Тазовая кость состоит из костей. Кости таза: строение и функции. Тазовая кость видео

Химические свойства метана ничем не отличаются от свойств, присущих всем . В школьном курсе химии метан изучают одним из первых веществ органики, так как он является одним из простейших представителей алканов.

Формула метана и способы его получения

Метан в больших количествах содержится в атмосфере. Мы не обращаем внимания на нахождение этого газа в воздухе, ведь на нашем организме это никак не отражается, а вот канарейки очень чувствительны к метану.

Когда-то они даже помогали шахтерам спускаться под землю. Когда процентное содержание метана изменялась, птицы переставали петь. Это служило сигналом для человека, что он спустился слишком глубоко и нужно подниматься наверх.

Образуется метан в результате распада остатков живых организмов. Не случайно с английского methane переводится, как болотный газ, ведь он может быть обнаружен в заболоченных водоемах и каменноугольных шахтах.

Основным источником газа в агропромышленном комплексе является рогатый скот. Да, метан они выводят из организма вместе с остальными продуктами жизнедеятельности. Кстати, увеличение числа рогатого скота на планете может привести к разрушению озонового слоя, ведь метан с кислородом образуют взрывоопасную смесь.

Метан в промышленности можно получить с помощью нагревания углерода и водорода или синтеза водяного газа, все реакции протекают в присутствии катализатора, чаще всего никеля.

В США разработана целая система по добыче метана, она способна извлечь до 80% газа из природного угля. На сегодняшний день мировые запасы метана оцениваются экспертами в 260 триллионов метров кубических! Даже запасы природного газа значительно меньше.

В лаборатории метан получают путем взаимодействия карбида алюминия (неорганическое соединение алюминия с углеродом) и воды. Также с помощью , вступающего в реакцию с ацетатом натрия, более известного как пищевая добавка Е262.

Физические свойства метана

Характеристика:

Бесцветный газ, без запаха.
Взрывоопасен.
Нерастворим в воде.
Температура кипения: -162 o C, замерзания: -183°C.
Молярная масса: 16,044 г/моль.
Плотность: 0,656 кг/м³.

Химические свойства метана

Говоря о химических свойствах, выделяют те реакции, в которые вступает метан. Ниже они приведены вместе с формулами.

Горение метана

Как все органические вещества, метан горит. Можно заметить, что при горении образуется голубоватое пламя.

СН 4 + 2O 2 → СO 2 + 2Н 2 O

Называется такая реакция – реакцией горения или полного окисления.

Замещение

Метан также реагирует с галогенами. Это химические элементы 17 группы в периодической таблице Менделеева. К ним относятся: фтор, хлор, бром, йод и астат. Реакция с галогенами называется – реакцией замещения или галогенирования. Такая реакция проходит только в присутствии света.

Хлорирование и бромирование

Если в качестве галогена используется хлор, то реакция будет называться – реакцией хлорирования. Если в качестве галогена выступает бром, то – бромирование, и так далее.

CH 4 + Cl 2 → CH 3 Cl + НСl

CH 4 + Br 2 → CH 3 Br + НBr

Хлорирование. Низшие алканы могут прохлорировать полностью.

CH 4 + Cl 2 → CH 3 Cl + НСl

CH 3 Cl + Cl 2 → CH 2 Сl 2 + НСl

CH 2 Сl 2 + Cl 2 → CHCl 3 + НСl

CHCl 3 + Cl 2 → CСl 4 + НСl

Точно так же метан может полностью вступать в реакцию бромирования.

CH 4 + Br 2 → CH 3 Br + Н Br

CH 3 Br + Br 2 → CH 2 Br 2 + НBr

CH 2 Br 2 + Br 2 → CHBr 3 + НBr

CHBr 3 + Br 2 → CBr 4 + НBr

С йодом такой реакции уже нет, а с фтором наоборот сопровождается быстрым взрывом.

Разложение

Так же этому углеводороду свойственна реакция разложения. Полное разложение:

СН 4 → С + 2H₂

И неполное разложение:

2СН 4 → С 2 Н 2 + 3Н 2

Реакция с кислотами

Метан реагирует с концентрированной серной кислотой. Реакция носит название сульфирования и происходит при небольшом нагревании.

