Het gas dat vrijkomt uit de bodem van waterlichamen is moerasgasonaangename geur (een andere generieke naam is methaan). Vanuit wetenschappelijk oogpunt is dit vorm, of methylwaterstof. Meestal bestaat het uit methaan (CH4). Het kan ook stikstof, argon, waterstof, fosfine en kooldioxide bevatten.
Belangrijkste kenmerken
Standaardsamenstelling, chemische formule van gasmoeras - dit alles toont duidelijk aan dat het tot de eenvoudigste koolstofverbindingen behoort. De rest van de componenten zijn gegroepeerd rond dit element. Moerasgas komt van nature in vrije toestand voor als een mengsel met kooldioxide of stikstof. Het is het resultaat van de afbraak van organisch materiaal. In de regel zijn dit planten die onder water vastzitten en geen toegang hebben tot lucht.
De kolenmijnen zijn een andere plaats waarer ontstaat brandbaar moerasgas. Het hoopt zich op tussen rotsen na de ontbinding van organische overblijfselen. Dit wordt mogelijk gemaakt door talrijke holtes. Dergelijke gassen worden uitgestoten wanneer er een toevallig gat verschijnt.
Plaatsen van onderwijs
Ondanks zijn nogal eenduidige naam,veengas (meer bepaald methaan) komt ook vrij uit aardscheuren bij olievelden. De eerste van dergelijke gevallen werden geregistreerd in de Verenigde Staten van Amerika aan de oevers van de rivier de Allegheny, evenals in Rusland in de Kaspische regio. Om deze reden bestaat er in Baku al heel lang een legende over de mysterieuze Baku-lichten. Het natuurlijke fenomeen bleek moerasgas te zijn vermengd met kooldioxide, stikstof en oliedampen.
Met de ontwikkeling van industrie- en mijnbouwtechnologiemineralen mensen hebben geleerd om het vrijkomende methaan te gebruiken. De eerste dergelijke plant verscheen in Pennsylvania. Moerasgas verschilt doordat het continu wordt gevormd, het kan in elk moeras of vijver worden gevonden. Vaak is het voldoende om het slib met een stok aan te raken. Daarna drijven gasbellen naar het wateroppervlak.
Moerasgasbasis
Vorming van het hoofdbestanddeel van aardgas(methaan) bacteriën helpen. Door hen begint de fermentatie van plantaardige vezels, wat bijdraagt aan het verschijnen van methaan. Aangenomen wordt dat het zuiverste methaan kenmerkend is voor de moddervulkanen van de schiereilanden Apsheron en Kerch.
Bovendien komt het voor in zoutafzettingen,bronnen en fumarolen - gaten en scheuren aan de voet van vulkanen. Methaan is aanwezig in de menselijke darm. Het bevat de producten van de adem van sommige dieren. Een van de eerste schriftelijke bewijzen van deze stof kan worden beschouwd als de werken van de oude schrijver Plinius, die gasvormige brandbare verbindingen noemde.
Explosiegevaar
Moerasgas is het meest bekend omzijn eigen destructieve eigenschappen. Wanneer het wordt ontstoken in een mengsel met lucht, veroorzaakt het een explosie. Dit komt door de eigenschappen van methaan. De explosie van moerasgas en soortgelijke verbindingen maakte lange tijd mensen bang die uitlegden wat er gebeurde met bijgeloof. De oorzaken van de anomalie werden pas duidelijk na wetenschappelijk onderzoek van dit fenomeen.
Moerasgas, methaan en ander explosiefverbindingen zetten mensen ertoe aan de Davy-lamp uit te vinden. Het werd zowel in moerassen als in kolenmijnen gebruikt. Bij deze lamp werden verbrandingsproducten verwijderd met behulp van een speciaal rooster, waardoor de mogelijkheid van ontsteking van een brandbaar gasmengsel werd uitgesloten.
Ontdekkingsgeschiedenis
Grote bijdrage aan de studie van moerasgas (methaan)bijgedragen door de Italiaanse wetenschapper Allesandro Volta. In 1776 bewees hij dat deze stof anders is dan waterstof, omdat het twee keer zoveel zuurstof nodig heeft om te verbranden. Bovendien was het Volta die ontdekte dat moerasgas een bron is van koolzuur.
Italiaanse ontdekte methaan aan de Zwitserse grens enItalië in de buurt van het Lago Maggiore. De inspiratie voor de wetenschapper was een artikel van de Amerikaanse wetenschapper en politicus Benjamin Franklin over het fenomeen "brandbare lucht". Volta was de eerste die methaan won door gas te verzamelen dat door het moeras werd geproduceerd.
