メタン – ウィキペディア、無料​​百科事典

メタン

ネーミング 体系的な命名法（IUPAC） after-content-x4 メタン 他の名前とマーキング 泥ガス、鉱山ガス
一般情報
まとめ	ch 4
マンダー	16.04 g/mol
外観	無色で無臭のガス [初め]
身元
Numer CAS	74-82-8
Pubchem	297
インチ inchi = 1S/CH4/H1H4 after-content-x4 inchikey vnwktokethgbqd-uhfffaoysa-n
プロパティ 密度 0.7168×10 -3 g/cm³（0–4°C） [3] ;ガス 0,4228 g/cm³（-162°C） [2] ;液体 水溶性 3,5 g/L（17°C） [4] 他の溶媒で エタノール、エーテル、ベンゼン、トルエン、メタノール。アセトンでは不十分です [2] 融点 -182,47°C [2] 沸点 -161,48°C [2] 重要なポイント -82,59°C [5] ; 4,599 MPa [5]
同様の関係
同様の関係	エタン、プロパン、シラン
アルカノ誘導体	テトラクロロメタン、トリフルオロメタン、クロロホルム、ジョドホルム、四重液植物
特に提供されない限り、データが適用されます 標準状態（25°C、1000 hPa）

メタン 、 ch ₄ – 有機化合物、最も単純な飽和炭化水素（アルカン）。室温では、無臭で無色のガスです。これは、他の多くの有機化合物の合成のための加熱ガスおよび原料として使用されます。

メタン分子は、Tetraedr（通常の四半期）の形状を持っています。炭素原子は、spのハイブリダイゼーションを示しています ³ 。結果として得られる軌道は、4つの水素原子と結合を形成します。これらの結合はすべて等しい（バインディングの間の角度は109°28です ‘ ）そして、非常に不十分な偏光。これは、遊離電子ペアの欠如と組み合わせて、この化合物の相対的な化学耐久性の理由です。典型的な反応（燃焼など）にのみ参加できます。

メタンは、1776年から1778年にアレッサンドロ・ボルタによって発見され、分離されました。彼はマッジョーレ湖の湿地からガスを研究しました。それは植物の遺跡の嫌気性分布の結果として自然界で発生します（例：沼地）湿地ガス ^[9] 。それはまた、鉱山ガスと天然ガスの主要な成分です ^[9] （通常は90％以上）。メタンの主な供給源は天然ガスと石炭堆積物です（鉱業の主な研究所は、2億500億mのレベルでポーランドの石炭継ぎ目におけるメタンの地質資源の可能性を示しています。 ^{3 [十]} ）。それは多くの場合、他の炭化水素の会社で発生し、ヘルと窒素の会社で散発的に発生します。

大気メタン [ 編集 | コードを編集します ]

メタン含有量は2019年10月まで測定されました。1900.49 PPBの最高の内容は、2018年11月に達成されました。

2019年、平均メタンレベルは1874.7 ppbでした ^[11] 。このレベルは、過去40万年間で測定されたこれまでの2倍以上の高さです。地上の大気中の歴史的なメタン濃度は300〜800 ppbの範囲でした ^[12番目] 。

メタンは温室効果ガスであり、その温室の可能性は二酸化炭素（20年スケールで）または25（規模で100年）の72倍高くなっています ^[13] 。 2001年には、メタンが温室効果ガス間の恐torの20％の放射線の原因であると推定されています（水蒸気を除く） ^[14] 。

2015年から2019年の間に、メタンの大気レベルの急速な増加が報告されました ^{[15] [16]} 。 2020年2月、化石燃料産業によって発するメタンの量が大幅に過小評価される可能性があると報告されました ^[17] 。

気候変動は、自然の生態系での生産を増やし、気候のフィードバックを生み出すことにより、大気メタンの含有量を増やすことができます。

メタンはまた、オゾノスフェアの分解にわずかに影響します ^[18] 。

ガス水和物の特徴的な構造。オレゴン沈み込み帯から抽出されました

クライミング [ 編集 | コードを編集します ]