2СН 4 + Н 2 SО 4 → СН 3 SО 3 Н + Н 2 О

Окисление

Как уже было сказано, СH 4 может полностью окисляться, но при недостатке кислорода возможно неполное окисление.

2СН 4 + 3O 2 → 2CO + 4Н 2 O

СН 4 + О 2 → С + 2Н 2 O

Помимо прочего для этого газа характерно каталитическое окисление. Оно происходит в присутствии катализатора. При разном соотношении моль вещества получаются разные конечные продукты реакции. В основном это:

спирты: 2СН 4 + O 2 → 2СO 3 OН
альдегиды: СН 4 + O 2 → НСОН + Н 2 O
: 2СН 4 + 3O 2 → 2НСОOН + 2Н 2 O

Реакция протекает при температуре 1500°C. Данная реакция также носит название – крекинг – термическое разложение.

Нитрование метана

Существует также реакция нитрования или реакция Коновалова, названная в честь ученого, который доказал, что с предельными углеводородами действует разбавленная азотная кислота. Продукты реакции получили название – нитросоединения.

CH 4 + НNО 3 → СН 3 NO 2 + H 2 O

Реакция проводится при температуре 140-150°C.

Дегидрирование метана

Кроме того, для метана характерна реакция дегидрирования (разложения) – отцепление атомов водорода и получения ацетилена, в данном случае.

2CН 4 → C 2 H 2 + 3Н 2

Применение метана

Метан, как и остальные предельные углеводороды, широко используется в повседневной жизни. Его применяют в производстве бензина, авиационного и дизельного топлива.

Используют в качестве базы для получения различного органического сырья на предприятиях. Также метан широко используется в медицине и косметологии.

Метан применяют для получения синтетического каучука, красок и шин.

Атлеты используют так называемый жидкий метан для быстрого набора массы за короткий промежуток времени.

А при хлорировании метана образуется вещество, которое в дальнейшем используется для обезжиривания поверхностей или как компонент в средствах для снятия лака. Некоторое время продукт взаимодействия метана и хлора использовали в качестве наркоза.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ

Метан - простейший представитель класса предельных углеводородов (строение молекулы приведено на рис. 1). Это бесцветный легкий горючий газ, не имеющий запаха и почти нерастворимый в воде.

Температура его кипения равна -161,5 o С, температура затвердевания -182,5 o С. Смесь метана с воздухом крайне взрывоопасна (особенно в соотношении 1:10).

Рис. 1. Строение молекулы метана.

Получение метана

Метан довольно часто встречается в природе. Он является основной составной частью природного газа газовых месторождений (до 97%), в значительном количестве содержится в попутном нефтяном газе (выделяющемся при добыче нефти), а также в коксовом газе. Выделяется со дна болот, прудов и стоячих вод, где он образуется при разложении растительных остатков без доступа воздуха, почему метан получил также название болотного газа. Наконец, метан постоянно скапливается в каменноугольных шахтах, где его называют рудничным газом.

Синтетические способы получения метана показывают взаимосвязь неорганических веществ с органическими. Можно выделить промышленные (1, 2, 3) и лабораторные (4, 5) способы его получения:

C + 2H 2 →CH 4 (kat = Ni, t 0) (1);

CO + 3H 2 → CH 4 + H 2 O (kat = Ni, t = 200 - 300 o C) (2);

CO 2 + 4H 2 → CH 4 + 2H 2 O (kat, t 0) (3);

Al 4 C 3 + 12H 2 O → CH 4 + 4Al(OH) 3 (4);

CH 3 COONa + NaOH→ CH 4 + Na 2 CO 3 (5).

Химические свойства метана

Метанпредставляет собой малореакционноспособное органическое соединение. Так, в обычных условиях он не реагирует с концентрированными кислотами, расплавленными и концентрированными щелочами, щелочными металлами, галогенами (кроме фтора), перманганатом калия и дихроматом калия в кислой среде.

