Το αέριο που απελευθερώνεται από τον πυθμένα των ταμιευτήρων είναι αέριο μεδυσάρεστη οσμή (ένα άλλο γενικό όνομα είναι το μεθάνιο). Από την άποψη της επιστήμης, αυτή είναι μορφή, ή μεθυλο υδρογόνο. Ως επί το πλείστον, αποτελείται από μεθάνιο (CH4). Μπορεί επίσης να περιέχει άζωτο, αργό, υδρογόνο, φωσφίνη και διοξείδιο του άνθρακα.
Βασικά χαρακτηριστικά
Πρότυπη σύνθεση, χημικός τύπος αερίουβάλτο - όλα αυτά δείχνουν ξεκάθαρα ότι ανήκει στις απλούστερες ενώσεις άνθρακα. Τα υπόλοιπα στοιχεία ομαδοποιούνται γύρω από αυτό το στοιχείο. Το αέριο έλους εμφανίζεται φυσικά σε ελεύθερη κατάσταση ως μείγμα με διοξείδιο του άνθρακα ή άζωτο. Εμφανίζεται ως αποτέλεσμα της αποσύνθεσης της οργανικής ύλης. Κατά κανόνα, αυτά είναι φυτά που παγιδεύονται κάτω από το νερό και στερούνται πρόσβασης στον αέρα.
Τα ανθρακωρυχεία είναι ένα άλλο μέρος όπουσχηματίζεται εύφλεκτο βάλτο αέριο. Συσσωρεύεται ανάμεσα σε βράχους μετά την αποσύνθεση των οργανικών υπολειμμάτων. Αυτό διευκολύνεται από πολλά κενά. Τέτοια αέρια εκτοξεύονται όταν εμφανίζεται μια τυχαία διαμορφωμένη οπή
Τόποι εκπαίδευσης
Παρά το μάλλον σαφές όνομά του,Το αέριο έλικας (πιο συγκεκριμένα, μεθάνιο) απελευθερώνεται επίσης από ρωγμές γης κοντά σε πετρελαιοπηγές. Οι πρώτες τέτοιες περιπτώσεις καταγράφηκαν στις Ηνωμένες Πολιτείες της Αμερικής στις όχθες του ποταμού Allegheny, καθώς και στη Ρωσία στην περιοχή της Κασπίας. Για αυτόν τον λόγο, υπήρχε ένας θρύλος στο Μπακού εδώ και πολύ καιρό για τις μυστηριώδεις πυρκαγιές του Μπακού. Το φυσικό φαινόμενο αποδείχθηκε ότι ήταν αέριο ελάτης αναμεμιγμένο με διοξείδιο του άνθρακα, άζωτο και ατμούς ελαίου.
Με την ανάπτυξη της βιομηχανίας και της εξορυκτικής τεχνολογίαςορυκτά άτομα έχουν μάθει να χρησιμοποιούν το απελευθερούμενο μεθάνιο. Το πρώτο τέτοιο φυτό εμφανίστηκε στην Πενσυλβάνια. Το αέριο έλους διαφέρει στο ότι σχηματίζεται συνεχώς, μπορεί να βρεθεί σε οποιοδήποτε βάλτο ή λίμνη. Συχνά αρκεί να αγγίξεις το λάσπη με ένα ραβδί. Μετά από αυτό, οι φυσαλίδες αερίου επιπλέουν στην επιφάνεια του νερού.
Βάση αερίου βάλτων
Σχηματισμός του κύριου συστατικού του φυσικού αερίουΒοήθησαν τα βακτήρια (μεθάνιο). Λόγω αυτών, ξεκινά η ζύμωση φυτικών ινών, συμβάλλοντας στην εμφάνιση μεθανίου. Το καθαρότερο μεθάνιο πιστεύεται ότι είναι χαρακτηριστικό των ηφαιστείων της χερσονήσου Apsheron και Kerch.
