من طرف ???? الأربعاء فبراير 17, 2010 2:08 pmيتم استخراج الميثان من الرواسب الجيولوجية حيث يكون مصاحبا لأنواع الوقود الهيدروكربوني الأخرى. كما يمكن الحصول عليه من المصادر الطبيعية:
• تحلل المخلفات العضوية.
• المصادر الطبيعية: المستنقعات 23%
• وقود حفريات 20%
• عملية الهضم في الحيوانات (ماشية) 17%
تمثل عمليات الهضم في الحيوانات 17% من إنبعاثات الميثان
• البكتريا التي تتواجد أثناء زراعة الأرز.
• تسخين أو حرق الكتلة الحيوية لاهوائيا.
60% من الإنبعاثات التي تنتج الميثان ناتجة من الأنشطة البشرية, وخاصة الأنشطة الزراعية. وخلال 200 سنة السابقة, تضاعف تركيز الغاز في الغلاف الجوي من 0.8 إلى 1.6 جزء في المليون.
كما أن الميثان يصنف على أنه كتلة حيوية لأنه يمكن أن ينتج من الحرق اللاهوائي لبعض المواد العضوية.
[عدل] المصادر الصناعية
يمكن تصنيع الميثان واستخدامه صناعيا وذلك عن طريق التفاعلات الكيميائية مثل تفاعل ساباتيه (Sabatier reaction) أو عملية فيشر-تروبش (Fischer-Tropsch process).
• وطبقا لتقديرات أحد المصادر فإن الميثان الموجود في شكل رسوبي في المحيط يقدر بـعشرة ألآف مليار طن.[1] وتقترح النظريات أن هذه الكميات الضخمة من الميثان يمكن أن تنطلق فجأة مرة أخرى، وتسبب ارتفاعا في درجات الحرارة.
[عدل] تفاعلات الميثان
الاحتراق
يوجد عديد من الخطوات عند احتراق الميثان: يتحول الميثان إلى الجذر ميثيل CH3، والذي يتحول إلى فورمالدهيد (HCHO أو H2CO). ويتحول الفورمالدهيد إلى الجذر فورمال HCO, والذي بدوره يكون أول أكسيد الكربون CO. وهذه العملية يطلق عليها تحلل حراري تأكسدي:
CH4 + O2 → CO + H2 + H2O
بعد عملية انحلال حراري تاكسدية يتأكسد H2 مشكلاً H2O، ويطلق حرارة. ويحدث هذا بسرعة جدا، في وقت أقل من ميلي ثانية.
H2 + ½ O2 → H2O
واخيرا، يتأكسد CO ليكون CO2 وينطلق مزيد من الحرارة. وهذه العملية أبطأ الخطوات وتحتاج بضع ميلي ثواني لتكتمل:
CO + ½ O2 → CO2
تنشيط الهيدروجين
إن الرابطة التساهمية القوية بين الكربون-الهيدروجين في الميثان هي واحدة من أقوى الروابط الهيديروجينية، وعلى ذلك فإن استخدامها كمادة اولية في صناعة البتروكيمياويات محدود. ولايزال البحث جاريا عن عامل حفز مناسب لتكسير الرابطة بين C-H في الميثان والألكانات المنخفضة الأخرى.
الهلجنة
يتفاعل الميثان مع الهالوجينات المختلفة حسب المعادلة العامة:
CH4 + X2 → CH3X + HX
[عدل] الميثان خارج الكرة الأرضية
يعتقد ان الميثان تم تحديد وجوده في أماكن عديدة في النظام الشمسي. ويعتقد أنه تكون خلال العمليات الغير عضوية التي كانت تصاحب تطور النظام الشمسي.
• كوكب المشتري؛ يحوي غلافه الجوي على 0.3 % ميثان.
• كوكب المريخ؛ يحوي 10 جزء من البليون. (10 ppb)
• كوكب زحل؛ يحوي غلافه الجوي على 0.4 % ميثان.
o قمر أيابيتوس
o قمر تيتان
• كوكب نيبتون
o قمر تريتون
• كوكب أورانوس
o قمر أريل
o قمر ميرندا
o قمر أوبيرون
o قمر تيتانيا
o قمر أمبريل
• مذنب هالي
• مذنب هياكوتاكي
• تحلل المخلفات العضوية.
