Khí Marsh: công thức và ứng dụng

Khí khí xuất hiện từ đáy hồ chứa là một loại khí đốt đầm lầy có mùi khó chịu (tên chung là mêtan). Từ quan điểm của khoa học, đây là một dạng, hoặc hydrogelic methyl. Phần lớn, nó bao gồm khí mê-tan (CH ₄ ). Nó cũng có thể chứa nitơ, argon, hydro, phosphine và carbon dioxide.

Các tính năng chính

Thành phần tiêu chuẩn, công thức hóa học của khí đốt - tất cả điều này rõ ràng chứng tỏ nó thuộc về các hợp chất đơn giản nhất của cacbon. Xung quanh mục này, các thành phần còn lại được nhóm lại. Khí Marsh được tìm thấy tự nhiên trong trạng thái tự do như là một hỗn hợp với carbon dioxide hoặc nitơ. Nó xảy ra như là một kết quả của sự phân hủy các chất hữu cơ. Theo quy định, chúng nằm dưới nước và không được tiếp cận với các nhà máy không khí.

Than - một nơi khác mà khí đốt đầm lầy dễ cháy được hình thành. Nó tích tụ trong các khối đá sau khi phân hủy cặn hữu cơ. Nhiều lỗ trống góp phần này. Các khí này thoát ra khi một lỗ được tạo ngẫu nhiên xuất hiện.

Địa điểm giáo dục

Mặc dù tên khá rõ ràng của nó, khí đốt đầm lầy (hoặc đúng hơn, khí mê-tan) cũng được giải phóng từ các vết nứt đất bên cạnh các mỏ dầu. Những trường hợp đầu tiên được ghi nhận ở Hoa Kỳ trên bờ sông Allegheny, cũng như ở Nga trong vùng Caspian. Tại Baku vì lý do này, trong một thời gian dài, đã có một huyền thoại về những chiếc đèn bí ẩn của Baku. Hiện tượng thiên nhiên hóa ra với hỗn hợp khí carbon dioxide, nitơ và dầu.

Với sự phát triển của ngành công nghiệp và công nghệ khai thác mỏ, người ta đã học cách sử dụng lượng mê-tan được phân bổ. Nhà máy đầu tiên xuất hiện ở Pennsylvania. Bể chứa khí được đặc trưng bởi thực tế là nó được hình thành liên tục, nó có thể được tìm thấy trong đầm lầy hoặc ao. Thường thì chỉ cần chạm vào bùn với một cây gậy. Sau đó, bong bóng khí nổi lên mặt nước.

Cơ sở của khí đầm lầy

Sự hình thành thành phần chính của khí tự nhiên (khí mê-tan) được hỗ trợ bởi vi khuẩn. Bởi vì chúng, sự lên men của cây cellulose, thúc đẩy sự xuất hiện của mê-tan. Loại khí mêan sạch nhất được cho là đặc trưng của núi lửa bùn bùn Absheron và Kerch.

Ngoài ra, nó xảy ra ở các mỏ muối, lò xo và các hạt nhân đục - lỗ và vết nứt, nằm ở chân núi lửa. Methane có trong ruột người. Nó chứa các sản phẩm của hơi thở ra của một số động vật. Một trong những bằng chứng bằng văn bản đầu tiên của chất này có thể được coi là tác phẩm của nhà văn cổ Pliny, người đã đề cập đến các hợp chất dễ bắt lửa bằng khí.

Nguy cơ nổ

Hầu hết tất cả, khí đầm lầy được biết đến vì tính chất phá hoại của nó. Khi cháy trong một hỗn hợp với không khí, nó gây ra một vụ nổ. Lý do cho điều này là các tính chất của mê-tan. Sự bùng nổ của khí đầm lầy và các hợp chất tương tự trong một thời gian dài những người sợ hãi giải thích những gì đã xảy ra với mê tín. Nguyên nhân của dị thường trở nên rõ ràng chỉ sau một nghiên cứu khoa học về hiện tượng này.

Khí đầm lầy, mêtan và các hợp chất gây nổ khác thúc đẩy mọi người phát minh ra đèn Davy. Nó bắt đầu được sử dụng cả ở đầm lầy và trong các mỏ than. Trong bóng đèn này, các sản phẩm đốt đã được loại bỏ bằng một lưới đặc biệt, loại bỏ khả năng gây cháy một hỗn hợp khí dễ cháy.

Lịch sử khám phá

Một đóng góp to lớn cho việc nghiên cứu khí đầm lầy (metan) được thực hiện bởi nhà khoa học người Ý Allesandro Volta. Năm 1776, ông đã chứng minh rằng chất này khác với hydro, vì nó cần gấp đôi oxy cho quá trình đốt. Thêm vào đó, Volta đã xác định rằng khí đốt đầm lầy là nguồn axit cacbonic.

Người Ý đã phát hiện mê-tan trên biên giới của Thụy Sĩ và Ý bên cạnh Hồ Maggiore. Nét cảm hứng của nhà khoa học là bài báo của nhà khoa học Mỹ và chính sách của Benjamin Franklin về hiện tượng "không khí dễ cháy". Volta là người đầu tiên nhận khí mê-tan, thu khí gas phát ra từ đầm lầy.