Επιπλέον, εμφανίζεται σε αποθέσεις αλατιού,ελατήρια και αναθυμιάσεις - τρύπες και ρωγμές που βρίσκονται στους πρόποδες των ηφαιστείων. Το μεθάνιο είναι παρόν στο ανθρώπινο έντερο. Περιέχει τα προϊόντα της αναπνοής ορισμένων ζώων. Ένα από τα πρώτα γραπτά στοιχεία αυτής της ουσίας μπορεί να θεωρηθεί έργα του αρχαίου συγγραφέα Pliny, ο οποίος ανέφερε αέρια καύσιμα συστατικά.
Κίνδυνος έκρηξης
Το βενζινάδικο είναι γνωστότεροτις δικές του καταστρεπτικές ιδιότητες. Όταν αναφλέγεται σε μείγμα με αέρα, προκαλεί έκρηξη. Αυτό οφείλεται στις ιδιότητες του μεθανίου. Η έκρηξη του βάλτου αερίου και παρόμοιων ενώσεων για πολύ καιρό τρομοκρατούσε ανθρώπους που εξήγησαν τι συνέβαινε με δεισιδαιμονίες. Οι λόγοι για την ανωμαλία έγιναν σαφείς μόνο μετά από επιστημονική έρευνα αυτού του φαινομένου.
Βαλτό αέριο, μεθάνιο και άλλα εκρηκτικάενώσεις ώθησαν τους ανθρώπους να εφεύρουν τη λάμπα Davy. Άρχισε να χρησιμοποιείται τόσο σε βάλτους όσο και σε ανθρακωρυχεία. Σε αυτήν τη λάμπα, τα προϊόντα καύσης αφαιρέθηκαν χρησιμοποιώντας ένα ειδικό πλέγμα, λόγω του οποίου αποκλείστηκε η δυνατότητα ανάφλεξης ενός μίγματος καύσιμου αερίου.
Ιστορικό ανακαλύψεων
Μεγάλη συμβολή στη μελέτη του αερίου ερυθρών (μεθάνιο)συνεισφέρει ο Ιταλός επιστήμονας Allesandro Volta. Το 1776, απέδειξε ότι αυτή η ουσία είναι διαφορετική από το υδρογόνο, καθώς χρειάζεται δύο φορές περισσότερο οξυγόνο για να καεί. Επιπλέον, ήταν η Volta που διαπίστωσε ότι το αέριο βάλτο είναι πηγή ανθρακικού οξέος.
Ο Ιταλός ανακάλυψε μεθάνιο στα ελβετικά σύνορα καιΙταλία κοντά στη λίμνη Maggiore. Η έμπνευση για τον επιστήμονα ήταν ένα άρθρο του Αμερικανού επιστήμονα και πολιτικού Benjamin Franklin σχετικά με το φαινόμενο του "καύσιμου αέρα". Η Volta ήταν η πρώτη που έλαβε μεθάνιο συλλέγοντας το αέριο που παράγεται από το βάλτο.
Συνεχής έρευνα
Άλλοι σημαντικοί ερευνητές φυσικώνΤα φαινόμενα ήταν ο Γάλλος χημικός Claude Berthollet και ο Βρετανός χημικός William Henry. Το τελευταίο από αυτά, το 1805, καθόρισε τη σύνθεση του αερίου ελάφι και το διέκρινε από το αιθυλένιο (το λεγόμενο αέριο πετρελαίου).
Το μυστήριο μιας εκρηκτικής ουσίας ήταν κρυμμένο στο δικό τουτο κύριο συστατικό είναι το μεθάνιο. Έχει ταυτοποιηθεί ως ένα αέριο ελαφρού υδρογονάνθρακα (σε αντίθεση με ένα αιθυλένιο βαρύ υδρογονάνθρακα). Με την πάροδο του χρόνου, ένας άλλος όρος έχει καθιερωθεί - μεθυλικό υδρογόνο Η έρευνα του Henry συνεχίστηκε από τους John Dalton και Jens Jacob Berzelius.
