メタン

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メタン
いくつかの測定値が追加されたメタンのステレオ骨格式
メタンの球棒モデル
メタンの空間充填モデル
名前
優先IUPAC名
メタン[1]
体系的なIUPAC名
Carbane(推奨されません[1]
他の名前
  • 湿地ガス
  • 天然ガス
  • 四水素化炭素
  • 炭化水素
識別子
3Dモデル(JSmol
3DMet
1718732
ChEBI
ChEMBL
ChemSpider
ECHAインフォカード 100.000.739 ウィキデータでこれを編集する
EC番号
  • 200-812-7
59
KEGG
メッシュ メタン
RTECS番号
  • PA1490000
UNII
国連番号 1971年
  • InChI = 1S / CH4 / h1H4 小切手Y
    キー:VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 小切手Y
  • C
プロパティ
C H 4
モル質量 16.043g ・mol -1
外観 無色のガス
におい 無臭
密度
  • 0.657kg ・m -3(ガス、25  °C、1 気圧)
  • 0.717kg ・m -3(ガス、0  °C、1 気圧)[2]
  • 422.8g ・L -1(液体、-162  °C)[3]
融点 −182.456°C(−296.421°F; 90.694 K)[3]
沸点 −161.5°C(−258.7°F; 111.6 K)[3]
臨界点TP 190.56 K、4.5992 MPa
22.7mg ・L -1 [4]
溶解性 エタノールジエチルエーテルベンゼントルエンメタノールアセトンに可溶、水に不溶
log P 1.09
14  nmol・Pa -1・kg -1
共役酸 メタニウム
共役塩基 メチルアニオン
磁化率(χ)
-17.4 × 10-6 cm 3・mol  -1 [ 5]
構造
T d
四面体
0  D
熱化学[6]
熱容量 C
35.7J ・(K・mol)-1
186.3J ・(K・mol)-1

生成標準エンタルピーΔfH⦵298 _
−74.6  kJ・mol −1
ギブズの自由エネルギーΔfG˚
−50.5  kJ・mol −1

標準燃焼エンタルピーΔcH⦵298 _ _
−891  kJ・mol −1
ハザード[7]
GHSラベリング
GHS02:可燃性
危険
H220
P210
NFPA 704(ファイアダイヤモンド)
引火点 −188°C(−306.4°F; 85.1 K)
537°C(999°F; 810 K)
爆発限界 4.4〜17%
関連化合物
関連するアルカン
補足データページ
メタン(データページ)
特に明記されていない限り、データは標準状態(25°C [77°F]、100 kPa)の材料について示されています。
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インフォボックスの参照

メタンUS/ ˈmɛθeɪn /UK/ ˈmiːθeɪn / は、化学CH 4 1つの炭素原子4つの水素原子に結合)を持つ化合物ですこれは、最も単純なアルカンである第14族水素化物であり、天然ガスの主成分です地球上のメタンの相対的な豊富さはそれを経済的に魅力的な燃料にします 、それをキャプチャして保存することは、温度と圧力の通常の条件下でのガス状の状態のために技術的な課題を提起します。

天然に存在するメタンは、地下と海底の両方で発見され、地質学的プロセスと生物学的プロセスの両方によって形成されます。メタンの最大の貯留層は、メタンクラスレートの形で海底の下にあります。メタンが地表や大気に到達すると、大気中のメタンと呼ばれます。[9]地球の大気中のメタン濃度は、1750年以来約150%増加しており、長寿命で世界的に混合されているすべての温室効果ガスからの総放射強制力の20%を占めています[10]火星を含む他の惑星でも検出されています、これは宇宙生物学の研究に影響を及ぼします。[11]

プロパティと結合

メタンは、4つの同等のC–H結合を持つ四面体分子です。その電子構造は、 CHの原子価軌道の重なりから生じる4つの結合分子軌道(MO)によって記述されます。最も低いエネルギーのMOは、炭素上の2s軌道と、4つの水素原子上の1s軌道の同相の組み合わせとの重なりの結果です。このエネルギー準位の上には、炭素上の2p軌道と水素上の1s軌道のさまざまな線形結合との重なりを伴う3重縮退したMOのセットがあります。結果として得られる「スリーオーバーワン」結合スキームは、光電子分光測定と一致しています。

