Met??
De Viquip??dia
| Met?? | |
|---|---|
   |
|
| General | |
| Nom sistem??tic | Met?? |
| Altres noms | Gas dels pantans |
| F??rmula molecular | CH4 |
| Nomenclatura SMILES | C |
| Massa molar | 16,0425 g/mol |
| Aspecte | gas incolor |
| N??mero CAS | [74-82-8] |
| Propietats | |
| Densitat i fase | 0,717 kg/m3, gas |
| Solubilitat en aigua | 3,5 mg/100 ml (17 ??C) |
| Punt de fusi?? | ???182,5 ??C (90,6 K, -296,5 ??F) |
| Punt d'ebullici?? | ???161,6 ??C (111,55 K, -258,88 ??F) |
| Punt triple | 90,7 K, 0,117 bar |
| Punt cr??tic | 190,5 K (???82,6 ??C) at 4,6 MPa (45 atm) |
| Estructura | |
| Geometria de coordinaci?? |
tetra??dric |
| Grup de simetria | Td |
| Moment dipolar | Cero |
| Perills | |
| MSDS | MSDS externa |
| Classificaci?? UE | Extramedament inflamable (F+) |
| NFPA 704 |
 4
1
|
| Frases R | R12 |
| Frases S | S2 S9 S16 S33 |
| Punt d'inflamabilitat | ???188 ??C |
| Temp. autoignici?? | 537 ??C |
| Temperatura m??xima de combusti?? |
2148 ??C |
| Limit d'explosi?? | 5???15% |
| Compostos relacionats | |
| Alcans relacionats | Et?? Prop?? |
| Compostos relacionats | Metanol Cloromet?? ??cid f??rmic Formaldehid |
| Hibrids relacionats | Sil?? |
| Si no s'indica el contrari, les dades s??n pels materials en condicions est??ndard (25 ??C, 100 kPa) Av??s d'exempci?? de responsabilitat |
|
El met?? ??s l'hidrocarbur alc?? m??s senzill possible. La seva f??rmula qu??mica ??s:
o tamb??:
H
|
H - C - H
|
H
Cadascun dels ??toms d'hidrogen s'uneix al carboni per mitj?? d'un enlla?? covalent. ??s una subst??ncia no polar que es presenta en forma de gas a temperatures i pressions ordin??ries. ??s incolor i no gaire soluble en aigua en la seva fase l??quida.
A la natura es produeix com a producte final de la descomposici?? anaer??bica de la mat??ria org??nica. Molts microorganismes anaer??bics el generen utilitzant el CO2 com a acceptor final d'electrons.
Constitueix fins el 97% del gas natural. A les mines de carb?? se l'anomena gris?? i es molt perill??s ja que ??s f??cilment inflamable i explosiu.
El met?? ??s un gas hivernacle relativament potent que contribueix a l'escalfament global del planeta Terra ja qu?? t?? un potencial d'escalfament global potencial de 23.[1] Aix?? significa que en una mitjana de temps de 100 anys cada kg de CH4 escalfa la Terra 23 vegades m??s que la mateixa massa de CO2, tanmateix hi ha aproximadament 220 vegades m??s di??xid de carboni a l'atmosfera de la Terra que met?? per la qual cosa el met?? contribueix de manera menys important a l'efecte hivernacle.
Taula de continguts |
[edita] Propietats
El met?? es el el component majoritari del gas natural, aproximadament un 97% en volum a temperatura ambient i pressi?? est??ndard, el met?? es un gas incolor i inodor. Com a mesura de seguretat s'hi afegeix un odorant, habitualment metanotiol o etanotiol. el met?? te un punt d'ebullici?? de -161,5??C a una atmosfera i un punt de fusi?? de -183??C. Com a gas es nom??s inflamable en un estret interval de concentracions a l'aire (5-15%). El met?? l??quid no es combustible.