Все химические превращения, характерныедля метана протекают с расщеплением cвязейC-H:

галогенирование (S R)

CH 4 + Cl 2 → CH 3 Cl + HCl (hν );

нитрование (S R)

CH 4 + HONO 2 (dilute) → CH 3 -NO 2 + H 2 O (t 0);

сульфохлорирование (S R)

CH 4 + SO 2 + Cl 2 → CH 3 -SO 2 Cl + HCl (hν );

Различают каталитическое (в качестве катализаторов применяют соли меди и марганца) (1, 2, 3) и полное (сгорание) (4) окисление метана:

2CH 4 + O 2 → 2CH 3 OH (p, t 0) (1);

CH 4 + O 2 → HC(O)H + H 2 O (NO, t 0) (2);

2CH 4 + 3O 2 → 2HCOOH + 2H 2 O (kat = Pt, t 0) (3);

CH 4 + 2O 2 →CO 2 + 2H 2 O + Q (4).

Конверсию метана водяным паром и диоксидом углерода также можно отнести к способам его окисления:

CH 4 + H 2 O →CO + 3H 2 (kat = Ni, t = 800 o C);

CH 4 + CO 2 → 2CO + 2H 2 .

Крекинг метана - важнейший метод химической переработки нефти и её фракций с целью получения продуктов меньшей молекулярной массы - смазочных масел, моторных топлив и т.д., а также сырья для химической и нефтехимической промышленности:

2CH 4 → HC≡CH + 3H 2 (t = 1500 o C).

Применение метана

Метан составляет сырьевую основу важнейших химических промышленных процессов получения углерода и водорода, ацетилена, кислородсодержащих органических соединений - спиртов, альдегидов, кислот.

Примеры решения задач

ПРИМЕР 1

ПРИМЕР 2

Задание

Рассчитайте объемы хлора и метана, приведенные к нормальным условиям, которые потребуются для получения тетрахлорида углерода массой 38,5 г.

Решение

Запишем уравнение реакции хлорирования метана до тетрахлорида углерода (реакция происходит под действием УФ-излучения):

CH 4 + 4Cl 2 = CCl 4 + 4HCl.

Рассчитаем количество вещества тетрахлорида углерода (молярная масса равна - 154 г/моль):

n(CCl 4) = m (CCl 4) / M (CCl 4);

n(CCl 4) = 38,5 / 154 = 0,25 моль.

Согласно уравнению реакции n(CCl 4) : n(CH 4) = 1:1, т.е. n(CCl 4) = n(CH 4) = 0,25 моль. Тогда объем метана будет равен:

V(CH 4) = n(CH 4) × V m ;

V(CH 4) = 0,25 × 22,4 = 5,6 л.

По уравнению реакции найдем количество вещества хлора. n(CCl 4) : n(Cl 2) = 1:4, т.е. n(Cl 2) =4 × n(CCl 4) = 4 × 0,25 = 1 моль. Тогда объем хлора будет равен:

V(Cl 2) = n(Cl 2) × V m ;

V(Cl 2) = 1 × 22,4 = 22,4 л.

Ответ

Объемы хлора и метана равны 22,4 и 5,6 л соответственно.

Предприятия были вынуждены сжигать жидкий метан с помощью факелов, так как не имели возможности передавать конденсат для последующей нефтехимической переработки. Сейчас его научились транспортировать и использовать во многих областях промышленности. При этом он хорошо хранится и не образует при сгорании вредных примесей.

Физические и химические свойства метана

Метан относится к простейшим углеводородам. Он легче воздуха, не токсичен, плохо растворяется в воде, не имеет ощутимого запаха. Считается, что метан не опасен для человека, но известны случаи его воздействия на центральную и вегетативную нервную систему. Накапливаясь в закрытом помещении, при концентрации в воздухе от 4 % до 17 % становится взрывоопасным. Поэтому для обнаружения его человеком (без приборов) в метан часто добавляют специальные вещества, напоминающие запах газа. Относится к В метане проявляются слабые наркотические свойства, которые ослаблены малой растворимостью в воде.