Voortdurend onderzoek
Andere belangrijke onderzoekers van natuurlijkverschijnselen waren de Franse chemicus Claude Berthollet en de Britse chemicus William Henry. De laatsten bepaalden in 1805 de samenstelling van het moerasgas en maakten het onderscheid van ethyleen (het zogenaamde oliegas).
Het mysterie van een explosieve substantie was verborgen in de zijnehet belangrijkste bestanddeel is methaan. Het is gedefinieerd als een licht koolwaterstofgas (in tegenstelling tot een zwaar koolwaterstofgas ethyleen). In de loop van de tijd is een andere term ingeburgerd: methylwaterstof. Henry's onderzoek werd voortgezet door John Dalton en Jens Jacob Berzelius.
In 1813, Engels chemicus en geoloog Humphrey Davydeed een analyse van mijngas en kwam tot de conclusie dat deze stof een mengsel is van methaan, koolzuuranhydride en stikstof. Zo werd bewezen dat het brandbare mengsel dat in mijnen vrijkomt, identiek is aan een vergelijkbaar mengsel in moerassen.
Impact op het milieu
De methaankarakteristiek van moerasgas wordt geproduceerdvanwege bepaalde chemische reacties. Allereerst is dit de droge destillatie van organisch materiaal (bijvoorbeeld turf of hout). Chemisch zuiver methaan wordt verkregen door de ontleding van zinkmethyl met water (er ontstaat zinkoxide). Tegenwoordig trekt deze stof de aandacht van veel milieuactivisten vanwege zijn deelname aan de vorming van het broeikaseffect. Dit gebeurt door de ophoping van methaan in de atmosfeer van de aarde. Moerasgas absorbeert thermische straling in het infrarode gebied van het spectrum. Volgens deze parameter komt het op de tweede plaats na pure kooldioxide. Milieuactivisten schatten de bijdrage van methaan aan de versterking van het broeikaseffect op ongeveer 30%.
Eigenschappen, samenstelling, chemische formule van gasmoeras wordt vandaag bestudeerd als onderdeel van een studie naar het effect ervan op de atmosfeer van onze planeet. In natuurlijke hoeveelheden geproduceerd door de natuur zelf, was het niet gevaarlijk als veroorzaker van het broeikaseffect. Het probleem is echter dat er door de schuld van de mensen zelf een enorme hoeveelheid methaan in de atmosfeer terechtkomt. Bij allerlei bedrijven wordt een analoog van moerasgas geproduceerd. Dit is het zogenaamde abiogene methaan. Degene die in moerassen voorkomt, wordt als biogeen beschouwd - dat wil zeggen als gevolg van de transformaties van organisch materiaal.
Methanogenese
Biosynthese van methaan (en daarmee het voorkomenmoerasgas) wordt ook wel methanogenese genoemd. Archaea-bacteriën zijn bij dit proces betrokken. Ze zijn aëroob, dat wil zeggen dat ze levenslang energie kunnen ontvangen, zonder zuurstof. Archaea missen membraanorganellen en kernen.
Bacteriën genereren methaan door te regenererenverbindingen met één koolstofatoom met koolstofalcoholen en verbindingen met één koolstofatoom. Een andere manier is om het acetaat onevenredig te maken. De energie die door bacteriën wordt geproduceerd, wordt omgezet door de enzymen ATP-synthasen. Bij methanogenese zijn verschillende moleculen betrokken: co-enzymen, methanofuran, tetrahydromethanopterine, enz.
Methanogenen
De wetenschap kent 17 geslachten en 50 soorten archaea,in staat om een basis van moerasgas te genereren. Ze vormen primitieve meercellige kolonies. Het meest bestudeerde genoom van dergelijke archaea is Methanosarcina acetivorans. Ze zetten koolmonoxide om in acetaten en methaan met behulp van de enzymen acetaatkinase en fosfotransacetylase. Er is ook een theorie dat deze archaea in de oudheid konden worden omgezet in thioether, op voorwaarde dat er een hoge concentratie ijzersulfide in het toenmalige slib zat.
Oorzaak van bosbranden
Met voldoende emissie en concentratie, moerasHet gas kan bij ontsteking een grote natuurlijke turf- en bosbrand veroorzaken. Tegenwoordig is er een heel complex om dergelijke verschijnselen te bestrijden. Speciale diensten voeren gasmonitoring uit in de meest drassige gebieden. Ze zijn verantwoordelijk voor de preventie en kwantitatieve controle van de verhouding van de componenten van het potentieel gevaarlijke gas.
