Metan

Z Wikipedii, wolnej encyklopedii
Przejdź do nawigacji Przejdź do wyszukiwania

Metan, CH4organiczny związek chemiczny, najprostszy węglowodór nasycony (alkan). W temperaturze pokojowej jest bezwonnym i bezbarwnym gazem. Jest stosowany jako gaz opałowy i surowiec do syntezy wielu innych związków organicznych.

Diament – minerał z gromady pierwiastków rodzimych. Nazwa pochodzi od stgr. ἀδάμας adamas (dopełniacz ἀδάμαντος adamantos, łac. diamentum) = "niepokonany, niezniszczalny" i nawiązuje do wyjątkowej twardości tego minerału. Jest najtwardszą znaną substancją z występujących w przyrodzie.Klatrat metanu (hydrat metanu, metanowy lód, wodzian metanu) – substancja krystaliczna złożona z cząsteczek wody i metanu.

Budowa cząsteczki[ | edytuj kod]

Cząsteczka metanu ma kształt tetraedru (czworościanu foremnego). Atom węgla wykazuje hybrydyzację sp. Powstałe orbitale tworzą wiązania z czterema atomami wodoru. Wszystkie te wiązania są równocenne (kąty pomiędzy wiązaniami wynoszą 109°28') i bardzo słabo spolaryzowane, co w połączeniu z brakiem wolnych par elektronowych jest powodem względnej trwałości chemicznej tego związku. Może on uczestniczyć tylko w typowych dla alkanów reakcjach (np.: spalanie).

Elektroliza — w chemii i fizyce - ogólna nazwa na wszelkie zmiany struktury chemicznej substancji, zachodzące pod wpływem przyłożonego do niej zewnętrznego napięcia elektrycznego. W węższym zakresie pojęcie to obejmuje tylko procesy rozkładu. Elektrolizie towarzyszyć może (choć nie musi) szereg dodatkowych zjawisk, takich jak dysocjacja elektrolityczna, transport jonów do elektrod, wtórne przemiany jonów na elektrodach i inne. W sensie technologicznym przez elektrolizę rozumie się wszystkie te procesy łącznie.Alkany (łańcuchowe węglowodory nasycone, parafiny od łac. parum affinis – mało reaktywne) – organiczne związki chemiczne zbudowane wyłącznie z atomów węgla i wodoru, przy czym atomy węgla połączone są ze sobą wyłącznie wiązaniami pojedynczymi.

Występowanie[ | edytuj kod]

Metan został odkryty i wyizolowany przez Alessandro Voltę w latach 1776–1778, gdy badał gaz z mokradeł nad jeziorem Maggiore. Powstaje on w przyrodzie w wyniku beztlenowego rozkładu szczątków roślinnych (np. na bagnach), tworząc tzw. gaz błotny. Stanowi też główny składnik gazu kopalnianego i gazu ziemnego (zwykle ≥90%). Głównym źródłem metanu jest gaz ziemny i pokłady węgla (Główny Instytut Górnictwa wskazuje na możliwe zasoby geologiczne metanu w pokładach węgla w Polsce na poziomie 250 mld m). Często występuje w towarzystwie innych węglowodorów, sporadycznie w towarzystwie helu i azotu.

Hydroliza – reakcja podwójnej wymiany (często odwracalna), która przebiega między wodą i rozpuszczoną w niej substancją. W jej wyniku powstają nowe związki chemiczne. Jest szczególnym przypadkiem liolizy (solwolizy). Często przebiega w obecności katalizatorów (kwasów lub zasad). Hydrolizę wykorzystuje się w przemyśle chemicznym (np. hydroliza wielocukrów na cukry proste lub hydroliza chlorobenzenu do fenolu).Archeony, archeany (Archaea) dawniej zwane też archebakteriami, archeobakteriami (Archaebacteria) lub archeowcami – drobne, pierwotnie bezjądrowe, zwykle ekstremofilne jednokomórkowce, tradycyjnie zaliczane wraz z eubakteriami do prokariotów.

Metan atmosferyczny[ | edytuj kod]

Zawartość metanu mierzona do Października 2019. Najwyższa zawartość wynosząca 1900,49ppb została osiągnięta w Listopadzie 2018 roku.