Tiếp tục nghiên cứu

Các nhà nghiên cứu quan trọng khác của hiện tượng tự nhiên là nhà hóa học người Pháp Claude Berthollet và nhà hóa học người Anh William Henry. Cuối cùng của chúng năm 1805 xác định thành phần của khí đầm lầy và phân biệt nó với ethylene (cái gọi là dầu khí).

Câu đố của chất bùng nổ đã được giấu trong thành phần chính của nó - mêtan. Nó được định nghĩa như một loại khí hydrocarbon nhẹ (không giống như khí hydrocarbon nặng của ethylene). Theo thời gian, một thuật ngữ khác đã được thiết lập - hydrogen chloride. Nghiên cứu của Henry tiếp tục được John Dalton và Jens Jacob Berzelius tiếp tục.

Năm 1813, một nhà hóa học học người Anh, Humphry Davy, tiến hành phân tích khí mỏ và kết luận rằng chất này là hỗn hợp của metan, cacbonic anhydrit và nitơ. Vì vậy, nó đã được chứng minh rằng hỗn hợp dễ cháy, mà nổi bật trong các mỏ, là giống hệt nhau với một hỗn hợp tương tự trong đầm lầy.

Ảnh hưởng đến sinh thái

Metan đặc trưng cho khí đầm lầy là do phản ứng hóa học nhất định. Trước hết, đây là sự chưng cất khô của chất hữu cơ (ví dụ như than bùn hoặc gỗ). Khí methane tinh khiết thu được bằng cách phân hủy nước metyl kẽm (oxit kẽm được tạo ra). Ngày nay, chất này thu hút sự chú ý của nhiều nhà sinh thái học vì sự tham gia của họ trong việc hình thành hiệu ứng nhà kính. Điều này là do sự tích tụ mê-tan trong bầu khí quyển của trái đất. Khí đầm lầy hấp thụ bức xạ nhiệt trong vùng hồng ngoại của quang phổ. Theo tham số này, nó chỉ đứng sau CO2 nguyên chất. Các nhà môi trường ước tính sự đóng góp của khí mê-tan vào sự gia tăng hiệu ứng nhà kính trong khoảng 30%.

Các tính chất, thành phần, công thức hoá học của khí đốt đầm lầy hiện đang được nghiên cứu như là một phần của một nghiên cứu về ảnh hưởng của nó lên bầu khí quyển của hành tinh chúng ta. Với số lượng tự nhiên được tự nhiên tạo ra, nó không phải là nguy hiểm như là một nguyên nhân của hiệu ứng nhà kính. Tuy nhiên, vấn đề là một lượng lớn khí mê-tan xâm nhập bầu khí quyển do lỗi của dân chúng. Tương tự khí đốt đầm lầy được sản xuất ở tất cả các loại hình doanh nghiệp. Đây là cái gọi là khí mê-tan (abiogenic metane). Vụ xảy ra ở đầm lầy được coi là sinh học - tức là, phát sinh từ việc chuyển đổi chất hữu cơ.

Methanogenesis

Sự tổng hợp khí mê-tan (và do đó sự xuất hiện của một khí đầm lầy) cũng được gọi là sự phát sinh methanogenesis. Trong quá trình này, vi khuẩn cổ khuẩn tham gia. Họ là aerobic, nghĩa là họ có thể nhận được năng lượng cho cuộc sống, tránh oxy. Archaea không có bào quan màng và nhân.

Các vi khuẩn tạo ra mêtan, phục hồi các hợp chất carbon đơn với các cồn cacbon và hợp chất một-cacbon. Một cách khác là sự không tương xứng của acetate. Năng lượng sinh ra từ vi khuẩn được biến đổi bởi các enzym tổng hợp ATP. Trong methanogenesis liên quan đến một loạt các phân tử: coenzyme, methanol, tetrahydrometanopterine, vv

Methanogen

Khoa học biết đến 17 chi và 50 loài khảo cổ, có khả năng tạo ra nền tảng của khí đầm lầy. Chúng hình thành các quần thể đa bào nguyên thủy. Bộ gen được nghiên cứu nhiều nhất của các archaeos là Methanosarcina acetivorans. Chúng biến đổi thành acetate và methane carbon monoxide, sử dụng cho enzyme acetate và phosphotransacetylase này. Ngoài ra còn có một lý thuyết cho rằng các archaeos này trong thời cổ đại có thể đã được biến đổi thành thioester, với điều kiện là trong những con silts sau đó có nồng độ sắt sulfua cao.

Nguyên nhân cháy rừng

Với sự phát xạ và nồng độ đầy đủ, khí đầm lầy, bốc cháy, có thể gây ra than bùn than bùn và tự nhiên. Hôm nay có một toàn bộ phức tạp của cuộc đấu tranh chống lại các hiện tượng như vậy. Các dịch vụ đặc biệt tiến hành giám sát khí đốt ở hầu hết các vùng đầm lầy. Họ có trách nhiệm ngăn ngừa và kiểm soát định lượng tỷ lệ các thành phần của một loại khí có khả năng gây nguy hiểm.