Το 1813 ο Άγγλος χημικός και γεωλόγος Humphrey Davyδιενήργησε ανάλυση του fireamp και κατέληξε στο συμπέρασμα ότι αυτή η ουσία είναι ένα μείγμα μεθανίου, ανθρακικού ανυδρίτη και αζώτου. Έτσι αποδείχθηκε ότι το καύσιμο μείγμα που απελευθερώνεται σε ορυχεία είναι πανομοιότυπο με ένα παρόμοιο μείγμα σε βάλτους.
Επιπτώσεις στο περιβάλλον
Παράγεται το χαρακτηριστικό του μεθανίου του ερυθρού αερίουλόγω ορισμένων χημικών αντιδράσεων. Πρώτα απ 'όλα, αυτή είναι η ξηρή απόσταξη οργανικής ύλης (για παράδειγμα τύρφης ή ξύλου). Το χημικώς καθαρό μεθάνιο λαμβάνεται με την αποσύνθεση του μεθυλίου ψευδαργύρου με νερό (παράγεται οξείδιο του ψευδαργύρου). Σήμερα, αυτή η ουσία προσελκύει την προσοχή πολλών περιβαλλοντολόγων λόγω της συμμετοχής της στο σχηματισμό του φαινομένου του θερμοκηπίου. Αυτό οφείλεται στη συσσώρευση μεθανίου στην ατμόσφαιρα της Γης. Το αέριο βάλτων απορροφά θερμική ακτινοβολία στην υπέρυθρη περιοχή του φάσματος. Σύμφωνα με αυτήν την παράμετρο, είναι το δεύτερο μόνο μετά από καθαρό διοξείδιο του άνθρακα. Οι περιβαλλοντολόγοι εκτιμούν τη συμβολή του μεθανίου στην ενίσχυση του φαινομένου του θερμοκηπίου στο 30% περίπου.
Ιδιότητες, σύνθεση, χημικός τύπος αερίουΤο έλος μελετάται σήμερα ως μέρος μιας μελέτης για την επίδρασή του στην ατμόσφαιρα του πλανήτη μας. Σε φυσικές ποσότητες που παράγονται από τη φύση, δεν ήταν επικίνδυνο ως αιτία του φαινομένου του θερμοκηπίου. Ωστόσο, το πρόβλημα είναι ότι μια τεράστια ποσότητα μεθανίου εισέρχεται στην ατμόσφαιρα λόγω της βλάβης των ίδιων των ανθρώπων. Ένα ανάλογο ερυθρού αερίου παράγεται σε διάφορες επιχειρήσεις. Αυτό είναι το λεγόμενο αβιογενές μεθάνιο. Αυτό που προκύπτει στους βάλτους θεωρείται βιογενές - δηλαδή, που προκύπτει από τους μετασχηματισμούς της οργανικής ύλης.
Μεθανογένεση
Βιοσύνθεση μεθανίου (και ως εκ τούτου η εμφάνισηβάλτο αέριο) ονομάζεται επίσης μεθανογένεση. Τα βακτήρια Archaea εμπλέκονται σε αυτήν τη διαδικασία. Είναι αερόβια, δηλαδή μπορούν να λάβουν ενέργεια για τη ζωή, χωρίς οξυγόνο. Το Archaea στερείται οργανικών μεμβρανών και πυρήνων.
Τα βακτήρια παράγουν μεθάνιο με αναπλήρωσηενώσεις ενός άνθρακα που χρησιμοποιούν αλκοόλες άνθρακα και ενώσεις ενός άνθρακα. Ένας άλλος τρόπος είναι να είναι δυσανάλογα οξεικός. Η ενέργεια που παράγεται από βακτήρια μεταμορφώνεται από τα ένζυμα ATP συνθάσης. Μια ποικιλία μορίων εμπλέκονται στη μεθανογένεση: συνένζυμα, μεθανοφουράνιο, τετραϋδρομεθανοπτερίνη κ.λπ.
