메탄

무색과 무취이며 가스는 농업과 같은 특정 인간 활동의 부산물 일뿐 만 아니라 자연에서 풍부하게 발생합니다. 메탄은 파라핀 시리즈의 탄화수소 중 가장 기본적인 구성원이며 과학에 알려진 가장 강력한 온실 가스 중 하나이기도합니다. 이 물질의 화학적 공식은 CH4입니다.

메탄의 화학적 특성

메탄의 비중은 0.554의 중력을 가지므로 공기보다 상당히 가볍습니다. 소량 만 물에 용해됩니다. 이 물질은 공기 중에 빠르게 연소되어 이산화탄소 및 수증기를 방출합니다. 불꽃은 창백하고 희미하게 화려하며 촉감이 꽤 뜨겁습니다. 메탄의 끓는 온도는 섭씨 162도 (화씨 259.6도)와 섭씨 182.5도 (화씨 296.5도)입니다. 그러나, 메탄 함량과 5 ~ 14 %의 메탄 함량을 갖는 메탄 및 공기의 조합은 높은 메탄 함량으로 인해 폭발적이다. 이러한 믹스의 폭발은 탄광과 콜리어 사람들에서 흔했으며, 최근 역사상 수많은 광업 비극의 원인이되었습니다.

메탄의 구조

메탄 (CH4)은 사면체 구조를 가지고 있는데, 이는 분자 형상의 VSEPR (밸런스-쉘-전자-쌍 반발) 가설에 의해 설명되며, 이는 4 쌍의 결합 전자 (회색 구름에 의해 도시 된)가 서로의 상호 반발을 최소화하는 위치를 채택한다고 가정한다.

메탄의 공급원

메탄은 물이있는 경우 식물 물질의 혐기성 박테리아 분해에 의해 환경에서 자연적으로 생성됩니다 (때로는 습지 가스 또는 늪 가스라고도 함). 습지 지역은 이러한 방식으로 생산되는 가장 중요한 메탄 공급원이라고 믿어집니다. 대륙 가장자리, 남극 얼음 아래 및 북극 영구 동토층 아래에서 발생하는 흰개미, 화산, 해양 통풍구 및 메탄 수화물 퇴적물의 소화 활동은 자연 환경에서 모두 중요한 메탄 공급원입니다. FiredAmp (Flammable Gas)라고도하는 메탄은 천연 가스의 주요 구성 요소이며, 이는 50 ~ 90 %의 메탄 (공급원에 따라)을 포함하며 석탄 이음새를 따라 FiredAmp (Flammable Gas)의 구성 요소로 자연적으로 발생합니다.

천연 가스 및 석탄의 생산 및 연소는 메탄 배출의 가장 중요한 인위적 (인간 관련) 공급원입니다. 천연 가스의 추출 및 가공, 석탄 가스 및 코크스-온 가스 제조에서 역청 석탄의 파괴 증류 및 석탄 가스 및 코크스-온 가스 제조에서 역청 석탄의 파괴와 같은 활동은 대기로 상당한 양의 메탄이 방출됩니다. 바이오 연료 연소, 동물 사육 및 폐기물 관리 외에도 메탄 생산에 기여하는 모든 활동입니다 (박테리아는 폐기물 치료 시설의 슬러지와 매립지의 부패 물질을 분해함에 따라 박테리아가 메탄을 생산하는 경우)

메탄 사용

메탄은 수소의 중요한 공급원뿐만 아니라 다수의 유기 화합물입니다. 메탄은 고온에서 증기와 상호 작용하여 일산화탄소와 수소를 생산하며, 후자는 폭발물 및 비료 생산에 사용되는 암모니아 생산에 사용됩니다. 메탄올, 클로로포름, 테트라 클로라이드 및 니트로 메탄은 메탄으로부터 생산 될 수있는 유용한 화합물 중 일부일 뿐이다. 탄수화물 검은 색은 메탄의 불완전한 연소에 의해 생산되며 일반적으로 자동차 타이어에 사용되는 고무와 같은 고무의 보강 성분으로 사용됩니다.

역할

대기에서, 대기로 생성되고 방출되는 메탄은 토양과 대류권 (가장 낮은 대기 영역)의 메탄 산화 과정으로 구성된 메탄 싱크에 의해 취해집니다. 자연적으로 생산 된 대부분의 메탄은 천연 싱크에 흡수 된 메탄의 양에 의해 보상된다. 반면에 인위적 메탄 생산은 싱크대에 의해 반대 될 수있는 것보다 메탄 농도가 더 빨리 상승 할 가능성이 있습니다. 국제 에너지 기관에 따르면 2007 년 이래 지구 대기의 메탄 농도는 매년 6.8-10 부 (PPB) 증가했습니다. 2020 년까지 대기 메탄 농도는 1873.5 부 (PPB)로 상승했으며,이 산업 수준보다 2 ~ 3 배 높았으며, 이는 약 600-700 ppb를 유지했습니다.

메탄 수준이 대기 중에서 상승함에 따라 온실 효과를 만드는 데 중요한 역할을합니다. 온실 효과는 특정 온실 가스 (주로 이산화탄소뿐만 아니라 메탄 및 수증기)가 적외선 (순 열 에너지)을 흡수하고 지구 표면으로 다시 방출하여 열을 포획하고 기간에 중대한 변화를 일으 킵니다. 직간접 적으로 증가 된 대기 메탄은 온실 효과에 기여합니다. 예 :메탄 산화에서, 하이드 록실 라디칼 (OH)은 이산화탄소 및 수증기를 형성하기 위해 대기에서 메탄을 제거합니다. 대기의 메탄 농도가 상승함에 따라 대기의 히드 록실 라디칼의 양이 감소하여 대기에서 메탄의 수명이 상당히 확장됩니다. 대기의 히드 록실 라디칼은 감소하여 대기에서 메탄의 수명이 크게 연장됩니다.

결론

메탄은 상당한 환경 적 이점이 있습니다. 다른 탄화수소보다 질량 단위당 열과 광 에너지가 상당히 더 많은 열과 광 에너지를 생산하거나 석유에서 정제 된 석탄 및 휘발유를 포함한 화석 연료를 생산하는 한편, 이산화탄소 및 기타 오염 물질을 크게 방출하고 건강에 해로운 대기 오염에 기여합니다.