メタンは無臭のガスで、無色に見えます。[12]倍音バンドのため、特にスペクトルの赤端で可視光を吸収しますが、光路が非常に長い場合にのみ効果が顕著になります。これが、天王星海王星に、メタンを含む大気を光が通過し、散乱して戻ってくるときに、青または青緑の色を与えるものです。[13]

家庭で使用される天然ガスのなじみのある匂いは、安全対策として、通常はtert-ブチルチオールを含むブレンドである匂い物質の添加によって達成されます。メタンの沸点は 、1気圧で-161.5 °Cです。[3]ガスとして、標準圧力の空気中のさまざまな濃度(5.4〜17%)で可燃性です。

固体メタンはいくつかの変更で存在します。現在、9つが知られています。[14]メタンを常圧で冷却すると、メタンIが形成されます。この物質は立方晶系(空間群Fm 3 m)で結晶化します。メタンIでは水素原子の位置は固定されていません。つまり、メタン分子は自由に回転する可能性があります。したがって、柔粘性結晶です。[15]

化学反応

メタンの主な化学反応は、燃焼合成ガスへの水蒸気改質、およびハロゲン化です。一般的に、メタン反応を制御することは困難です。

選択的酸化

メタンのメタノールへの部分酸化、より便利な液体燃料は、酸素の供給が不十分な場合でも反応が通常二酸化炭素まで進行するため、困難です。酵素メタンモノオキシゲナーゼメタンからメタノールを生成しますが、工業規模の反応には使用できません。[16]いくつかの均一系触媒システムと異種システムが開発されましたが、すべてに重大な欠点があります。これらは通常、過酸化から保護された保護された製品を生成することによって動作します。例としては、Catalyticaシステム、銅などがあります。 ゼオライト、およびα-酸素活性部位を安定化する鉄ゼオライト。[17]

バクテリアの1つのグループは、酸素の非存在下で酸化剤として亜硝酸塩を使用してメタンの酸化を触媒し、メタンのいわゆる嫌気性酸化を引き起こします。[18]

酸塩基反応

他の炭化水素と同様に、メタンは非常に弱い酸です。DMSO中そのpKa56と推定されます。[19]溶液中で脱プロトン化することはできませんが、共役塩基はメチルリチウムなどの形で知られています。

メタンに由来するさまざまな陽イオンが、主に低圧ガス混合物中の不安定な種として観察されています。これらには、メテニウムまたはメチルカチオンCHが含まれます+
3
、メタンカチオンCH+
4
、およびメタニウムまたはプロトン化メタンCH+
5
これらのいくつかは宇宙空間で検出されています。メタニウムは、メタンと超酸の希釈溶液としても製造できますCHなどのより高い電荷を持つカチオン2+
6
およびCH3+
7
、理論的に研究されており、安定していると推測されています。[20]

そのC-H結合の強さにもかかわらず、メタン(および他のより少ない番号のアルカン)でのC-H結合の活性化を促進する触媒に強い関心があります。[21]

燃焼

手に炎を持っている若い女性
メタンの泡は濡れた手で怪我をすることなく燃やすことができます。

メタンの燃焼熱は55.5MJ / kgです。[22] メタンの燃焼は、次のように要約される多段階反応です。

CH 4 + 2 O2 CO2 + 2 H 2 O(ΔH = −891 k J / mol 標準状態で)