По происхождению в результате соединений с различными веществами и химических реакций подразделяется на:

биогенный (органический);
абиогенный (неорганический) ;
бактериальный (жизнедеятельность микроорганизмов);
термогенный (термохимические процессы).

Получают этот газ также и в лаборатории при нагревании натронной извести или безводного гидроксида натрия с замороженной уксусной кислотой.

Метан в жидком состоянии занимает объём в 600 раз меньше, чем в газообразном. Поэтому для удобства транспортировки и хранения его подвергают сжижению. Жидкий метан - это бесцветная жидкость, не имеющая запаха. Она сохраняет практически все свойства газа. жидкого метана составляет 4,58 МПа (минимальное, при котором он превращается в жидкость).

Существование в природе

Метан входит в состав и является основным составляющим веществом следующих газов:

природных (до 98 %);
нефтяных (40-90 %);
болотных (99 %);
рудничных (35-50 %);
грязевых вулканов (более 94 %).

Он также содержится в составе воды океанов, озёр, морей. Присутствует в атмосфере таких планет, как Земля, Сатурн, Юпитер, Уран, и в поверхностных газах Луны. Большое количество содержится в угольных пластах. Это делает добычу в закрытых проходках взрывоопасным видом деятельности.

Технология сжижения природного газа

Чистый метан получают из удаляя из него другие компоненты: этан, пропан, бутан и азот. Чтобы получить жидкий метан, газ сжимают с последующим охлаждением. Процесс сжижения производится циклами. На каждом этапе объём уменьшатся до 12 раз. В жидкость он превращается в последнем цикле. Для сжижения используются разные виды установок, среди них:

дроссельные;
турбинно-вихревые;
турбодетандерные.

При этом могут использоваться следующие схемы:

каскадная;
расширительная.

В каскадной схеме используются три агента для охлаждения. При этом температура жидкого метана снижается поэтапно. Такая технология требует больших капитальных затрат. В настоящее время данный процесс усовершенствовали и стали применять сразу смесь хладоагентов (этан и пропан). Такая схема стала самоохлаждающей, так как эти вещества получают из сжижаемого природного газа. Затраты немного уменьшились, но всё же остаются высокими.

При применении расширительной схемы используются более экономичные центробежные машины. Смесь предварительно очищают от воды и других загрязнений и сжижают под давлением за счёт теплообмена с холодным расширенным газовым потоком. Однако этот процесс требует большего затрата энергии, чем при каскадной схеме (на 25-35 %). Но в то же время экономятся капитальные затраты на компрессоры и эксплуатацию оборудования.

Температура жидкого метана, полученного в результате вышеописанного процесса, составляет в среднем 162 градуса.

Применение метана

Область применения метана, как в газообразном так и в жидком состоянии, очень обширна. Его используют как топливо, в виде сырья для промышленности, в быту, в качестве анаболических стероидов для наращивания мышечной массы тела.

При неполном сгорании из метана получают сажу, которая широко используется в промышленности: при производстве резины, штемпельной краски, крема для обуви и др. Используют также для производства синильной и уксусной кислоты, метанола, ацетилена, аммиака, сероуглерода, в качестве (вечный огонь).

Жидкий метан используется в качестве моторного топлива для автомобилей. У него октановое число на 15 % выше, чем у бензина, а также высокая теплотворная способность и антидетонационные свойства. По отзывам жидкий метан сгорает практически полностью и при правильной установке соответствующего оборудования на автомобиль происходит довольно-таки весомая экономия по сравнению с бензином (при поездках на большие расстояния).

Данный газ активно применяется для производства препаратов, увеличивающих мышечную массу тела. На его основе выпускаются такие средства, как "Дианогед", "Данабол", "Неробол", которые пользуются наибольшим спросом. Считается, что эти препараты положительно влияют на организм человека:

укрепляют кости;
стимулируют формирование половых признаков;
сжигают жировые прослойки;
увеличивают выносливость;
ускоряют синтез протеина.

Однако важно помнить, что у всех препаратов есть побочные действия, поэтому принимать их надо под контролем врача.

Исходя из вышеизложенного, можно сделать вывод, что производство жидкого метана является очень перспективным направлением современной промышленности.