W 2019 roku średni poziom metanu wyniósł 1874,7ppb. Poziom ten jest ponad dwa razy wyższy niż zmierzony kiedykolwiek w ciągu ostatnich 400 000 lat. Historyczne stężenia metanu w ziemskiej atmosferze znajdowały się w przedziale od 300 do 800 ppb.

Spalanie – reakcja chemiczna przebiegająca między materiałem palnym lub paliwem a utleniaczem, z wydzieleniem ciepła i światła. Paliwa i utleniacze mogą występować w trzech stanach skupienia: gazowym, ciekłym i stałym. Powszechnie dostępnym utleniaczem gazowym jest tlen zawarty w powietrzu. Utleniacze ciekłe i stałe są stosowane w silnikach rakietowych.Wiązanie chemiczne według klasycznej definicji to każde trwałe połączenie dwóch atomów. Wiązania chemiczne powstają na skutek uwspólnienia dwóch lub większej liczby elektronów pochodzących bądź z jednego, bądź z obu łączących się atomów lub przeskoku jednego lub większej liczby elektronów z jednego atomu na drugi i utworzenia w wyniku tego tzw. pary jonowej.

Metan jest gazem cieplarnianym, którego potencjał cieplarniany jest 72-krotnie większy niż dwutlenku węgla (w skali 20 lat) lub 25 (w skali 100 lat). Szacuje się, że w 2001 roku metan odpowiadał za 20% wymuszenia radiacyjnego wśród gazów cieplarnianych (wykluczając parę wodną).

Pomiędzy 2015 i 2019 rokiem odnotowano gwałtowny wzrost poziomu atmosferycznego metanu. W lutym 2020 roku doniesiono, że ilość metanu emitowanego przez przemysł paliw kopalnych mógł być znacząco niedoszacowany.

Grupa etylenowa - dwuwartościowa, alkilowa grupa funkcyjna powstała w wyniku oderwania dwóch atomów wodoru od cząsteczki etanu. Może tworzyć dwie różne formy powstałe przez oderwanie różnych atomów wodoru od etanu.Uwodornianie, uwodornienie, hydrogenizacja,hydrogenacja, wodorowanie – reakcja redukcji polegająca na przyłączaniu wodoru do danego związku chemicznego.

Zmiana klimatu może zwiększyć zawartość atmosferycznego metanu poprzez zwiększenie produkcji w naturalnych ekosystemach, tworząc sprzężenie zwrotne klimatu.

Metan wpływa także w niewielkim stopniu na degradację ozonosfery.

Charakterystyczna struktura hydratu gazu. Wydobyte ze strefy subdukcji w stanie Oregon

Klatraty[ | edytuj kod]

Schemat dynamiki klatratów metanu i ich dystrybucji w różnych regionach

Klatraty metanu (hydraty metanu) są układami, w których cząsteczki metanu uwięzione są w krystalicznych strukturach cząsteczek wody. Znaczne pokłady klatratów znajdują się w wiecznych zmarzlinach Arktyki oraz wzdłuż szelfów kontynentalnych pod sedymentami stoków kontynentalnych. Złoża takie występują w strefach stabilności hydratów gazu GHSZ (ang. Gas Hydrate Stability Zone), pod wysokim ciśnieniem (1 do 100MPa; niższe ciśnienie wymaga niższej temperatury) i niską temperaturą (<15 °C; wyższa temperatura wymaga wyższego ciśnienia). Klatraty metanu mogą powstawać z metanu biogenicznego, termogenicznego lub współudziału tych dwóch. Złoża te są zarówno potencjalnymi źródłami paliwa jak i globalnego ocieplenia. Masa węgla w światowych złożach hydratów pozostaje niepewna, szacowano, że wynosi pomiędzy 500Gt a 12 500Gt. Ostatnie szacunki zmalały do ok. 1800Gt węgla. Niepewność ta bierze się z niedostatecznej wiedzy na temat wszystkich pokładów metanu.