ピーターズの4段階化学は、メタンの燃焼を説明する体系的に還元された4段階化学です。

メタンラジカル反応

適切な条件が与えられると、メタンは次のようにハロゲン ラジカルと反応します。

X•+ CH4 HX + CH3
CH3 •+ X2 CH3 X + X•

ここで、Xはハロゲンフッ素(F)、塩素(Cl)、臭素(Br)、またはヨウ素(I)です。このプロセスのこのメカニズムは、フリーラジカルハロゲン化と呼ばれます。これは、UV光またはその他のラジカル開始剤過酸化物など)がハロゲン原子を生成するときに開始されます。ハロゲン原子がメタン分子から水素原子を引き抜くという2段階の連鎖反応が起こり、ハロゲン化水素分子とメチルラジカル(CH 3 )が形成されます。•)。次に、メチルラジカルはハロゲンの分子と反応して、副産物として新しいハロゲン原子を含むハロメタンの分子を形成します。[23]同様の反応がハロゲン化生成物で起こり、反応条件とハロゲン対メタン比に応じて 、追加の水素原子がジハロメタントリハロメタン、そして最終的にはテトラハロメタン構造のハロゲン原子に置き換わる可能性があります。

を使用します

メタンは工業化学プロセスで使用され、冷蔵液体(液化天然ガス、またはLNG)として輸送される場合があります。冷気の密度が高くなるため、冷蔵液体容器からの漏れは最初は空気よりも重いですが、周囲温度のガスは空気よりも軽いです。ガスパイプラインは大量の天然ガスを供給しており、その主成分はメタンです。

燃料

メタンは、オーブン、家庭、給湯器、窯、自動車、[24] [25]タービンなどの燃料として使用されます。活性化炭素は、メタンを貯蔵するために使用されます。精製された液体メタンBE-4ラプターエンジンのように、液体酸素と組み合わせるとロケット燃料として使用されます[26] 。[27]

メタンは天然ガスの主成分であり、ガスタービン蒸気発電機で燃料として燃焼させることで発電に重要です。他の炭化水素燃料と比較して、メタンは放出される熱の単位ごとに二酸化炭素を生成しません。約891kJ / molで、メタンの燃焼熱は他のどの炭化水素よりも低くなります。ただし、燃焼熱の55%を占める水素の含有量が比較的多いため、他のどの有機分子よりも質量あたりの熱(55.7 kJ / g)が多くなります[28]。しかし、メタンの分子量の25%しか寄与していません。多くの都市では、メタンは家庭の暖房や調理のために家にパイプで送られます。この文脈では、それは通常天然ガスとして知られており、1立方メートルあたり39メガジュール、または標準立方フィートあたり1,000BTUのエネルギー含有量があると考えられています。液化天然ガス(LNG)は、主にメタン(CH 4)であり、貯蔵や輸送を容易にするために液体に変換されます。

液体ロケット燃料として、メタンは灯油よりも小さな排気分子を生成するという利点があります。これにより、ロケットモーターの内部に付着する煤が少なくなり、ブースターの再利用の難しさが軽減されます。排気ガスの分子量が低いと、推進力に利用できる運動エネルギーの形である熱エネルギーの割合も増加し、ロケットの比推力が増加します。液体メタンは、液体酸素(54〜90 K)とほぼ互換性のある温度範囲(91〜112 K)も持っています。

化学原料

天然ガスは主にメタンで構成されており、工業規模で水素ガスを製造するために使用されます。水蒸気メタン改質(SMR)、または単に水蒸気改質として知られているものは、市販のバルク水素ガスを製造するための標準的な工業的方法です。主に天然ガスのSMRから、世界中で年間5,000万メートルトン以上が生産されています(2013年)。[29]この水素の多くは、石油 精製所、化学薬品の製造、および食品加工で使用されています。アンモニアの工業合成には、非常に大量の水素が使用されます。

高温(700〜1100°C)で、金属ベースの触媒ニッケル)の存在下で、蒸気はメタンと反応して、「水性ガス」または「合成ガス」として知られるCOH2の混合を生成します。

CH 4 + H2O⇌CO + 3 H 2 _ _ _

この反応は強い吸熱反応です(熱を消費します、ΔHr = 206 kJ / mol)。追加の水素は、水性ガスシフト反応を介したCOと水との反応によって得られます。

CO + H2O⇌CO2 + H 2 _

この反応は穏やかに発熱します(熱を発生します、ΔHr = −41 kJ / mol)。

メタンはまた、クロロメタンの生成においてフリーラジカル塩素化にさらされますが、メタノールがより典型的な前駆体です。[30]