В один прекрасный момент, вы решаетесь перейти на газомоторное топливо или попросту ГАЗ. Вы уже почти готовы, но перед вами встает еще один непреодолимый вопрос, а какой газ выбрать? Ведь сейчас в широком применении два состава – это пропан и метан. Какой из них лучше, дешевле, технологичнее и надежнее? Какой поставить, чтобы затем не жалеть? Давайте разбираться, после этой статьи у вас не останется больше сомнений. Будет и видео и голосование в конце …

НА данный период времени, одно оборудование используют очень часто, речь идет о пропане, а вот второе оборудование для метана, используют всего на 20 – 30% автомобилей! Да и то на коммерческих, те которые сами водители не выбирают, а им банально «поставило» руководство и они катаются, нравится им или нет вопрос второй. Но почему же так, почему такой разбег, почему пропана около 70 – 80%, а вот соперника намного меньше? Может это просто предвзятое отношение? Не совсем так ребята, читаем дальше, и начнем пожалуй, с аутсайдера.

Метан

Это природный простейший газ, не имеет цвета, запаха, взрывоопасен! Химическая формула – CH4. Для того чтобы вы почувствовали утечку в него добавляют одоранты (обычно тиолы), это вещества которые дают ему запах! То есть вы можете почувствовать утечку и вовремя среагировать.

Основное его применение:

Это топливо (для тех же автомобилей)
Используется для органического синтеза. Но это уже для химических реакций (нам собственно не так интересно).

Теперь давайте пробежимся в применении для машины.

Метан, не сжижают, он находится в газообразном виде, он в несколько тысяч раз меньше по плотности бензина и несколько сот раз пропана. Для того чтобы хоть как-то его приспособить для машины, его очень сильно сжимают в специальных баллонах, до 200 – 270 атмосфер. Это реально очень много, но находится он в них опять же в газообразном виде, запомните это важно! Поэтому баки для метана используются очень тяжелые и очень прочные, скажем так обычный бак для пропана тут не «прокатит», его просто разорвет от такого давления. Поэтому при небольшом объеме газа, бак получается просто огромный (ну может не такой огромный, но крупнее чем у оппонента), хотя помещается туда не так много!

Его октановое число равняется 110 единицам, он прекрасно воспламеняется в цилиндрах двигателя. Оборудование, которое применяется для такого газообразного топлива, стоит дороже в пару раз (а может быть и больше), чем оборудование оппонента. Все потому что давление огромно, и система должна быть достаточно прочной, чтобы все это дело выдерживать.

Двигатель теряет в мощности, примерно от 10 до 25%, все зависит от класса оборудования (про чуть ниже).

Расход на метане, примерно 10 – 12 литров на 100 км, я беру среднестатистический автомобиль, двигатель 1,6 литра

Также мастера, которые вам устанавливают это оборудование, должны иметь высокую квалификацию, перепроверить установку несколько раз. ЕЩЕ РАЗ ПОДЧЕРКИВАЮ ДАВЛЕНИЕ ОГРОМНО! Поэтому доверять установку шабашникам нельзя.

Из-за этого давления, скорее всего и заправок не так много, у нас в городе до 1 миллиона жителей, всего 1 заправка и кататься на нее ой как неудобно! Ведь газ нужно привезти закачать в хранилища и затем передать вам, и все это под давлением 250 атмосфер! Если что-то пойдет не так, просто боюсь представить, что будет. Однако плюсы здесь вроде тоже как есть

Положительные моменты :

Экологичен. Ведь это на 100% природный газ.
Цена. Немного дешевле пропана. Сейчас около 12 – 14 рублей за литр.
Быстро испаряется в воздухе, то есть если происходит утечка, он растворяется очень быстро, если пространство открытое то взрыва возможно и не будет, а вот если закрытое. Думайте сами …

Это все плюсы метана, их очень мало и они реально сомнительные. А вот минусов просто навалом

Отрицательные стороны:

Дорогое оборудование, в два (а то и больше) раз дороже оппонента.
Высокое давление (200 – 270 атмосфер).
Тяжелый и объемный баллон. Около 65 – 130 килограмм (в зависимости от объема) в который, кстати, заходит не так-то много газа, а вот места он замет весь багажник.
Заправки среднего баллона хватает всего на 150 – 200 километров, что в городских условиях мало.
Потеря мощности от 10 до 25% (внизу будет объяснение).
Очень мало, просто катастрофически мало заправок, их расположение неудобное.
Ставят не так много компаний.