[edita] Riscos potencials sobre la salut
El met?? no ??s t??xic. El seu principal perill per a la salut s??n les cremades que pot provocar si entra en ignici??. Es altament inflamable i pot formar barreixes explosives amb l'aire. El met?? reacciona violentament amb oxidants, halogens i alguns compostos halogenats. El met?? es tamb?? un asfixiant i pot despla??ar l'oxigen en un espai tancat. L'asfixia pot sobrevindr?? si la concentraci?? d'oxigen es redu??da per sota el 19,5 % per despla??ament. Les concentracions a les quals es formen les barreixes explosives o inflamables s??n molt m??s petites que les concentracions a les quals el risc d'asf??xia es significatiu. Si hi ha estructures constru??des al damunt o a prop d'abocadors, el meta despr??s pot penetrar a l'interior dels edificis i exposar els ocupants a nivells significatius de met??. Alguns edificis tenen sistemes per sota els seus fonaments per capturar aquest gas i expulsar-lo de l'edifici. Un exemple d'aquest tipus de sistema es troba en l'edifici Dakin, Brisbane, Calif??rnia.
[edita] Reaccions met??
Las principals reaccions del met?? s??n: combusti??, reformaci?? amb vapor (steam reforming) per donar gas de s??ntesi (syngas), i halogenaci??. En general, les reaccions del met?? s??n dificultoses de controlar. Per exemple, l'oxidaci?? parcials fins a metanol es dif??cil d'aconseguir; la reacci?? normalment segueix fins a donar di??xid de carboni i aigua.
[edita] Combusti??
En la combusti?? del met?? hi ha involucrats una s??rie de passos: Es creu que el met?? reacciona en primer lloc amb l'oxigen per formar formaldehid (HCHO or H2CO). Tot seguit el formaldehid es descomposa en el radical formil, el qual a continuaci?? d??na mon??xid de carboni i hidrogen. Aquest proc??s es conegut en el seu conjunt com pir??lisi oxidativa.
- CH4 + O2 ??? CO + H2 + H2O
Seguint la pirolisis oxidativa, l'H2 s'oxida formant H2O, reomplint les especies actives i desprenent calor. Aquest proc??s es molt r??pid, sent la seva durada habitual inferior a un milisegon.
- 2H2 + O2 ???2H2O
Finalment el CO s'oxida, formant CO2 i alliberant m??s calor. Aquest proc??s es generalment m??s lent que la resta de passos, i requereix uns quants milisegons per produir-se.
- 2CO + O2 ???2CO2
[edita] Reformaci??
La for??a de l'enlla?? covalent carboni-hidrogen es troba entre els m??s forts de tots els hidrocarburs, i per tant el seu us com a mat??ria primera ??s limitat. Malgrat la alta energia d'activaci?? per trencar l'enlla?? C-H , el met?? es encara el principal material de partida per fabricar hidrogen mitjan??ant reformaci?? amb vapor. La recerca de catalitzadors que puguin facilitar l'activaci?? de l'enlla?? C-H en el met?? i altres alcans lleugers es un ??rea d'investigaci?? de gran import??ncia industrial.
[edita] Halogenaci??
El met?? reacciona amb els halogens sota condicions adequades. La reacci?? te lloc de la seg??ent manera.
- CH4 + X2 ??? CH3X + HX
A on X es un halogen: fluor(F), Clor (Cl), Brom (Br) i a vegades Iode (I). El mecanisme d'aquesta reacci?? es el d'halogenaci?? per radicals lliures.
[edita] Usos
[edita] Combustible
Per a mes informaci?? de l'??s del met?? com a combustible, consulteu: gas natural.
El met?? ??s important per a la generaci?? el??ctrica ja que s'empra com a combustible en les turbines de gas o en els generadors de vapor. En comparaci?? amb altres hidrocarburs, la combusti?? del met?? produeix menys di??xid de carboni per cada unitat de calor produ??da.[cal citaci??] Si b?? el seu calor de combusti??,d'uns 802 kJ/mol, ??s el m??s petit de tots els hidrocarburs, si es divideix per la seva massa molecular (16 g/mol) es troba que el met??, el m??s simple dels hidrocarburs, produeix m??s quantitat de calor per unitat de massa que altres hidrocarburs m??s complexos. En moltes ciutats, el met?? es transporta en canonades fins a les cases per a ser emprat com a combustible per a la calefacci?? i per cuinar. En aquest context se l'anomena gas natural. Un peu c??bic de met?? produeix aproximadament 1.000 BTU (1.06 MJ = 293 W.hr d'energia)[cal citaci??]