生成

地質ルート

地質学的メタン生成の2つの主な経路は、(i)有機(熱的に生成された、または熱発生)と(ii)無機(非生物的)です。[11]熱発生メタンは、深部堆積層における高温高圧での有機物の分解により発生します。堆積盆地のほとんどのメタンは熱発生性です。したがって、熱発生メタンは天然ガスの最も重要な供給源です。熱発生メタン成分は、通常、遺物と見なされます(以前から)。一般に、(深部での)熱発生メタンの形成は、有機物の分解または有機合成によって発生する可能性があります。どちらの方法も微生物が関与する可能性があります(メタン生成)が、無機的に発生することもあります。関与するプロセスは、微生物の有無にかかわらず、メタンを消費する可能性もあります。

深部でのより重要なメタン源(結晶質の岩盤)は非生物的です。非生物的とは、メタンが無機化合物から生成され、生物学的活性がなく、マグマプロセスまたは蛇紋岩化などの低温および低圧で発生する水-岩石反応を介して生成されることを意味します。[31] [32]

生物学的経路

地球のメタンの大部分は生体起源であり、メタン生成によって生成されます[33] [34]古細菌ドメインの一部のメンバーによってのみ行われることが知られている嫌気性呼吸の形態です[35]メタン生成菌は、埋め立て地やその他の土壌[36] 反芻動物など)、[37]シロアリの腸、海底下や湖底の無酸素堆積物を占めます。水田はまた、植物の成長中に大量のメタンを生成します。[38]この多段階プロセスは、エネルギーのためにこれらの微生物によって使用されます。メタン生成の正味の反応は次のとおりです。

CO 2 + 4 H2 CH4 + 2 H 2 O

プロセスの最終ステップは、酵素メチル補酵素Mレダクターゼ(MCR)によって触媒されます。[39]

オーストラリアの羊の呼気メタン生成のテスト(2001)、CSIRO
この画像は、反芻動物、特に羊を表しており、加水分解、酸生成、酢酸生成、メタン生成の4つの段階でメタンを生成します。

反芻動物

牛、げっぷメタンなどの反芻動物は、米国の大気への年間メタン排出量の約22%を占めています。[40]ある研究によると、一般的な家畜部門(主に牛、鶏、豚)は、人間が誘発するすべてのメタンの37%を生成します。[41] 2013年の研究では、家畜が人間が誘発するメタンの44%、人間が誘発する温室効果ガス排出量の約15%を占めていると推定されています。[42]治療や食事の調整​​など、家畜のメタン生成を減らし[43] [44]、燃焼エネルギーを使用するためにガスを閉じ込めるために多くの努力が行われています。[45]

海底堆積物

堆積物の最初の数センチメートル内の好気性微生物によって酸素が除去されるため、海底下のほとんどは無酸素です。酸素が豊富な海底の下で、メタン生成菌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、ガスハイドレートに閉じ込められます。[35]エネルギーにメタンを利用するこれらの他の生物は、メタノトローフ(「メタンを食べる」)として知られており、深部で生成されたメタンがほとんど海面に到達しない主な理由です。[35]古細菌と細菌のコンソーシアムは、メタンの嫌気性酸化(AOM)を介してメタンを酸化することがわかっています。これに関与する生物は嫌気性ですメタノトローフ古細菌(ANME)および硫酸塩還元細菌(SRB)。[46]

工業ルート

この図は、メタンを持続可能な方法で生産する方法を示しています。参照:電気分解サバティエ反応

天然ガスが安価に豊富にあることを考えると、メタンを工業的に生産するインセンティブはほとんどありません。メタンは、サバティエプロセスを通じて二酸化炭素を水素化することによって生成できます。メタンは、フィッシャー・トロプシュ法での一酸化炭素の水素化の副産物でもあります。これは、メタンよりも長鎖の分子を生成するために大規模に実施されます。

大規模な石炭からメタンへのガス化の例は、ノースダコタ州ビューラで1984年に開始された、低品位亜炭の豊富な地域資源を開発する方法として開始されたグレートプレーンズ合成燃料プラントです。その重量、灰分、低発熱量、貯蔵および輸送中の自然発火の傾向。多くの同様のプラントが世界中に存在しますが、ほとんどの場合、これらのプラントは、ガソリンディーゼル、または他のプロセスへの原料として使用するための長鎖アルカンの生産を対象としています。

