرات بعيدة عن الأنظار تحت سطح الكوكب
الأحمر.
ويقول اتريا أيضاً إن هذه الكائنات لا هوائية ومن ثم فإنها لا تحتاج إلى الأكسجين كي تعيش في حالة وجودها.
فلو كانت هذه الكائنات موجودة فإنها تعيش تحت سطح التربة
غير أن هناك حاجة لإجراء المزيد من التجارب قبل التوصل إلى أي نتيجة.
ليست هناك تعليقات:
إرسال تعليق