Μεθανογόνα
Η επιστήμη γνωρίζει 17 γένη και 50 είδη αρχαίων,ικανός να παράγει μια βάση αερίου βάλτου. Σχηματίζουν πρωτόγονες πολυκυτταρικές αποικίες. Το πιο μελετημένο γονιδίωμα τέτοιων αρχαίων είναι το Methanosarcina acetivorans. Μετατρέπουν το μονοξείδιο του άνθρακα σε οξικά και μεθάνιο χρησιμοποιώντας τα ένζυμα οξική κινάση και φωσφοτρανσακετυλάση. Υπάρχει επίσης μια θεωρία ότι αυτές οι αρχαίες αρχαίες εποχές θα μπορούσαν να μετατραπούν σε θειοαιθέρα, υπό τον όρο ότι υπήρχε υψηλή συγκέντρωση θειούχου σιδήρου στο τότε λάσπη.
Αιτία δασικών πυρκαγιών
Με επαρκή εκπομπή και συγκέντρωση, έλοςΤο αέριο, όταν αναφλεγεί, μπορεί να προκαλέσει μεγάλη φυσική τύρφη και δασική πυρκαγιά. Σήμερα υπάρχει ένα ολόκληρο σύμπλεγμα καταπολέμησης τέτοιων φαινομένων. Οι ειδικές υπηρεσίες πραγματοποιούν παρακολούθηση φυσικού αερίου στις πιο βαλτώδεις περιοχές. Είναι υπεύθυνοι για την πρόληψη και τον ποσοτικό έλεγχο της αναλογίας των συστατικών του δυνητικά επικίνδυνου αερίου.
Για παράδειγμα, ένα από τα πιο κολλημέναΗ περιοχή της Μόσχας είναι η ανατολική συνοικία Shatursky. Υπάρχουν πολλά ψάρια (σταυροί, κούρνιασμα, γοβιές, κυπρίνοι, λούτσοι, κυπρίνοι), νεύροι, βάτραχοι, φίδια, μοσχάρι, πουλιά (ερωδιοί, ποτά, βότανα, πάπιες) στις δεξαμενές του. Τα οστά όλων αυτών των ζώων περιέχουν φώσφορο. Επεξεργάζεται από βακτήρια, μετά τα οποία εμφανίζονται πολλές άλλες ουσίες. Αυτά είναι διφωσφίνη και φωσφίνη. Αυτοί είναι οι κύριοι εκκινητές της αλυσιδωτής αντίδρασης αυτόματης καύσης. Οι πυρκαγιές που ξεκίνησαν με αυτόν τον τρόπο είναι ένα σοβαρό περιβαλλοντικό πρόβλημα. Από πυρκαγιές σε βάλτους, όχι μόνο καίγονται δάση αλλά και τύρφη. Η φωτιά μπορεί να εξαπλωθεί βαθιά μέσα τους. Τέτοια τύρφη μπορεί να κάψουν για χρόνια.
Περίπου τα δύο τρίτα όλωνβάλτους του κόσμου. Βρίσκονται στο κέντρο του ευρωπαϊκού τμήματος της χώρας, στη Δυτική Σιβηρία και στην Καμτσάτκα. Η συνολική έκταση των τυρφώνων στη Ρωσία είναι περίπου 340 εκατομμύρια εκτάρια, εκ των οποίων τα 210 καλύπτονται με δασική κάλυψη. Το μεγαλύτερο μέρος του αερίου παράγεται το καλοκαίρι. Κατά τη διάρκεια μιας τέτοιας περιόδου, περίπου δυόμισι κιλά μεθανίου μπορούν να απελευθερωθούν σε έκταση ενός εκταρίου την ημέρα.
Αλληλεπίδραση με οξυγόνο και χλώριο
Φυσικό αέριο, ο χημικός τύπος του οποίου είναι CH4, καίγεται με μια ελαφρώς λαμπερή ανοιχτή φλόγα.Η ισχυρότερη έκρηξη συμβαίνει όταν αναφλεγεί σε ένα μείγμα που περιέχει 7-8 όγκους αέρα και 2 όγκους οξυγόνου. Το αέριο είναι ελαφρώς διαλυτό στο νερό (σε αντίθεση με το αλκοόλ). Αντιδρά αποκλειστικά με αλογόνα.