Именно поэтому метан, не такое востребованное топливо, очень геморройный вариант – это чисто мое мнение. НУ что же, а как ведет себя оппонент, давайте разбирать.

Пропан

Пропан — это также углеродный газ, который является побочным продуктом при добыче нефти, также может выделять при крекинге нефти, может выделять из природного газа (да если честно полно, откуда его можно выделять, сейчас даже есть синтез-газ, он также похож на пропан и его производные). Также не имеет запаха, прозрачен и безвреден для человека. В него также добавляются одоранты, чтобы при утечках вы его могли почувствовать. Химическая формула – C3H8.

Иногда на заправках мы может видеть такую надпись «пропан – бутан», ПОЧЕМУ?

Бутан – это также углеродный газ, который выделяется при схожих условиях.

Сейчас я не буду лезть в дебри скажу только так — смешивают их только для того чтобы добиться нужного октанового числа. Причем в различные время года составы могут меняться – так зимой больше пропана, а вот летом бутана. Не будем забивать голову.

Он хранится в баллонах в автомобиле, в сжиженном виде, то есть он жидкий, а не газообразный, «плюхается» в баллоне. Также большим преимуществом является, то что рабочее давление у него всего 12 – 15 атмосфер. Таким образом, для него нужны емкости из более легкого металла, стенки намного тоньше. ДА вообще сейчас делают емкости, которые помещаются в углубление от запаски, круглые – то есть вы ничего не теряете из объема своего багажника (минус только запаска в гараже остается).

Но если хотите кататься и с запаской и с баллоном, тогда вам просто нужно установить небольшой резервуар в багажник. Именно не большой и не тяжелый, не то что у метана.

НА среднестатистическом оборудовании при полной заправке можно проехать около 650 – 850 километров, что в несколько раз, больше чем у оппонента.

Расход на пропане, примерно 11 – 13 литров на 100 км, я беру среднестатистический автомобиль, двигатель 1,6 литра. НА 4 поколении, запомните эти слова.

Оборудование стоит намного дешевле, да и поставить могут все и вся, практически 95% газовых контор «заточены» именно на пропан.

Также большим плюсом, является то что — заправиться можно во многих точках по городу, даже не буду считать, сколько у нас – но очень много, практически на каждой заправке (известного нефтяного бренда).

Потеря мощности двигателя здесь ниже, около 5 – 10%, все из-за технологичности оборудования! Это очень важно, про это чуть ниже. Сейчас же про плюсы и минусы.

Плюсы :

Дешевое оборудование
Очень много компаний, которые обслуживают и устанавливают
Низкое давление
Хранится в сжиженном виде
Легкое и компактное оборудование, можно установить в гнездо для запаски
Больший пробег
Меньшая потеря мощности около 5 – 10%

Как видите выигрыш почти по всем параметрам, но это еще не все, пока перечислим минусы

Минусы :

Топливо немного дороже, порядка 3 рублей литр, сейчас если не ошибаюсь, стоит около 17 рублей (против 14 метан)
Более взрывоопасен, чем метан. При повреждении баллона не так быстро испаряется в атмосферу как оппонент. То есть нужно чаще следить за оборудованием.

Что и говорить ребята, пропан это самый выгодный на сегодняшний день вид газомоторного топлива. Пусть стоит чуть дороже, но плюсов просто огромное количество, да банально метаться по городу не нужно в поисках заправки! НУ и наверное последний гвоздь в крышку гроба метана, читаем ниже.

Технологичность оборудования

Что дают эти 5 и 6 поколения, о ребята много чего! Расход примерно такой же как на бензине, мощность практически не теряется! Холодные пуски могут быть на газу, и еще много чего! То есть вы практически не видите разницы.