Gassen som slippes ut fra bunnen av reservoarene er myrgass med en ubehagelig lukt (et annet generalisert navn er metan). Vitenskapelig er det formen, eller metylhydrogen. Det meste består av metan (CH4). Den kan også inneholde nitrogen, argon, hydrogen, fosfin og karbondioksid.
Nøkkelfunksjoner
Standardsammensetning, kjemisk formel for sumpgass - alt dette viser tydelig at det tilhører de enkleste karbonforbindelsene. Andre komponenter er gruppert rundt dette elementet. Myrgass finnes i naturen i fri tilstand som en blanding med karbondioksid eller nitrogen. Det er et resultat av nedbryting av organisk materiale. Som regel er dette planter som står under vann og er fratatt tilgang til luft.
Kullgruver er et annet sted der det dannes brennbar sumpgass. Det samler seg blant bergartene etter nedbrytning av organiske rester. Tallrike tomrom bidrar til dette. Slike gasser slipper ut når et utilsiktet hull oppstår.
Utdanningssteder
Til tross for det ganske entydige navnet, slippes det også ut myrgass (eller rettere sagt metan) frajordsprekker nær oljefelt. De første slike tilfellene ble registrert i USA på bredden av Allegheny-elven, så vel som i Russland i den kaspiske regionen. I Baku har det av denne grunn vært en legende om mystiske Baku-branner siden antikken. Naturfenomenet viste seg å være blandet med karbondioksid, nitrogen og oljedamp, sumpgass.
Med utviklingen av industri og gruveteknologi har folk lært hvordan de kan utnytte den frigjorte metanen. Den første slike planten dukket opp i Pennsylvania. Sumpgass kjennetegnes ved at den dannes kontinuerlig, den kan finnes i enhver sump eller dam. Ofte er det nok bare å ta på silt med en pinne. Etter det flyter gassbobler til vannoverflaten.
Sump gas base
Bakterier er med på å danne hovedkomponenten i naturgass (metan). På grunn av dem begynner gjæring av plantefiber, noe som bidrar til utseendet av metan. Den reneste metanen antas å være karakteristisk for gjørmevulkanene på Apsheron- og Kerch-halvøyene.
I tillegg forekommer den i s altforekomster, kilder og fumaroler - hull og sprekker som ligger ved foten av vulkaner. Metan er tilstede i menneskets tarm. Den inneholder utåndingsprodukter fra noen dyr. Et av de første skriftlige bevisene for dette stoffet kan betraktes som skriftene til den eldgamle forfatteren Plinius, som nevnte gassformige brennbare forbindelser.
eksplosivitet
Mest av alt sumpgasskjent for sine destruktive egenskaper. Når det antennes i en blanding med luft, forårsaker det en eksplosjon. Grunnen til dette er egenskapene til metan. Eksplosjonen av myrgass og lignende forbindelser i lang tid skremte folk som forklarte hva som skjedde med overtro. Årsakene til anomalien ble klart først etter en vitenskapelig studie av dette fenomenet.
Myrgass, metan og andre eksplosive forbindelser fikk folk til å finne opp Davy-lampen. Det begynte å bli brukt både i sumper og i kullgruver. I denne lampen ble forbrenningsprodukter fjernet ved hjelp av et spesielt gitter, takket være at muligheten for antennelse av en brennbar gassblanding ble utelukket.
Oppdagelseshistorikk
Den italienske forskeren Allesandro Volta ga et stort bidrag til studiet av sumpgass (metan). I 1776 beviste han at dette stoffet er forskjellig fra hydrogen, siden det trenger dobbelt så mye oksygen for å brenne. I tillegg var det Volta som fastslo at sumpgass er en kilde til karbonsyre.
En italiener oppdaget metan på grensen til Sveits og Italia nær Lago Maggiore. Inspirasjonen til forskeren var en artikkel av den amerikanske vitenskapsmannen og politikeren Benjamin Franklin om fenomenet «brennbar luft». Volta var den første som skaffet metan ved å samle opp gassen som ble sluppet ut av sumpen.
