वार्ता:अमीनो अम्ल

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मीथेन गैस

मीथेन गैस

"CH4" यहां पुनर्निर्देश करता है। अन्य उपयोगों के लिए, CH4 (वितरण) देखें । आपातकालीन सेवा प्रोटोकॉल के लिए, ETHANE देखें । मीथेन ( अमेरिका : / मीटर ɛ θ eɪ n / या ब्रिटेन : / मी मैं θ eɪ n / ) के साथ एक रासायनिक यौगिक है रासायनिक सूत्र CH 4 (के एक परमाणु कार्बन और के चार परमाणुओं हाइड्रोजन )। यह एक समूह -14 हाइड्राइड और सबसे सरल एल्केन है , और प्राकृतिक गैस का मुख्य घटक है । पृथ्वी पर मीथेन की सापेक्ष प्रचुरता इसे आर्थिक रूप से आकर्षक ईंधन बनाती है, हालांकि तापमान और दबाव के लिए सामान्य परिस्थितियों में इसकी गैसीय अवस्था के कारण तकनीकी चुनौतियों का सामना करना और भंडारण करना ।

मीथेन कुछ मापों के साथ मीथेन के स्टीरियो, कंकाल सूत्र जोड़े गए मीथेन का बॉल और स्टिक मॉडल मीथेन का स्पेसफिल मॉडल नाम पसंदीदा IUPAC नाम मीथेन [1] व्यवस्थित IUPAC नाम कार्बाने (कभी भी अनुशंसित नहीं ) [1] और नाम मार्श गैस प्राकृतिक गैस कार्बन टेट्राहाइड्राइड हाइड्रोजन कार्बाइड पहचानकर्ता सीएएस संख्या 74-82-8 जाँच 3D मॉडल ( JSmol ) इंटरैक्टिव छवि 3 डीमेट B01453 बेइल्स्टीन संदर्भ 1718732 ChEBI CHEBI: 16183 जाँच ChEMBL ChEMBL17564 जाँच चेमस्पाइडर 291 जाँच ECHA InfoCard 100.000.739 इसे विकिडाटा पर संपादित करें ईसी नंबर 200-812-7 गमेलिन संदर्भ ५ ९ KEGG C01438 ☒ जाल मीथेन PubChem CID 297 RTECS संख्या PA1490000 यूएनआई OP0UW79H66 जाँच संयुक्त राष्ट्र का नंबर 1971 कॉम्पोटॉक्स डैशबोर्ड ( EPA ) DTXSID8025545 इसे विकिडाटा पर संपादित करें InChI InChI = 1S / CH4 / h1H4 जाँच कुंजी: VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N जाँच मुस्कान सी गुण रासायनिक सूत्र सी एच 4 दाढ़ जन 16.043 ग्राम · mol -1 दिखावट रंगहीन गैस गंध बिना गंध घनत्व 0.657 किग्रा · मी ( 3 (गैस, 25 डिग्री सेल्सियस, 1 एटीएम) 0.717 किलो · मी − 3 (गैस, 0 डिग्री सेल्सियस, 1 एटीएम) [2] 422.8 ग्राम · एल ( 1 (तरल, ° 162 डिग्री सेल्सियस) [3] गलनांक −182.456 ° C (.4296.421 ° F; 90.694 K) [3] क्वथनांक −161.5 ° C (8258.7 ° F; 111.6 K) [3] महत्वपूर्ण बिंदु ( T , P ) 190.56 के, 4.5992 एमपीए पानी में घुलनशीलता 22.7 मिलीग्राम · एल -1 [4] घुलनशीलता में घुलनशील इथेनॉल , diethyl ईथर , बेंजीन , टोल्यूनि , मेथनॉल , एसीटोन और पानी में अघुलनशील लॉग पी 1.09 हेनरी का नियम स्थिर ( k H ) 14 एनएम · पा −1 · किलो Pa1 संयुग्मन अम्ल मेथनियम सन्युग्म ताल मिथाइल अनियन चुंबकीय संवेदनशीलता (() -17.4 × 10 -6 सेमी 3 · mol -1 [5] संरचना बिंदु समूह टी। डी आणविक आकार चतुर्पाश्वीय द्विध्रुव आघूर्ण 0 डी थर्मोकैमिस्ट्री [6] ताप क्षमता ( C ) 35.7 J · (K · mol) K1 स्टड मोलर एन्ट्रॉपी ( S o 298 ) 186.3 J · (K · mol) ( 1

गठन की एसटीडी थैलीपी ( H f H hal 298 ) −74.6 केजे · मोल −1 गिब्स मुक्त ऊर्जा ( G f G Δ ) −50.5 kJ · मोल −1

