عدد ذرات الهيدروجين في مركب الميثان
عدد ذرات الهيدروجين في مركب الميثان
4 ذرات .
أن جزئ الميثان به ذرة كربون مركزية تحتوي هذه الذرة على أربعة إلكترونات تكافؤ وتكون بحاجة إلى عدد أربعة إلكترونات ثانية، وتُستمد الأربع الكترونات تلك من ذرات هيدروجين بلغ عددها الأربعة، وهكذا تكون اكتملت الذرة المركزية واستقرت، وجميع ذرات الهيدروجين تمتلك زاويا رابطة خاصة بها تساوي مئة وتسعة درجة [1] .
يرجع إليها السبب في اتخاذ الجزئ شكل ونمط رباعي الأسطح، كما أن ن
غاز الميثان
ينتمي إلى مجموعة المكونات الأساسية التي تدخل في تكوين الغاز الطبيعي، وفي حالة حدوث احتراق لعدد واحد جزيء من غاز الميثان أثناء وجود الأكسجين سينتج عنه جزئ من CO2 وهو غاز ثاني أكسيد الكربون وجزئين من الماء H2O والمعادلة التي تعبر عن التفاعل كالآتي:
CH4 + 2O2 —> CO2 + 2H2O
هناك رابطة بين كلا من ذرتي الكربون والهيدروجين المتواجدين في الميثان من النوع التساهمي، وتم تصنيف هذه الرابطة على أنها من أقوى الروابط المتواجدة في كافة الهيدروكربونات، ولهذا السبب لا يتم استخدام هذه الرابطة كوسيط كميائي الا في أوقات ضئيلة للغاية .
عند إجراء بحث يتمحور حول كيفية تسهيل وتنشيط الرابطة الناشئة بين CH المتواجدة في غاز الميثان بالإضافة إلى الألكانات المنخفضة الثانية سيكون مجال بحث فريد من نوعة وسيحظي بنسب قبول هائلة حيث أنه سيخدم الكثير من العمليات الصناعية .
الميثان النقي في حد ذاته ليس له أي رائحة، ولكن في حالة استخدامه على أنه وقود حفري يتم مزجة مع نسب وكميات قليلة من مركبات ومشتقات الكبريت التي تتمتع بالرائحة النفاذة والشديدة مثل إيثيل مركابتان، وذلك لكي يكون من السهل اكتشاف مواضع التسريب .
الميثان ينتمي الي مجموعة الغازات الدفيئة، ويتمتع بنسبة إحتراق تفوقت على النسبة الخاصة بغاز ثاني اكسيد الكربون بنسبة بلغت 12مرة، وتم تصنيف غاز الميثان على أنه أحد الغازات الحيوية وذلك لان إنتاجه يتم في حالة حدوث تحلل لمجموعة من المواد العضوية ولكن في حالة عدم وجود غاز الأكسجين .
قامت الهيئة الخاصة بإجراء المسحات الجيولوجية داخل أمريكا بتقدير نسب هيدرات الغاز داخل حدود الدوله، حيث بلغت ال 320 ألف تريليون قدم مكعب، وهذا يعني أنها تحتوي على مئتين ضعف نسب الموارد واجمالي احتياطات الغاز الطبيعي المتواحدة في جميع البلاد .
إن المصادر الأساسية للميثار متعددة وكثيرة ومنها حدوث تحلل لمجموعة النفايات العضوية، بجانب المصادر الطبيعية المتمثلة في المستنقعات واستخراج الوقود الأحفوري واستخراج الميثان من طبقات الفحم .
لا يمكن تجاهل دور عمليات هضم الماشية، ومجموعات البكتيريا المتواجدة في المزارع بشكل عام والأرز بشكل خاص والاحتراقات اللاهوائية، ولا يمكن تجاهل الكائن البشري ودوره في حدوث ذلك .
رمز الميثان
CH 4
أن الميثان يعتبر أبسط الغازات التي تنتمي إلى الهيدروكربونات المشبعة، والصيغة الكيميائية الخاصة به هي
CH 4
، ويدخل في تكوينه عدد أربع ذرات من الهيدروجين وذرة واحدة من الكربون، وتم تصنيفه على أنه أبسط ألكان علي الاطلاق [2].