Ví dụ, một trong những ngập úng nhất trong khu vực Moscow là khu vực phía đông Shatursky. Ở vùng biển có rất nhiều loài cá (cá chép, cá ngừ, gò má, cá chép, cá chép, cá chép), cá sấu, ếch, rắn, xạ hương, chim (egrets, drink, waders, เป็ด). Xương của tất cả các động vật này chứa phốt pho. Nó được xử lý bởi vi khuẩn, sau đó một số chất khác xuất hiện. Đây là diphosphine và phosphine. Họ là những người khởi xướng chính phản ứng dây chuyền đối với sự cháy tự phát. Các đám cháy bắt đầu theo cách này là một vấn đề nghiêm trọng về môi trường. Từ đám cháy ở đầm lầy, không chỉ rừng, mà còn cả đất than bùn cháy. Lửa có thể lan rộng vào chúng. Những đầm lầy than bùn này có thể cháy trong nhiều năm.

Tại Nga, khoảng hai phần ba số mương trên thế giới được tập trung. Chúng được tìm thấy ở trung tâm của vùng châu Âu của đất nước, ở Tây Siberia và Kamchatka. Tổng diện tích đất ngập nước ở Nga là khoảng 340 triệu héc-ta, trong đó 210 lớp phủ được bao phủ bởi lớp phủ rừng. Hầu hết khí đốt được sản xuất vào mùa hè. Trong thời kỳ này, khoảng hai và một nửa kilômét mêtan có thể được giải phóng mỗi ha mỗi ngày trên khu vực.

Tương tác với oxy và clo

Một khí tự nhiên đầm lầy, có công thức hóa học là CH ₄ , cháy với một ngọn lửa nhạt sáng rực. Sự bùng nổ mạnh nhất xảy ra khi đốt trong một hỗn hợp có chứa 7-8 thể tích không khí và 2 thể tích oxy. Khí nhẹ hòa tan trong nước (không giống như cồn). Nó chỉ phản ứng với halogen.

Khi phản ứng với chlorine, khí đầm lầy tạo thành methyl chloride CH ₃ Cl. Chất này thu được bằng phương tiện phòng thí nghiệm. Đối với điều này, khí hydrocloric được chuyển tới một dung dịch đun sôi của rượu metyl và kẽm clorua chảy. Kết quả là một loại khí không màu, một đặc điểm đặc trưng của nó là một mùi thơm dễ chịu về tinh thần với hương vị ngọt ngào. Dưới áp lực mạnh hoặc làm mát, nó dày lên thành chất lỏng.

Ứng dụng và phản ứng với halogen

Metan (khí đầm), công thức và ứng dụng của nó như là nhiên liệu được nghiên cứu trong chương trình giảng dạy của trường học, tích cực tương tác với halogen. Theo các phản ứng thay thế với các chất này, các hợp chất sau được hình thành: bromua, clorua, florua và methylene fluoride. Loại thứ hai được thu được bởi nhà hóa học người Nga Alexander Butlerov. Methylene Iodide là chất lỏng màu vàng nhạt khúc xạ mạnh. Nhiệt độ sôi của nó là 180 ° C.

Tên của khí đốt đầm lầy hoàn toàn được thay thế bởi halogen là gì? Đây là carbon tetrachloride. Nó đã được phát hiện bởi nhà hóa học người Pháp Henri Reno năm 1839. Đây là chất lỏng có mùi đặc trưng. Nó có tác dụng gây mê. Một chất tương tự khác là carbon tetrabromide. Nó được chiết xuất từ tro từ cây biển.

Nguy hiểm cho sức khoẻ

Bản thân nó là một khí mê-tan mê lơ là vô sinh vật lý. Nó đề cập đến hydrocarbon parafin không độc hại. Nhóm các chất này được đặc trưng bởi tính trơ hoá học và khả năng hòa tan trong huyết tương kém. Không khí có nồng độ khí swamp cao có thể giết chết một người chỉ khi anh ta bị thiếu oxy.

Dấu hiệu ngưng thở ban đầu xuất hiện khi hàm lượng metan từ 30%. Trong trường hợp này, khối lượng của hơi thở tăng, xung trở nên nhanh hơn, sự phối hợp của các chuyển động cơ bị gián đoạn. Nhưng khả năng xảy ra các trường hợp như vậy rất nhỏ. Thực tế là mêtan nhẹ hơn không khí, ngăn không cho nó tích tụ trong các tỷ lệ quá mức.

Đồng thời, các nhà nghiên cứu cũng đánh giá hành động của khí gas trên cơ thể con người đối với hoạt động của ete diethyl. Tác động này có thể được đánh đồng với chất ma túy. Những người đã từng làm việc trong các mỏ có hàm lượng mêtan trong một thời gian dài có thể thấy được những thay đổi trong hệ thống thần kinh tự trị (hạ huyết áp, phản xạ phản xạ mắt tích cực ...).