メタンへの電力は、電力を使用して電気分解によって水から水素を生成し、サバティエ反応を使用して水素と二酸化炭素を結合してメタンを生成する技術です。2021年の時点で、これはほとんど開発中であり、大規模な使用はされていません。理論的には、このプロセスは、大きく変動する風力タービンソーラーアレイによって生成される過剰なオフピーク電力のバッファーとして使用できますしかし、現在、発電所( CCGTなど)では電気エネルギーを生成するために非常に大量の天然ガスが使用されているため、効率の低下は許容できません。

実験室合成

メタンは、メチルリチウムまたはメチルマグネシウムクロリドなどのメチルグリニャール試薬のプロトン化によって生成できますまた、無水酢酸ナトリウムと乾燥水酸化ナトリウムから製造し、混合して300°C以上に加熱することもできます(副産物として炭酸ナトリウムを使用)。[要出典]実際には、純粋なメタンの要件は、標準的なガス供給業者の鋼製ガスボトルで簡単に満たすことができます。

発生

メタンは、マッジョーレ湖からの湿地ガスを研究したときに、1776年から1778年の間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。天然ガスの主成分であり、約87体積%です。メタンの主な供給源は、天然ガス田として知られる地質堆積物からの抽出であり炭層ガス抽出が主要な供給源になります(炭層メタン抽出、炭層からメタンを抽出する方法を参照してください。一方、炭層メタン回収の強化は、採掘不可能な炭層からメタンを回収する方法)。それは他の炭化水素燃料と関連しており、時にはそれを伴うヘリウム窒素メタンは、有機物の嫌気性 腐敗と地表の深部からの再加工されたメタンによって、浅いレベル(低圧)で生成されます。一般に、天然ガスを生成する堆積物は、石油を含む堆積物よりも深く、高温で埋没します

メタンは通常、天然ガスの形でパイプラインによって、または液化の形でLNG運搬船によって大量に輸送されます。トラックで輸送する国はほとんどありません。

大気中のメタン

世界中の観測所で下層大気(対流圏)で高度な全球大気ガス実験(AGAGE )によって測定されたメタン(CH 4 ) 。存在量は、汚染のない月平均モル分率(ppb)として示されます。

2010年、北極圏のメタンレベルは1850 nmol / molと測定されました。このレベルは、過去40万年間のどの時点よりも2倍以上高くなっています。世界の大気中の歴史的なメタン濃度は、氷河期として一般に知られている氷河期には300〜400 nmol / molの範囲であり、暖かい間氷期には600〜700 nmol / molの範囲でした地球の海洋は、北極圏のメタンの潜在的に重要な供給源です。[47]

メタンは重要な温室効果ガスであり、100年間でCO 2 (ポテンシャル1)と比較して34の地球温暖化係数、20年間で72の地球温暖化係数を持っています。[48] [49]

地球の大気中のメタン濃度は、1750年以来約150%増加しており、長寿命で世界的に混合されているすべての温室効果ガスからの総放射強制力の20%を占めています。IPCCAR6は、次のように述べています。 2019年の二酸化炭素(CO 2)の平均は410 ppm、メタン(CH 4)の場合は1866 ppb、亜酸化窒素(N 2 O)の場合は332 ppbです。(…)2019年、大気中のCO 2濃度は少なくとも200万年のどの時点よりも高く(高い信頼度)、CH4とN2 Oの濃度は少なくとも80万年のどの時点よりも高かった(非常に高い信頼度)1750年以降、CO 2(47%)とCH 4(156%)の濃度の増加ははるかに超えており、N 2 O(23%)の増加は、少なくとも氷期と間氷期の間の自然な数千年の変化に似ています。過去80万年(非常に高い信頼度)」。[10]

2015年から2019年にかけて、大気中のメタンレベルの急激な上昇が記録されています。[50] [51] 2020年2月、化石燃料産業からの一時的な排出ガス放出が大幅に過小評価された可能性があると報告された。[52]