Forskning fortsetter
Andre viktige forskere av naturfenomenet var den franske kjemikeren Claude Berthollet og den britiske kjemikeren William Henry. Den siste av dem, i 1805, bestemte sammensetningen av sumpgass og skilte den fra etylen (såk alt oljegass).
Hemmeligheten bak sprengstoffet var skjult i hovedkomponenten - metan. Det har blitt definert som en lett hydrokarbongass (i motsetning til den tunge hydrokarbongassen etylen). Over tid ble et annet begrep etablert - metylhydrogen. Henrys forskning ble videreført av John D alton og Jens Jakob Berzelius.
I 1813 analyserte den engelske kjemikeren og geologen Humphrey Davy ilddamp og konkluderte med at dette stoffet var en blanding av metan, karbonsyreanhydrid og nitrogen. Så det ble bevist at den brennbare blandingen som slippes ut i gruvene er identisk med en lignende blanding i sumpene.
Økologisk påvirkning
Karakteristisk for sumpgass, metan oppstår fra visse kjemiske reaksjoner. Først av alt er dette tørr destillasjon av organisk materiale (for eksempel torv eller tre). Kjemisk ren metan oppnås ved dekomponering av sinkmetyl med vann (sinkoksid produseres). I dag tiltrekker dette stoffet oppmerksomheten til mange miljøvernere på grunn av dets deltakelse i dannelsen av drivhuseffekten. Dette skyldes akkumulering av metan i jordens atmosfære. Sumpgass absorberer termisk stråling i det infrarøde området av spekteret. I denne parameteren er den nest etter ren karbondioksid. Økologer anslår bidraget fra metan til å forsterke drivhuseffekten til omtrent 30 %.
Egenskaper, sammensetning og kjemisk formel for myrgass studeres i dag som en del av studiet av dens innflytelse på atmosfæren på planeten vår. I naturlige mengder produsert av naturen selv, var det ikke detfarlig som årsak til drivhuseffekten. Problemet er imidlertid at en enorm mengde metan kommer inn i atmosfæren på grunn av menneskenes skyld. En analog av sumpgass produseres i forskjellige bedrifter. Dette er den såk alte abiogene metanen. Den som forekommer i sumper regnes som biogen - det vil si som følge av transformasjon av organisk materiale.
Metanogenese
Biosyntesen av metan (og dermed forekomsten av sumpgass) kalles også metanogenese. Arkeale bakterier er involvert i denne prosessen. De er aerobe, det vil si at de kan få energi for livet uten oksygen. Archaea har ikke membranorganeller og en kjerne.
Bakterier genererer metan ved å redusere en-karbonforbindelser med karbonalkoholer og en-karbonforbindelser. En annen måte er disproporsjonering av acetat. Energien som produseres av bakterier omdannes av ATP-syntase-enzymer. En rekke molekyler er involvert i metanogenese: koenzymer, metanofuran, tetrahydrometanopterin, etc.
Metanogener
Vitenskapen kjenner til 17 slekter og 50 arter av arkea som er i stand til å generere grunnlaget for sumpgass. De danner primitive flercellede kolonier. Det mest studerte genomet til slike archaea er Methanosarcina acetivorans. De omdanner karbonmonoksid til acetater og metan ved hjelp av enzymene acetatkinase og fosfotransacetylase. Det er også en teori om at disse arkeene i oldtiden kunne forvandle seg til tioeter, forutsatt at det var en høyjernsulfidkonsentrasjon.
Årsak til skogbranner
Med tilstrekkelig utslipp og konsentrasjon kan sumpgass, antent, forårsake en stor naturlig torv- og skogbrann. I dag er det et helt kompleks for å bekjempe slike fenomener. Spesi altjenester utfører gassovervåking av de mest sumpete områdene. De er ansvarlige for forebygging og kvantitativ kontroll av forholdet mellom komponentene i en potensielt farlig gass.