• المصادر الطبيعية: المستنقعات 23%
• وقود حفريات 20%
• عملية الهضم في الحيوانات (ماشية) 17%
تمثل عمليات الهضم في الحيوانات 17% من إنبعاثات الميثان
• البكتريا التي تتواجد أثناء زراعة الأرز.
• تسخين أو حرق الكتلة الحيوية لاهوائيا.
60% من الإنبعاثات التي تنتج الميثان ناتجة من الأنشطة البشرية, وخاصة الأنشطة الزراعية. وخلال 200 سنة السابقة, تضاعف تركيز الغاز في الغلاف الجوي من 0.8 إلى 1.6 جزء في المليون.
كما أن الميثان يصنف على أنه كتلة حيوية لأنه يمكن أن ينتج من الحرق اللاهوائي لبعض المواد العضوية.
[عدل] المصادر الصناعية
يمكن تصنيع الميثان واستخدامه صناعيا وذلك عن طريق التفاعلات الكيميائية مثل تفاعل ساباتيه (Sabatier reaction) أو عملية فيشر-تروبش (Fischer-Tropsch process).
• وطبقا لتقديرات أحد المصادر فإن الميثان الموجود في شكل رسوبي في المحيط يقدر بـعشرة ألآف مليار طن.[1] وتقترح النظريات أن هذه الكميات الضخمة من الميثان يمكن أن تنطلق فجأة مرة أخرى، وتسبب ارتفاعا في درجات الحرارة.
[عدل] تفاعلات الميثان
الاحتراق
يوجد عديد من الخطوات عند احتراق الميثان: يتحول الميثان إلى الجذر ميثيل CH3، والذي يتحول إلى فورمالدهيد (HCHO أو H2CO). ويتحول الفورمالدهيد إلى الجذر فورمال HCO, والذي بدوره يكون أول أكسيد الكربون CO. وهذه العملية يطلق عليها تحلل حراري تأكسدي:
CH4 + O2 → CO + H2 + H2O
بعد عملية انحلال حراري تاكسدية يتأكسد H2 مشكلاً H2O، ويطلق حرارة. ويحدث هذا بسرعة جدا، في وقت أقل من ميلي ثانية.
H2 + ½ O2 → H2O
واخيرا، يتأكسد CO ليكون CO2 وينطلق مزيد من الحرارة. وهذه العملية أبطأ الخطوات وتحتاج بضع ميلي ثواني لتكتمل:
CO + ½ O2 → CO2
تنشيط الهيدروجين
إن الرابطة التساهمية القوية بين الكربون-الهيدروجين في الميثان هي واحدة من أقوى الروابط الهيديروجينية، وعلى ذلك فإن استخدامها كمادة اولية في صناعة البتروكيمياويات محدود. ولايزال البحث جاريا عن عامل حفز مناسب لتكسير الرابطة بين C-H في الميثان والألكانات المنخفضة الأخرى.
الهلجنة
يتفاعل الميثان مع الهالوجينات المختلفة حسب المعادلة العامة:
CH4 + X2 → CH3X + HX
[عدل] الميثان خارج الكرة الأرضية
يعتقد ان الميثان تم تحديد وجوده في أماكن عديدة في النظام الشمسي. ويعتقد أنه تكون خلال العمليات الغير عضوية التي كانت تصاحب تطور النظام الشمسي.
• كوكب المشتري؛ يحوي غلافه الجوي على 0.3 % ميثان.
• كوكب المريخ؛ يحوي 10 جزء من البليون. (10 ppb)
• كوكب زحل؛ يحوي غلافه الجوي على 0.4 % ميثان.
o قمر أيابيتوس
o قمر تيتان
• كوكب نيبتون
o قمر تريتون
• كوكب أورانوس
o قمر أريل
o قمر ميرندا
o قمر أوبيرون
o قمر تيتانيا
o قمر أمبريل
• مذنب هالي
• مذنب هياكوتاكي