気候変動は、自然生態系でのメタン生成を増加させ、気候変動フィードバックを形成することにより、大気中のメタンレベルを増加させる可能性があります[35] [53]

クラスレート

メタンクラスレート(メタンハイドレートとも呼ばれます)は、メタンの単一分子をトラップする水分子の固体ケージです。メタンクラスレートの重要な貯留層は、北極の永久凍土層と、ガスクラスレート安定ゾーン内の海底下の大陸縁辺に沿って発見されており、高圧(1〜100 MPa、下端には低温が必要)および低温(<15°C)にあります。 ;上端にはより高い圧力が必要です)。[54]メタンクラスレートは、生体メタン、熱発生メタン、またはその2つの混合物から形成される可能性があります。これらの堆積物は、メタン燃料の潜在的な供給源であると同時に、地球温暖化の潜在的な原因でもあります。[55] [56]ガスクラスレートに貯蔵されている炭素の世界的な質量はまだ不確実であり、 12,500Gtの炭素と500Gtの炭素と推定されています。[57]推定値は時間の経過とともに低下し、最新の推定値は約1800Gtの炭素でした。[58]この不確実性の大部分は、メタンのソースとシンクにおける知識のギャップと、地球規模でのメタンクラスレートの分布によるものです。たとえば、メタンの発生源は、北極圏の非常にゆっくりと広がる尾根で比較的最近発見されました。[59]いくつかの気候モデルは、海底からの今日のメタン放出レジームは、暁新世から始新世の熱最大の期間のそれと潜在的に類似していることを示唆しているPETM)約5,550万年前。ただし、クラスレート解離によるメタンが現在大気に到達していることを示すデータはありません。[58] 永久凍土層および海底メタンクラスレートからの北極圏のメタン放出は、潜在的な結果であり、地球温暖化のさらなる原因です。これは、クラスレートガン仮説として知られています。[60] [61] [62] [63] 2016年のデータは、北極の永久凍土層が予測よりも早く融解することを示しています。[64]

地球外メタン

星間物質

メタンは太陽系の多くの部分に豊富にあり、別の太陽系小天体の表面で収穫される可能性があり(特に、火星[65]またはタイタンで見つかった地元の物質からのメタン生成を使用して)、帰路の燃料を提供します。[26] [66]

火星

メタンは、太陽系のすべての惑星とほとんどの大きな月で検出されています。[要出典]火星を除いて、それは非生物的プロセスから来たと考えられています。[67] [68]

火星のメタン(CH 4 )–潜在的なソースとシンク

キュリオシティローバーは、火星の大気中のメタンレベルの季節変動を記録しています。これらの変動は、火星の夏の終わりに0.6ppbでピークに達しました。[69] [70] [71] [72] [73] [74] [75] [76]

メタンは、その場での資源利用によって地球上でメタンを合成する可能性があることもあり、将来の火星ミッションでのロケット推進剤として提案されています。[77]サバティエメタン化反応の適応は、火星の下層土からの水と二酸化炭素利用して、火星で利用可能な原材料からメタンを生成するために、混合触媒床と単一の反応器での逆水性ガスシフトで使用できます。火星の雰囲気[65]

メタンは、水、二酸化炭素、火星で一般的であることが知られている鉱物かんらん石を含む蛇紋岩化[a]と呼ばれる非生物学的プロセスによって生成される可能性があります。[78]

歴史

1776年11月、イタリアスイスにまたがるマッジョーレ湖の沼地で、イタリアの物理学者アレッサンドロボルタによってメタンが最初に科学的に特定されました。ボルタは、ベンジャミン・フランクリンが「可燃性の空気」について書いた論文を読んだ後、その物質を探すように促されました。[79]ボルタは沼地から上昇するガスを集め、1778年までに純粋なメタンを分離した。[80]彼はまた、ガスが電気火花で発火する可能性があることを示した。[80]

1812年に92人の男性が亡くなったFelling鉱山災害の後、ハンフリーデービー卿恐れられていた爆発ガスが実際には主にメタンであると立証しました。[81]

