گاز متان چيست؟

گازخالص متان

گاز متان ، گازي است بي‌رنگ ، بي‌بو و در آب نامحلول که نقطه ذوب آن 182-درجه سانتي‌گراد و نقطه جوش آن 162-درجه سانتي‌گراد است.

ترکيب شيميايي متان با فرمول CH4 است. اين ماده ساده ترين آلکان و ترکيب اصلي گاز طبيعي است. زاويه پيوندي مولکول هاي متان 109.5 درجه است. سوختن متان در اکسيژن دي اکسيد کربن و آب توليد مي کند. فراواني نسبي متان و سوختن پاک آن باعث افزايش محبوبيت اين سوخت شده است. اما از آنجاييکه متان در شرايط عادي گاز است انتقال آن به مصرف کننده دشوار و پر هزينه است. گاز طبيعي را يا بوسيله خط لوله و يا به روش LNG انتقال مي دهند. در ساختار متان هر يک از چهار اتم هيدروژن بوسيله پيوند کووالانسي ، يعني با يک جفت الکترون اشتراکي به اتم کربن متصل شده است. وقتي کربن به چهار اتم ديگر متصل باشد، اوربيتالهاي پيوندي آن (اوربيتالهاي sp3 که از اختلاط يک اوربيتال s و سه اوربيتال p تشکيل شدهاند)، به سوي گوشههاي چهار وجهي جهت گيري کردهاند. اين آرايش چهار وجهي، آرايشي است که به اوربيتالها اجازه ميدهد تا سر حد امکان از يکديگر فاصله بگيرند. براي اينکه همپوشاني اين اوربيتالها با اوربيتال کروي اتم هيدروژن به گونه اي موثر صورت پذيرد و در نتيجه ، پيوند محکمتري تشکيل شود، هر هسته هيدروژن بايد در يک گوشه اين چهار وجهي قرار بگيرد. ساختار چهار وجهي متان بوسيله پراش الکتروني که آرايش اتمها را در اين نوع مولکولهاي ساده به روشني نشان ميدهد، تاييد شده است. بعد شواهدي که شيميدانها را خيلي پيش از پيدايش مکانيک کوانتومي يا پراش الکتروني d، به پذيرش اين ساختار چهار وجهي رهنمون شد، بررسي خواهيم کرد. متان در بين سال هاي 1776 تا 1778 توسط آلساندرو ولتا (Alessandro Volta) حين بررسي گازهاي مرداب لاک ماجيور (Lake Maggiore)، کشف شد.

 منبع اصلي متان گاز طبيعي است. متان در گاز طبيعي همراه بعضي از هيدروکربن ها و گاهي اوقات گاز هليوم و نيتروژن است. گاز در سطوح کم عمق با تجزيه بي هوازي مواد آلي توليد مي شود. به طور کلي رسوبات سوخته در اعماق با دماي بالاتر از هنگامي که نفت درست مي شود، گاز را توليد مي کند.

 جدا از منابع گاز طبيعي متان را مي توان با توليد بيوگاز با تجزيه مواد آلي مانند: کود کشاورزي، آب پسماند، پسماندهاي جامد شهري و هر ماده قابل زيست تجزيه شدن تحت شرايط بي هوازي، تهيه نمود. همچنين گاز متان را مي توان براي مصارف صنعتي بوسيله پاره اي از واکنش هاي شيميايي از گازهاي موجود در جو و هيدروژن بدست آورد.

 موارد مصرف متان

متان ماده بنيادي در صنايع پتروشيمي است و همراه با پروپان تحت عنوان L.P.Gگاز مايع جهت مصارف سوخت و توليد انرژي، بکار مي رود.

کاربرد هاي متان

گاز سنتز آمونياک اوره ملامين اسيد نيتريک نرم کننده

متانول فرمالدهيد رزين چسب و رنگ ها همچنين يک حلال مناسب

استيلن دي ميتل ترفتالات الياف مصنوعي

استيلن اسيد استيک مواد شيميايي و ه کش

کلرومتان مواد اوليه پلاستيک پلاستيک

هيدروژن سيانيل سيانور سديم مواد اوليه شيميايي منفجره شونده و تصفيه کننده

طرز تهيه متان

جهت تهيه متان نياز به باقيمانده نباتي يا حيواني و يا نياز به زغال سنگ مي باشد . متان فرآورده پاياني تجربه غير هوازي گياهان مي باشد . ( شستن مولکولهاي بسيار پيچيده ) متان همان گاز قابل احتراق و منفجر شونده و معادن زغال سنگ است .

اگر بخواهيم متان بسيار خالص داشته باشيم مي توان آن را به وسيله تقطير جزء به جزء از ساير اجزاء تشکيل دهنده جدا کرده همانطور که مي دانيد تقطير جزء به جزء براساس اختلاف نقطه جوش صورت مي گيرد .

بنابراين تئوري ، مبدأ حيات به زمين اوليه باز مي گردد که به وسيله اتمسفري از متان ، آب ، آمونياک و هيدروژن احاطه شده بود . انرژي خورشيدي و تخليه الکتريکي اين مولکولها ساده را به اجزاي واکنش پذير راديکال آزاد تبديل کرد که از ترکيب اين اجزاء مولکولهاي پيچيده تري و ترکيبات آلي سازنده اورگانيسم هاي زنده شدند .

هنگامي که استخراج مواد نفتي که مورد صنعت پالايش و پتروشيمي قرار مي گيرد ، انجام خواهد گرفت ، گازهاي طبيعي در داخل حل مي شوند .

قبلا هنگام استخراج اين گاز ها را مي سوزاندند اما اينک اين گازها را مهار مي کنند که اين کار با استفاده از اختلاف جوش و همراه با آن از طريق ميعان و تقطير ،گازها را مهار مي کنند که اين کار با استفاده از اختلاف جوش و همراه با آن از طريق ميعان و تقطير ،گازها را استخراج مي کنند . ( متان در حرارت و فشار موجود در منابع زير زميني قابل تراکم نيست بنابراين هميشه به صورت گاز در کانسار ها ديده مي شود ) و اما اين گاز به صورت کانسار نيز وجود دارد که مي توان به معادن زغال سنگ اشاره کرد . گازهاي طبيعي ممکن است به صورت همراه با نفت يا به صورت مجزا تشکيل کانسار دهد . معمولا اين گاز ها قسمت فوقاني کانسار ها اشغال مي کنند چون وزن کمتري دارند ، در نتيجه يا بر روي آب قرار مي گيرند که استخراج اين گاز به راحتي انجام خواهد گرفت ، چون اين گازها در بالاي نفت يا آب قرار مي گيرند مهار راحتي تري دارند . و بايد گاهي هم به صورت محلول در نفت يا آب باشند که ارزش تقطير مي توان گازها را استخراج کرد .

اطلاعات ايمني متان

گاز متان محرک چشم و پوست نمي باشد. گاز متان خفه کننده است و در غلظت هاي بالا جاي اکسيژن را مي گيرد. گاز متان، قابل اشتعال است.