[edita] Usos industrials
El met?? ??s emprat en processos qu??mics industrials i pot ser transportat com a l??quid refrigerat (gas natural liquat, or GNL ). Mentre que les fuites d'un contenidor refrigerat s??n inicialment m??s pesants que l'aire degut a l'alta densitat del gas fred, a temperatura ambient el gas es m??s lleuger que l'aire. Els gasoductes transporten grans quantitats de gas natural, del qual el met?? es el principal component. A la industria qu??mica, el met?? es la mat??ria primera elegida per a la producci?? d'hidrogen, metanol, ??cid ac??tic i anhidre ac??tic. Quan s'empra per a produir qualsevol d'aquests productes qu??mics, el met?? es transforma primer en gas de s??ntesi, una barreja de mon??xid de carboni i hidrogen, mitjan??ant reformaci?? per vapor. En aquest proc??s, el met?? i el vapor reaccionen amb l'ajuda d'un catalitzador de n??quel a altes temperatures (700 -1100??C)
- CH4 + H2O ??? CO + 3H2
La proporci?? de mon??xid de carboni en front de l'hidrogen pot ser ajustada mitjan??ant la reacci?? de despla??ament de gas d'aigua al valor desitjat.
- CO + H2O ??? CO2 + H2
Altres productes qu??mics menys importants derivats del met?? incloen l'acetil?? obtingut fent passar met?? a traves d'un arc el??ctric, i els clorometans (cloromet??, dicloromet??, cloroform, y tetraclorur de carboni), produ??ts per mitj?? de la recci?? del met?? amb gas de clor. No obstant, l'??s d'aquests productes est?? disminuint, l'acetil?? essent reempla??at per substituts m??s econ??mics i els clorometans degut a motius de salut i mediambientals.
[edita] Fonts Met??
[edita] Fonts Naturals
La major font de met?? es la seva extracci?? dels dip??sits geol??gics coneguts com camps de gas natural. Es troba associat a altres hidrocarburs combustibles i a vegades acompanyat per heli i nitrogen. El gas, especialment el situat en formacions poc profundes (baixa pressi??), es forma per la descomposici?? anaer??bica de la mat??ria org??nica i la resta es creu que prov?? de la lenta desgasificaci?? del materials primordials situats a les parts m??s profundes del planeta, tal como demostra la presencia de fins a un 7 % d'heli en certs jaciments de gas natural. En termes generals, els dip??sits de gas es generen en sediments enterrats a major profunditat i m??s altes temperatures que els que donen lloc al petroli. Tamb?? es pot extreure met?? dels dip??sits de carb?? (CMB s??n les seves sigles en angl??s) mitjan??ant la perforaci?? de pous en les capes de carb??, bombejant a continuaci?? l'aigua de la veta per produir una despressuritzaci?? la qual cosa permet la desabsorci?? del met?? i la seva pujada pel pou fins a la superf??cie. Amb aquesta t??cnica es produeix el 7 % del gas natural dels Estats Units, si b?? pot haver-hi problemes mediambientals degut a la baixada del nivell dels aq????fers i a la pres??ncia de contaminants en l'aigua extreta. Els hidrats de met??, o clatrats (combinacions de gel i met?? en el fons mar??) s??n una futura font potencial de met??, si b?? fins ara no existeix cap explotaci?? comercial de la mateixa.
[edita] Fonts alternatives
A m??s dels camps de gas natural una forma alternativa per obtenir met?? es mitjan??ant el biog??s generat per la fermentaci?? de la mat??ria org??nica que es troba en els fems, en els llots de les aig??es residuals, en la brossa domestica, o qualsevol altre mat??ria primera biodegradable, sota condicions anaer??biques. El met?? tamb?? es por obtenir industrialment emprant com a mat??ries primeres l'hidrogen (el qual es pot obtenir mitjan??ant electr??lisi) i el di??xid de carboni mitjan??ant el proc??s Sabatier.