「メタン」という名前は、1866年にドイツの化学者アウグストヴィルヘルムフォンホフマンによって造られました。[82] [83]名前はメタノールに由来します。

語源

語源的には、「メタン」という言葉は、アルカンファミリーに属する物質を表す化学接尾辞「-ane 」から造られています。「メチル」という言葉は、ドイツ語の「メチル」(1840)に由来するか、フランス語の「メチレン」(英語の「メチレン」に対応)からの逆成あるフランス語の「メチル」に直接由来します。その根は、1834年にジャンバティストデュマとウジェーヌペリゴによって、ギリシャ語の「メシー(ワイン)(英語の「ミード」に関連)と「ハイル」(「木」を意味する)から造られました。、木材の蒸留によって最初に分離されたアルコール。化学接尾辞「-ane 」は、抄録を表すために適用されるラテン語の女性接尾辞「-ina 」に由来する調整化学接尾辞「-ine 」に由来します。「-ane」、「-ene」、「-one」などの調整は、1866年にドイツの化学者August Wilhelm von Hofmann(1818–1892)によって提案されました。[84]

略語

略語CH4 -Cは、メタンの質量に含まれる炭素の質量を意味する場合があり、メタンの質量は常にCH 4 -Cの質量の1.33倍です。[85] [86] CH 4 -Cは、質量で1.33であるメタン-炭素比を意味することもあります。[87]大気のスケールでのメタンは、一般にテラグラム(Tg CH 4)または数百万メートルトン(MMT CH 4)で測定されます。これは同じことを意味します。[88]ナノモル(nmol、10億分の1モル)、モル(mol)、キログラムグラム など、他の標準単位も使用されます。

安全性

メタンは無毒ですが、非常に可燃性であり、空気と爆発性混合物を形成する可能性があります。ほとんどの人は悪影響なしに21%から16%への低下に耐えることができるため、置換によって酸素濃度が約16%未満に低下した場合、メタンも窒息性ガスになります。窒息の危険性が顕著になるメタンの濃度は、可燃性または爆発性の混合物中の5〜15%の濃度よりもはるかに高くなります。メタンオフガスは、埋め立て地の近くの建物の内部に浸透し、居住者をかなりのレベルのメタンにさらす可能性があります。一部の建物では、地下室の下に特別に設計された回収システムがあり、このガスを積極的に捕捉して建物から排出します。

メタンガスの爆発は、多くの致命的な鉱山災害の原因となっています。[89]メタンガスの爆発は、2010年4月5日ウェストバージニア州で発生したアッパービッグブランチ炭鉱災害の原因であり、29人が死亡した。[90]

も参照してください

注釈

  1. ^ 多くの蛇紋岩化反応があります。かんらん石は、フォルステライトファヤライトの間の固溶体であり、その一般式は(Fe、Mg) 2 SiO4ですかんらん石からメタンを生成する反応は、次のように書くことができます:フォルステライト+ファヤライト+水+炭酸→蛇紋岩+マグネタイト+メタン、または(バランスの取れた形で):18 Mg 2 SiO 4 + 6 Fe 2 SiO 4 + 26 H 2 O + CO2→12Mg 3 Si 2 O 5(OH4+ 4 Fe 3 O 4 + CH 4

引用

  1. ^ ab フロントマター」。有機化学の命名法:IUPACの推奨事項と優先名2013(ブルーブック)ケンブリッジ:英国王立化学会2014. pp。3–4。土井10.1039 / 9781849733069-FP001ISBN 978-0-85404-182-4メタンは保持された名前(P-12.3を参照)であり、体系的な名前「カルバン」よりも好まれます。この名前は、メタンの代わりに推奨されることはありませんが、ラジカルH 2 C2の「カルベン」および「カルビン」という名前の由来に使用されます。 およびHC3 、それぞれ。
  2. ^ 「ガス百科事典」2018年12月26日にオリジナルからアーカイブされました2013年11月7日取得
  3. ^ a b c d Haynes、p。3.344
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引用された情報源

外部リンク