Bagno – obszar o utrzymującym się nadmiernym nawilgoceniu, porośnięty przez roślinność przystosowaną do specyficznych warunków związanych z dużym nawilgoceniem. Bagna bardzo często tworzą się w zagłębieniach terenu we wszystkich strefach klimatycznych świata. Największe przestrzenie zajmują jednak na obszarach pokrytych wieczną zmarzliną (Syberia, północna Kanada) i w strefie równikowej. Poza tym tworzą się w dolinach i deltach dużych rzek, na pojezierzach, na płaskich obszarach bezodpływowych, w nieckach krasowych, w odciętych zatokach morskich i nad brzegami mórz i oceanów. W bagnach w wyniku procesów utleniania związków organicznych tworzy się torf.Maggiore (wł. Lago Maggiore lub Lago Verbano, fr. Lac Majeur, niem. Langensee, łac. Lacus Verbanus) – jezioro polodowcowe we Włoszech i Szwajcarii.

Niektóre modele klimatyczne sugerują, że dzisiejsze emisje metanu z dna oceanicznego przypominają te z okresu Paleoceńsko-eoceńskiego maksimum termicznego (PETM) ok. 55.5 milionów lat temu, wciąż brak jednak dowodów na to co dokładnie dzieje się z metanem z rozpadających się klatratów i w jakim stopniu dociera on do atmosfery. Hipoteza pistoletu metanowego przewiduje, że arktyczna emisja metanu pochodząca z klatratów w wiecznej zmarzlinie i dnie morskim może być kolejną przyczyną ocieplania się klimatu. Dane z 2016 roku sugerują, że arktyczna wieczna zmarzlina zanika szybciej niż przewidywano.

Kaloria (łac. calor – ciepło) – historyczna jednostka ciepła, obecnie gdy ciepło jest utożsamiane z energią, jest pozaukładową jednostką energii (skrót cal); często używana jest jednostka wielokrotna kilokaloria (skrót kcal); 1 kcal = 1000 cal. Megakaloria (milion kalorii, skrót Mcal) nosiła kiedyś osobną nazwę "termia" (skrót th, od gr. thermos - ciepły).Odwodornienie (dehydrogenacja) – reakcja chemiczna polegająca na odszczepianiu od cząsteczek atomów wodoru. Jest reakcją odwrotną do uwodorniania.


Podstrony: 1 [2] [3] [4]




Warto wiedzieć że... beta

Science – recenzowane czasopismo naukowe wydawane przez American Association for the Advancement of Science. Ukazuje się jako tygodnik ilustrowany.
Wodór (H, łac. hydrogenium) – pierwiastek chemiczny o liczbie atomowej 1, niemetal z bloku s układu okresowego. Jego izotop, prot, jest najprostszym możliwym atomem, zbudowanym z jednego protonu i jednego elektronu.
Gaz cieplarniany (szklarniowy, z ang. GHG – greenhouse gas) – gazowy składnik atmosfery będący przyczyną efektu cieplarnianego. Gazy cieplarniane zapobiegają wydostawaniu się promieniowania podczerwonego z Ziemi, pochłaniając je i oddając do atmosfery, w wyniku czego następuje zwiększenie temperatury powierzchni Ziemi. W atmosferze występują zarówno w wyniku naturalnych procesów, jak i na skutek działalności człowieka.
Synteza Fischera-Tropscha (w skrócie synteza/reakcja F-T lub FTS) – katalityczna reakcja chemiczna tworzenia węglowodorów z mieszaniny tlenku węgla i wodoru, czyli tak zwanego gazu syntezowego. Celem syntezy F-T jest produkcja paliw płynnych. Jedną z zalet syntezy F-T jest możliwość wytwarzania paliwa wolnego od związków siarki i azotu, a przez to czystszego dla środowiska naturalnego.
Gaz błotny – odkryty w 1776 przez Alessandro Volta palny gaz, którego głównym składnikiem jest metan, powstający w wyniku beztlenowego rozkładu substancji organicznych w przyrodzie. Proces ten zachodzi często na bagnach lub mokradłach (stąd nazwa).
Wydawnictwa Naukowo-Techniczne (WNT) – polskie wydawnictwo założone w 1949 z siedzibą w Warszawie, do 1961 działało pod firmą Państwowe Wydawnictwa Techniczne.
Węglowodory – organiczne związki chemiczne zawierające w swojej strukturze wyłącznie atomy węgla i wodoru. Wszystkie one składają się z podstawowego szkieletu węglowego (powiązanych z sobą atomów węgla) i przyłączonych do tego szkieletu atomów wodoru.

Reklama