- CO2 + 4H2 ??? CH4 + 2H2O
[edita] Met?? a l'atmosfera de la Terra
El met?? es un gas d'hivernacle molt important a l'atmosfera de la Terra amb un potencial d'escalfament de 23 sobre un per??ode de 100 anys. Aix?? implica que l'emissi?? d'una tona de meta tindr?? 23 vegades l'impacte de l'emissi?? d'una tona de di??xid de carboni durant els seg??ents cent anys. El met?? te un gran efecte per un breu per??ode (aproximadament 10 anys), mentre que el di??xid de carboni te un petit efecte per un per??ode perllongat (sobre els 100 anys). Degut a aquesta diferencia en l'efecte i el per??ode, el potencial d'escalfament global del met?? en un termini de 20 anys es de 63. La concentraci?? de met?? s'ha incrementat un 150 % des de 1750 i es responsable del 20 % del for??ant radiatiu total de tots els gasos hivernacles de llarga vida i distribuci?? global.[2] La concentraci?? mitjana de met?? en la superf??cie de la terra l'any 1998 era de 1.745 ppmm.[3] La seva concentraci?? ??s mes alta a l'hemisferi nord perqu?? la majoria de les fonts (naturals i antropog??niques) s??n m??s grans en aquell hemisferi. Les concentracions varien estacionalment amb un m??nim a finals de l'estiu. El met?? es forma prop de la superf??cie, i es transportat a l'estratosfera per l'aire ascendent dels tr??pics. L'augment incontrolat de met?? a l'atmosfera de la Terra es controlat naturalment ???encara que la influencia humana pot interferir en aquesta regulaci?? ??? per la reacci?? del met?? amb el radical hidroxil, una mol??cula formada per la reacci?? de l'oxigen at??mic amb l'aigua. Al principi de l'historia de la Terra ??? aproximadament fa 3.500 milions d'anys??? hi havia 1.000 vegades m??s met?? a l'atmosfera que a l'actualitat. El met?? primordial va ??sser alliberat per l'activitat volc??nica. Va ser durant aquesta ??poca quan va apar??ixer la vida a la Terra. Entre les primeres formes de vida es trobaven bacteris metan??genes que mitjan??ant l'hidrogen i el di??xid de carboni generaven met?? i aigua. L'oxigen no va ser un component majoritari de l'atmosfera fins que els organismes fotosint??tics aparegueren m??s tard en l'historia de la Terra. Sense oxigen el meta podia romandre a l'atmosfera m??s temps i a m??s altres concentracions que en les actuals condicions.
[edita] Emissions de met??
Houweling et al. (1999) donen els seg??ents valors per a les emissions de met?? (Tg/a=teragrams per any):[3]
| Origen | Emissi?? CH4 | ||
|---|---|---|---|
| Massa (Tg/a) | Tipus (%/a) | Total (%/a) | |
| Emissions naturals | |||
| Aiguamolls (incl. arrossars) | 225 | 83 | 37 |
| T??rmits | 20 | 7 | 3 |
| Oce?? | 15 | 6 | 3 |
| Hidrats | 10 | 4 | 2 |
| Total Natural | 270 | 100 | 45 |
| Emissions antropog??niques | |||
| Energia | 110 | 33 | 18 |
| Abocadors | 40 | 12 | 7 |
| Ruminants (bov??) | 115 | 35 | 19 |
| Tractament de deixalles | 25 | 8 | 4 |
| Crema de Biomassa | 40 | 12 | 7 |
| Total Antropog??nic | 330 | 100 | 55 |
| Embornals | |||
| S??ls | -30 | -5 | -5 |
| OH Troposf??ric | -510 | -88 | -85 |
| P??rdua estratosf??rica | -40 | -7 | -7 |
| Embornal Total | -580 | -100 | -97 |
| Emissions + Embornals | |||
| Desequilibri (tend??ncia) | +20 | ~2.78 Tg/ppmm | +7.19 ppmm/a |
Gaireb?? la meitat de l'emissi?? total es deguda a l'activitat humana.[2] Les plantes (p. ex. els boscs) han sigut recentment identificades com una important font de met??. Un article recent ha calculat unes emissions anuals de 62-236 milions de tones i que aquesta nova font pot tenir implicacions importants.[4][5] No obstant, els autors tamb?? senyalen que els seus descobriments s??n preliminars respecte a la import??ncia exacta d'aquesta emissi?? de met??.[6] Les mesures a llarg termini del met?? per la NOAA mostren que l'augment de met?? a l'atmosfera ha disminu??t de manera dr??stica, despr??s de gaireb?? triplicar-se des de l'??poca preindustrial. [1]Es creu que aquesta reducci?? es deu a la disminuci?? de les emissions industrials i a la sequera en les zones d'aiguamolls.