Όταν αλληλεπιδρά με χλώριο, το αέριο έλους σχηματίζει μεθυλοχλωρίδιο CH3Κλ. Αυτή η ουσία λαμβάνεται με εργαστηριακό τρόπο.Για αυτό, το υδροχλωρικό αέριο διοχετεύεται σε ένα διάλυμα ζέσεως μεθυλικής αλκοόλης και τετηγμένου χλωριούχου ψευδαργύρου. Το αποτέλεσμα είναι ένα άχρωμο αέριο που χαρακτηρίζεται από ευχάριστη, αιθέρια οσμή με γλυκιά γεύση. Υπό ισχυρή πίεση ή ψύξη, πυκνώνει σε ένα υγρό.
Εφαρμογές και αντιδράσεις με αλογόνα
Τύπος και εφαρμογή μεθανίου (βάλτο αερίου)το οποίο μελετάται ως καύσιμο στο σχολικό πρόγραμμα, αλληλεπιδρά ενεργά με τα αλογόνα. Ως αποτέλεσμα αντιδράσεων υποκατάστασης με αυτές τις ουσίες, σχηματίζονται οι ακόλουθες ενώσεις: βρωμιούχο, χλωριούχο, φθόριο και μεθυλενοφθορίδιο. Το τελευταίο από αυτά αποκτήθηκε για πρώτη φορά από τον Ρώσο χημικό Alexander Butlerov. Το ιωδιούχο μεθυλένιο είναι ένα κιτρινωπό υγρό που διαθλά το φως. Το σημείο βρασμού του είναι 180 ° C.
Ποιο είναι το όνομα του βάλτου, αντικαθίσταται πλήρωςαλογόνα; Είναι τετραχλωράνθρακας. Ανακαλύφθηκε από τον Γάλλο χημικό Henri Regnault το 1839. Είναι υγρό με χαρακτηριστική πικάντικη μυρωδιά. Έχει αναισθητικό αποτέλεσμα. Μια άλλη παρόμοια ουσία είναι το τετραβρωμίδιο του άνθρακα. Εξάγεται από στάχτη από θαλάσσια φυτά.
Κίνδυνος υγείας
Από μόνη της, το μεθάνιο ελάφι είναι φυσιολογικάαβλαβής. Ανήκει σε μη τοξικούς παραφινικούς υδρογονάνθρακες. Αυτή η ομάδα ουσιών είναι χημικά αδρανής και ελάχιστα διαλυτή στο πλάσμα του αίματος. Ο αέρας με υψηλή συγκέντρωση αερίου βάλτου μπορεί να σκοτώσει ένα άτομο μόνο εάν δεν διαθέτει οξυγόνο.
Αρχικά σημάδια ασφυξίας (ασφυξία)εμφανίζονται σε περιεκτικότητα σε μεθάνιο 30%. Σε αυτήν την περίπτωση, ο όγκος της αναπνοής αυξάνεται, ο παλμός γίνεται συχνότερος και ο συντονισμός των μυϊκών κινήσεων διαταράσσεται. Αλλά η πιθανότητα τέτοιων περιπτώσεων είναι εξαιρετικά μικρή. Το γεγονός είναι ότι το μεθάνιο είναι ελαφρύτερο από τον αέρα, γεγονός που το εμποδίζει να συσσωρεύεται σε υπερβολικές αναλογίες.
Ταυτόχρονα, οι ερευνητές εξισώνουν τη δράσηβάλτε αέριο στην ανθρώπινη ψυχή με τη δράση του διαιθυλαιθέρα Ένα παρόμοιο αποτέλεσμα μπορεί να εξομοιωθεί με ένα ναρκωτικό. Άτομα που έχουν εργαστεί για μεγάλο χρονικό διάστημα σε ορυχεία με υψηλή συγκέντρωση μεθανίου εμφανίζουν αλλαγές στο αυτόνομο νευρικό σύστημα (υπόταση, θετικό καρδιακό αντανακλαστικό κ.λπ.).