Bijvoorbeeld een van de meest drassigeDe regio Moskou is het oostelijke district Shatursky. Er zijn veel vissen (crucians, zitstokken, grondels, karpers, snoeken, karpers), salamanders, kikkers, slangen, muskusratten, vogels (reigers, drank, steltlopers, eenden) in de reservoirs. De botten van al deze dieren bevatten fosfor. Het wordt verwerkt door bacteriën, waarna verschillende andere stoffen verschijnen. Dit zijn difosfine en fosfine. Zij zijn de belangrijkste initiatiefnemers van de zelfontbrandingskettingreactie. Branden die op deze manier ontstaan, vormen een ernstig milieuprobleem. Van branden in moerassen branden niet alleen bossen, maar ook veenmoerassen. Het vuur kan diep in hen doordringen. Dergelijke veenmoerassen kunnen jarenlang branden.
Ongeveer tweederde van allemoerassen van de wereld. Ze zijn te vinden in het midden van het Europese deel van het land, West-Siberië en Kamchatka. Het totale moerasgebied in Rusland is ongeveer 340 miljoen hectare, waarvan er 210 bedekt zijn met bosbedekking. Het meeste gas wordt in de zomer geproduceerd. In zo'n periode kan op een oppervlakte van een hectare per dag ongeveer tweeënhalve kilo methaan vrijkomen.
Interactie met zuurstof en chloor
Natuurlijk moerasgas, waarvan de chemische formule CH is4, brandt met een nauwelijks gloeiende bleke vlam.De sterkste explosie doet zich voor wanneer het wordt ontstoken in een mengsel dat 7-8 volumes lucht en 2 volumes zuurstof bevat. Het gas is enigszins oplosbaar in water (in tegenstelling tot alcohol). Het reageert uitsluitend met halogenen.
Bij interactie met chloor vormt moerasgas methylchloride CH3Cl. Deze stof wordt op laboratorium wijze verkregen.Hiervoor wordt zoutzuurgas in een kokende oplossing van methylalcohol en gesmolten zinkchloride geleid. Het resultaat is een kleurloos gas dat wordt gekenmerkt door een aangename, etherische geur met een zoetige smaak. Onder sterke druk of afkoeling verdikt het tot een vloeistof.
Toepassingen en reacties met halogenen
Methaan (moerasgas) formule en toepassingdie als brandstof in het schoolcurriculum wordt bestudeerd, werkt actief samen met halogenen. Als resultaat van substitutiereacties met deze stoffen worden de volgende verbindingen gevormd: bromide, chloride, fluoride en methyleenfluoride. De laatste werd voor het eerst verkregen door de Russische chemicus Alexander Butlerov. Methyleenjodide is een gelige vloeistof die licht breekt. Het kookpunt is 180 ° C.
Wat is de naam van moerasgas, volledig vervangenhalogenen? Het is tetrachloorkoolstof. Het werd in 1839 ontdekt door de Franse chemicus Henri Regnault. Het is een vloeistof met een karakteristieke pittige geur. Het heeft een verdovend effect. Een andere vergelijkbare stof is koolstoftetrabromide. Het wordt gewonnen uit as van zeeplanten.
Gezondheidsrisico
Op zichzelf is moerasmethaan fysiologischongevaarlijk. Het behoort tot niet-giftige paraffinische koolwaterstoffen. Deze groep stoffen is chemisch inert en slecht oplosbaar in bloedplasma. Lucht met een hoge concentratie moerasgas kan iemand alleen doden als hij zuurstofgebrek heeft.
Eerste tekenen van verstikking (verstikking)verschijnen bij een methaangehalte van 30%. In dit geval neemt het ademhalingsvolume toe, wordt de pols frequenter en wordt de coördinatie van spierbewegingen verstoord. Maar de kans op dergelijke gevallen is buitengewoon klein. Feit is dat methaan lichter is dan lucht, waardoor het zich niet in buitensporige hoeveelheden ophoopt.
Tegelijkertijd stellen onderzoekers actie gelijkmoerasgas op de menselijke psyche door de werking van diethylether. Een soortgelijk effect kan worden gelijkgesteld met een verdovend effect. Mensen die lange tijd in mijnen met een hoge methaanconcentratie hebben gewerkt, vertonen veranderingen in het autonome zenuwstelsel (hypotensie, een positieve hartreflex, etc.).