[edita] Alliberament sobtat dels clatrats de met??
A altes pressions com les que es troben al fons de l'oce??, el met?? forma un clatrat s??lid amb l'aigua, conegut com hidrat de met??. La quantitat de met?? que es troba atrapada amb aquesta forma en els sediments oce??nics ??s desconeguda per?? possiblement sigui molt gran, de l'ordre del bili?? de tones. La hip??tesi del "fusell de clatrats" es una teoria que suggereix que si l'escalfament global produeix un augment de la temperatura suficient d'aquests dip??sits, tot aquest met?? es podria alliberar sobtadament a l'atmosfera. Degut a que el met?? es vint-i-tres vegades m??s potent (per al mateix pes, en un per??ode de 100 anys) que el di??xid de carboni com a gas hivernacle, s'amplificaria de manera immensa l'efecte hivernacle, escalfant la Terra fins a nivells imprecedents. Aquesta teoria serviria tamb?? per explicar la causa de esdeveniments de r??pid escalfament global en el passat llunya de la Terra, com el m??xim t??rmic del Paleoc??-Eoc?? de fa 55 milions d'anys.
[edita] Emissi?? de met?? des de torberes
Encara que menys dram??tiques que les dels clatrats, per?? ja produint-se, ??s un augment en les emissions de met?? per part de les torberes mentre el pergelis??l es fon. Encara que els registres del pergelis??l s??n limitats, en anys recents (1999 i 2001) s'han batut els r??cords de desgel al pergelis??l a Alaska i Sib??ria. Les mesures recents a Sib??ria tamb?? mostren que el met?? alliberat ??s cinc vegades m??s gran que les estimacions pr??vies[7].
[edita] Mecanismes d'eliminaci??
El principal mecanisme d'eliminaci?? de met?? de l'atmosfera es mitjan??ant la reacci?? amb el radical hidroxil, el qual es forma pel bombardeig dels raigs c??smics sobre les mol??cules de vapor d'aigua.
- CH4 + ??OH ??? ??CH3 + H2O
Aquesta reacci?? a la troposfera dona al met?? una vida de 9,6 anys. Dos embornals m??s s??n el s??l (160 anys de vida) i la p??rdua estratosf??rica per la reacci?? amb les especies qu??miques ??OH, Cl i O(??D) a l'estratosfera (120 anys vida), donant lloc a a una vida neta de 8,4 anys.[3]
[edita] Refer??ncies
- ??? IPCC Third Assessment Report
- ??? 2,0 2,1 Technical summary. Climate Change 2001. United Nations Environment Programme.
- ??? 3,0 3,1 3,2 Trace Gases: Current Observations, Trends, and Budgets. Climate Change 2001. United Nations Environment Programme.
- ??? Methane emissions from terrestrial plants under aerobic conditions. Nature: (2006-01-12). Data d'acc??s: 2006-09-07.
- ??? Plants revealed as methane source. BBC: (2006-01-11). Data d'acc??s: 2006-09-07.
- ??? Global warming - the blame is not with the plants. eurekalert.org: (2006-01-18). Data d'acc??s: 2006-09-06.
- ??? Methane bubbles climate trouble. BBC: (2006-09-07). Data d'acc??s: 2006-09-07.
| Alcans | |||||||||||||||||||||||||||||||
|
Met?? |
| |
Et?? |
| |
Prop?? |
| |
But?? |
| |
Pent?? |
| |
Hex?? |
|||||||||||||||||||||
|
Hept?? |
| |
Oct?? |
| |
Non?? |
| |
Dec?? |
| |
Undec?? |
| |
Dodec?? |
|
||||||||||||||||||||