يتصاعد غاز الميثان وفور وصوله إلى سطح الغلاف الجوي يطلق عليه الميثان الجوي، لا يقتصر وجود الميثان على مكان محدد حيث يمكن إيجاده أسفل قاع البحر ومن الممكن أن نجده تحت مستوى الأرض، وليس له أي رائحة تميزة .
لكن يمكننا قول أن رائحته تنتمي إلى مجموعة الزيوت الحلوة، وعديم اللون، وله قابلية على الاشتعال، لا يتسبب في الاصابة بالتسمم أي أنه غير سام، وعدد أسطحة أربعة، والروابط المتواجدة بين CH مكافأة .
من الممكن ان يتم إنتاجه بسهولة من خلال اللاهوائية القولونية، وتم التعرف على الميثان من قديم الأزل عام 1776 على يد أحد الفيزيائيين القدامى في إيطاليا، وهو أليساندرو فولتا .
الميثان ينتمي إلى مجموعة الغازات الدفيئة، ويعتبر هو أهمه، وترتبط نسبة 70% من الانبعاثات الخاصة به ارتباط وثيق الأنشطة والأعمال البشرية المتمثلة في الصناعة والزراعة وغيرهم، وإن الميثان النقي ما هو إلا مادة أولية تتمتع بنسب كبيرة من الطاقة .
حيث تبلغ كثافة طاقته 55.7 ميجا جول / كجم، ويتم استخدامه بشكل أساسي في توليد الكهرباء لكي يتم التمكن من الطهي والتدفئة داخل المنزل .
CH4 الوزن الجزيئي أو الكتلة المولية الخاصة به تساوي 16.04 جم / مول، وبالنسبة لكثافته فهي تساوي 0.656 كجم / متر مكعب، وبلغت نقطة غليانه−161.50 درجة مئوية، وتكون نقطة انصهاره عند−182.5 درجة مئوية .
تحضير غاز الميثان
تشبه طرق تحضير أو صنع الميثان مع الطرق المشهورة التي يتم اللجوء إليها عند تحضير مجموعة الألكانات، وفي الحقيقة يتم استخدام تلك الطرق داخل مختبر متخصص، ومن الطرق الأساسية التي يتم استخدامها في عملية تصنيع الميثان الآتي:
أسيتات الصوديوم
الطريقة الأولى
: نالت هذه الطريق الخاصة بتحضير الميثان نسب شهرة كبيرة منذ قديم الزمان إلى وقتنا الآن، وتتم هذه الطريقة داخل المختبرات، يبدأ إنتاج الميثان عن طريق تعريض مزيج يتكون من أسيتات الصوديوم .
بشرط أن تكون لامائية جير الصودا النار إلى أن يتم تسخينهما، وتكون النسب الخاصة بكل مكون تتمثل في 1: 2 أسيتات الصوديوم اللامائية جير الصودا والمعادلة الخاصة بالتفاعل كالأتي:
CH 3 COONa + NaOH → Na 2 CO 3 + CH 4
يتكون جير الصودا من خلال تسخين جزء واحد من فقط من مادة الصودا الكاوية مقابل ثلاثة أجزاء من مادة الجير بشرط أن يكون مبرد يتضمن NaOH و CaO.
يقوم هيدروكسيد الصوديوم بالمشاركة الفعالة في التفاعل ويتم منع استخدام جميع المعدات والأدوات الزجاجية المستخدمة في التفاعل الخاص بأكسيد الكالسيوم من حدوث تحلل لها عن طريق استخدام هيدروكسيد الصوديوم .
يجب أن تكون على علم بأمر هام وهو أن الميثان الناتج من تلك الطريقة يقوم بتجميع الغاز أعلى سطح الماء، ويكون الميثان في هذه الحالة محتوي على الإيثيلين وغاز الهيدروجين المتواجد على هيئة شوائب .
لكي تتم إزالة الشوائب يجب أن يحدث تدفق للغاز الغير النقي ويمر عبر محلول من برمنجنات البوتاسيوم، وبالتالي يكون الناتج غاز مثان نقي خالي من وجود الشوائب .