さまざまな地域でのメタンクロードのダイナミクスとその分布の図

メタンクローク（メタン水和物）は、メタン粒子が水分子の結晶構造に閉じ込められているシステムです。クラタトラトウのかなりの層は、北極圏の永遠の霜と大陸斜面の堆積物の下の大陸棚に沿って見られます。このような堆積物は、GHSZガス水和物の安定ゾーンで発生します（英語 ガス水和物安定ゾーン ）、高圧（1〜100mpa;圧力が低いと低い温度が必要です）と低温（<15°C;高い温度にはより高い圧力が必要です） ^[19] 。メタン時計は、生物生成、熱生成メタン、またはこれら2つの関与で作ることができます。これらの堆積物は、潜在的な燃料源と地球温暖化の両方です ^{[20] [21]} 。世界の水和物堆積物の石炭質量は不確実なままであり、500GTから12 500GTの間であると推定されました ^[22] 。最近の推定値は約1800gtの石炭に減少しています ^[23] 。この不確実性は、すべてのメタンデッキに関する知識が不十分です。

一部の気候モデルは、海洋DNAからの今日のメタン排出量は、約5550万年前にale新世 – 新世の熱新世（PETM）の排出量に似ていることを示唆していますが、崩壊しつつある布からのメタンに何が起こるか、そしてそれが大気に到達する程度の証拠はまだありません ^[23] 。メタンピストルの仮説は、永遠の寒さと海底におけるクラタトラトウからのメタンの北極放出が気候温暖化の別の原因であると予測しています ^{[24] [21] [22] [23]} 。 2016年のデータは、北極の永遠の霜が予想よりも速く消えることを示唆しています ^[25] 。

地質経路 [ 編集 | コードを編集します ]

メタン（i）有機（熱）と（ii）無機（非生物）の地質形成には2つの主要なルートがあります ^[26] 。熱生成メタンは、適切な温度での有機物の分解と深い堆積層の圧力により発生します。堆積プールのほとんどのメタンは熱生成です。このため、熱生成メタンは加熱ガスの最も重要な供給源です。熱生成メタンは遺物と見なされます（古代から来ます）。有機物または合成の分解により、熱生成メタン（深さ）の形成が発生する可能性があります。両方の方法では、微生物（メタン生成）を含むか、自動的に発生する可能性があります。付随するプロセスは、微生物の有無にかかわらず、メタンを使用することもできます。

深さのメタンのより重要な原因（結晶性茎岩）は非生物的要因です。非生物的とは、メタンは、生物活性を持たず、マグマルプロセスを通じて、または低温と圧力で発生する岩との水反応を通じて、生物学的活性なしで生成されることを意味します。そのような反応の例は蛇紋岩です（水と二酸化炭素とのオリーブ反応） ^{[27] [28]} ：

（Fe、mg）
2 そうではありません
4 + nh
2 o + what
2 →mg
3 と
2 o
5 （おお）
4 + fe
3 o
4 + ch
4

生物学的ルート [ 編集 | コードを編集します ]

ほとんどの地上のメタンは生物発生的であり、メタン生成の過程で生成されます ^{[29] [30]} 、いくつかのArchaeonドメインの個人の間でのみ存在する嫌気性呼吸の形態 ^{[最初に30]} 。メタン生成は、ゴミの捨て場、いくつかの土壌に生息しています ^[32] 、反minants（例：牛） ^[33] 、海と湖の役割の下での腸と嫌気性の堆積物を終了します。植物の成長中の田んぼは大量のメタンを生成します ^[34] 。このマルチステージプロセスは、エネルギー生産のために生物によって使用されます。反応は、次の方程式の形で保存できます。

co
2 + 4H
2 →Ch
4 + 2H
2 o

このプロセスの最後のステップは、コエンザイム-βスルホエトランスフェレス（MCR）酵素によって触媒されます ^[35]