For eksempel er en av de mest sumpete i Moskva-regionen det østlige Shatursky-distriktet. I reservoarene er det mye fisk (krysser, abbor, kutlinger, karper, gjedder, karper), salamander, frosker, slanger, bisamrotter, fugler (hegre, bitter, vadefugler, ender). Beinene til alle disse dyrene inneholder fosfor. Det behandles av bakterier, hvoretter flere andre stoffer dukker opp. Disse er difosfin og fosfin. De er de viktigste initiativtakerne til kjedereaksjonen av spontan forbrenning. Brann startet på denne måten er et alvorlig miljøproblem. Fra branner i sumper brenner ikke bare skog, men også torvmyrer. Ilden kan spre seg dypt inn i dem. Slike torvmarker kan brenne i årevis.
Omtrent to tredjedeler av alle sumper i verden er konsentrert i Russland. De finnes i sentrum av den europeiske delen av landet, Vest-Sibir og Kamchatka. Det totale arealet av sumper i Russland er omtrent 340 millioner hektar, hvorav 210 er dekket med skogdekke. Mesteparten av gassen produseres om sommeren. I løpet av en slik periode kan det slippes ut omtrent to og et halvt kilo metan per dag på et område på én hektar.
Interaksjon med oksygen og klor
Naturlig myrgass, hvis kjemiske formel er CH4, brenner med en knapt glødende blek flamme. Den sterkeste eksplosjonen med den oppstår når den antennes i en blanding som inneholder 7-8 volumer luft og 2 volumer oksygen. Gassen er lett løselig i vann (i motsetning til alkohol). Den reagerer bare med halogener.
Ved interaksjon med klor danner sumpgass metylklorid CH3Cl. Dette stoffet er oppnådd i laboratoriet. For å gjøre dette føres s altgass inn i en kokende løsning av metylalkohol og smeltet sinkklorid. Resultatet er en fargeløs gass preget av en behagelig eterisk lukt med en søtlig smak. Under sterkt trykk eller avkjøling tykner den til en væske.
Bruk og reaksjoner med halogener
Metan (myrgass), hvis formel og bruk som drivstoff studeres i skolens læreplan, samhandler aktivt med halogener. Som et resultat av substitusjonsreaksjoner med disse stoffene dannes følgende forbindelser: bromid, klorid, fluor og metylenfluorid. Den siste av dem ble først oppnådd av den russiske kjemikeren Alexander Butlerov. Metylenjodid er en svært refraktiv gulaktig væske. Kokepunktet er 180 °C.
Hva heter sumpgass, fullstendig erstattet av halogener? Dette er karbontetraklorid. Den ble oppdaget av den franske kjemikeren Henri Regnault i 1839. Det er en væske med en karakteristisk krydret lukt. Det har en bedøvende effekt. Et annet lignende stoffkarbontetrabromid. Den utvinnes fra asken fra marine planter.
Helsefare
Sump-metan i seg selv er fysiologisk ufarlig. Det tilhører ikke-giftige parafiniske hydrokarboner. Denne gruppen av stoffer er preget av kjemisk treghet og dårlig løselighet i blodplasma. Luft med høy konsentrasjon av sumpgass kan bare drepe en person hvis han mangler oksygen.
De første tegnene på kvelning (kvelning) vises når metaninnholdet er fra 30 %. I dette tilfellet øker pustevolumet, pulsen øker, koordineringen av muskelbevegelser blir forstyrret. Men sannsynligheten for slike tilfeller er ekstremt liten. Faktum er at metan er lettere enn luft, noe som hindrer det i å samle seg i for store proporsjoner.
Samtidig sidestiller forskere effekten av sumpgass på menneskets psyke med effekten av dietyleter. En lignende effekt kan sidestilles med et narkotikum. Hos personer som har jobbet i gruver med høye konsentrasjoner av metan over lengre tid, kan endringer i det autonome nervesystemet (hypotensjon, positiv okulokardrefleks osv.) spores.