反minants [ 編集 | コードを編集します ]

吐き出されたメタンの量に関するオーストラリアの羊の調査（2001）、CSIRO

米国の牛などのルールは、メタンを分泌し、大気への年間メタン放射の約22％を担当しています ^[36] 。ある研究では、繁殖部門が一般的に（主に牛、鶏、豚）が、人間によって生産されたメタンマン生産者の37％を生産することを報告しました。 ^[37] 。 2013年の別の研究では、繁殖が人間によって生成されたメタンの44％と、人間が生産する人間の飼育ガスの約15％の原因であると推定されました。 ^[38] 。動物農業におけるメタンの生産を制限するために多くの努力が払われています。その中には、医療活動、食事の調整​​があります ^[39] そして、それを燃料として使用するためにガスを捕まえます ^[40] 。

堆積物 [ 編集 | コードを編集します ]

堆積物の数センチメートルの酸素微生物によって酸素が除去されるため、海底の下の堆積物の大部分はアナロバです。酸素の下で飽和海DNAの下で、メタンはメタンを生成します。メタンは他の生物によって使用されるか、クラトラに投獄されています ^[41] 。メタンをエネルギー生産に使用する生物はメタノトロフィと呼ばれ、大気に放出されるメタンの量を制限する主な要因です ^[41] 。嫌気性メタン酸化（AOM）と呼ばれるプロセスを実施する微生物のock笑は、嫌気性メタンメタン（ANME）と硫黄減少細菌（SRB）で構成されています。 ^[42] 。

業界 [ 編集 | コードを編集します ]

メタンは、サバティエ反応を使用して二酸化炭素を水素化することで作成できます。メタンはまた、フィッシャートロプシュの合成における一酸化炭素（II）水素化の産物でもあり、これは長い鎖を持つ化合物の生産に大規模に使用されます。

炭素をメタンにガス化することが可能です。このような大規模なガス化の例は、ダコタガス化会社です。茶色の石炭は最初に酸化されています（燃焼）。窒素、硫黄などの洗浄後に水素ガスと一酸化炭素の混合物が作成されました。その後、ニッケル触媒上の水素化プロセスで使用されます。 ^[43] 。

ガス電力（ 。パワーツーガス、P2G ）は、水電気分解の過程で水素生産に電気を使用する技術です。次に、サバティエ反応を使用して、水素と二酸化炭素を使用してメタンを生成します。理論的には、このプロセスは、風力タービンとソーラーパネルによって生成される過剰な電流のバッファーとして使用できます。 2014年4月、欧州連合はHelmeth Research Project（Integratedを獲得しました h イジテンペラチュ 彼 筋分解および メタ ガス変換への効果的な電力のためのアネレーション）。研究中、76％のP2Gプロセス効率が達成され、スケールを増やすことで効率を80％に増加させると推定されます ^[44] 。

実験室合成 [ 編集 | コードを編集します ]

実験目的のために、次の結果としてメタンを入手できます。

ch
3 coona + naoh→ch
4 ↑ + na
2 co
3

アル
4 c
3 + 12H
2 O→3CH
4 ↑ + 4al（ああ）
3

また、シリンダー内の圧縮ガスの形で市販されています。

4.5〜15％の体積濃度の空気とメタンの混合物には爆発物があります。閉じた部屋へのメタン浸透の結果としてのこの混合物の形成（硬質炭鉱など）は、危険な爆発の原因になる可能性があります。 15％を超える割合の混合物では、炎を燃やします。

メタン特性反応（通常はアルカンと同じ）：

2000〜3000 Kの温度で10〜50 GPAの圧力で、石炭（ダイヤモンドダストの形成）と水素に侵入します ^{[49] [50] [51]} 。

• エンジンの燃料として
• プラスチックを入手するための原料として
• エネルギー業界で
• DLCフィルムで覆われた材料の炭素キャリアとして ^[52]