दहन की एसटीडी थैलीपी ( H c H 8 298 ) −891 kJ · मोल −1 खतरों [7] सुरक्षा डेटा पत्रक देखें: डेटा पेज GHS चित्र GHS02: ज्वलनशील जीएचएस सिग्नल शब्द खतरा जीएचएस खतरा बयान H220 जीएचएस एहतियाती बयान P210 NFPA 704 (फायर डायमंड) NFPA 704 चार रंग का हीरा २४०एसए फ़्लैश प्वाइंट −188 ° C (8306.4 ° F; 85.1 K) autoignition तापमान 537 ° C (999 ° F; 810 K) विस्फोटक सीमा 4.4-17% संबंधित यौगिक संबंधित alkanes मिथाइल आयोडाइड डेफ़्लुओरोमेथेन आयडोफार्म कार्बन टेट्राक्लोराइड अनुपूरक डेटा पृष्ठ संरचना और गुण अपवर्तक सूचकांक ( n ), ढांकता हुआ स्थिरांक ( , r ), आदि। थर्मोडायनामिक डेटा चरण व्यवहार ठोस-तरल-गैस स्पेक्ट्रल डेटा यूवी , आईआर , एनएमआर , एमएस जहां से अन्यथा उल्लेख नहीं किया गया है, उनके मानक राज्य में सामग्री के लिए डेटा दिया जाता है (25 ° C [77 ° F], 100 kPa)। ☒ सत्यापित करें ( क्या है  ?) जाँच☒ इन्फोबॉक्स संदर्भ स्वाभाविक रूप से होने वाली मीथेन जमीन के नीचे और समुद्र के नीचे दोनों जगह पाई जाती है , और भूवैज्ञानिक और जैविक प्रक्रियाओं द्वारा बनाई जाती है। मीथेन का सबसे बड़ा जलाशय के रूप में समुद्रतल किया जा रहा है मीथेन clathrates । जब मीथेन सतह और वायुमंडल में पहुंचता है , तो इसे वायुमंडलीय मीथेन के रूप में जाना जाता है । [९] पृथ्वी की वायुमंडलीय मीथेन सांद्रता १ and५० के बाद से लगभग १५०% बढ़ गई है, और यह लंबे समय तक रहने वाले और विश्व स्तर पर मिश्रित ग्रीनहाउस गैसों के कुल विकिरण संबंधी बल का २०% है । [१०] मंगल सहित अन्य ग्रहों पर भी मीथेन का पता चला है, जिसमें खगोल विज्ञान अनुसंधान के लिए निहितार्थ हैं । [1 1]

गुण और बंधन संपादित करें मीथेन एक टेट्राहेड्रल अणु है जिसमें चार समतुल्य सी-एच बांड होते हैं । इसकी इलेक्ट्रॉनिक संरचना सी और एच पर वैलेंस ऑर्बिटल्स के ओवरलैप के परिणामस्वरूप चार बॉन्डिंग आणविक ऑर्बिटल्स (एमओ) द्वारा वर्णित है । सबसे कम-ऊर्जा एमओ चार हाइड्रोजन परमाणुओं पर 1s ऑर्बिटल्स के इन-चरण संयोजन के साथ कार्बन पर 2s कक्षीय के ओवरलैप का परिणाम है। इस ऊर्जा स्तर के ऊपर एमओ का एक त्रिगुणित पतित सेट है जिसमें हाइड्रोजन पर 1s ऑर्बिटल्स के विभिन्न रैखिक संयोजनों के साथ कार्बन पर 2p ऑर्बिटल्स का ओवरलैप शामिल है। परिणामस्वरूप "थ्री-ओवर-वन" बॉन्डिंग योजना फोटोलेट्रॉन स्पेक्ट्रोस्कोपिक माप के अनुरूप है।

पर कमरे के तापमान और मानक दबाव , मीथेन एक रंगहीन, गंधहीन गैस है। [१२] घरों में इस्तेमाल होने वाली प्राकृतिक गैस की परिचित गंध , एक गंध के अतिरिक्त द्वारा प्राप्त की जाती है , जो आमतौर पर सुरक्षा उपाय के रूप में टर्ट-ब्यूटाइलहोल युक्त होती है । मीथेन में एक वातावरण के दबाव में a161.5 ° C का क्वथनांक होता है । [३] गैस के रूप में, यह मानक दबाव में हवा में सांद्रता (५.४-१ gas%) पर ज्वलनशील होता है ।

ठोस मीथेन कई संशोधनों में मौजूद है । वर्तमान में नौ ज्ञात हैं। [१३] मीथेन बनाने पर सामान्य दबाव में मीथेन को ठंडा करने से I यह पदार्थ घन प्रणाली ( अंतरिक्ष समूह Fm 3 m) में क्रिस्टलीकृत हो जाता है । हाइड्रोजन परमाणुओं की स्थिति मीथेन I में तय नहीं की गई है, अर्थात मीथेन के अणु स्वतंत्र रूप से घूम सकते हैं। इसलिए, यह एक प्लास्टिक क्रिस्टल है । [१४]

रासायनिक प्रतिक्रिएं संपादित करें मीथेन की प्राथमिक रासायनिक प्रतिक्रियाएं दहन , भाप से सिनगैस में सुधार और हलोजन हैं । सामान्य तौर पर, मीथेन प्रतिक्रियाओं को नियंत्रित करना मुश्किल है।

चयनात्मक ऑक्सीकरण संपादित करें मीथेन से मेथनॉल का आंशिक ऑक्सीकरण चुनौतीपूर्ण है क्योंकि प्रतिक्रिया आमतौर पर ऑक्सीजन की अपर्याप्त आपूर्ति के साथ कार्बन डाइऑक्साइड और पानी के लिए सभी तरह से प्रगति करती है । एंजाइम मीथेन monooxygenase मीथेन से मेथनॉल पैदा करता है, लेकिन औद्योगिक पैमाने पर प्रतिक्रियाओं के लिए इस्तेमाल नहीं किया जा सकता है। [१५] कुछ सजातीय उत्प्रेरित प्रणाली और विषम प्रणाली विकसित की गई हैं, लेकिन सभी में महत्वपूर्ण कमियां हैं। ये आम तौर पर संरक्षित उत्पादों को उत्पन्न करके संचालित होते हैं जो ओवरऑक्सिडेशन से परिरक्षित होते हैं। उदाहरणों में कैटेलिटिका प्रणाली , तांबा जिओलाइट्स शामिल हैं , और लोहे के जिओलाइट्स अल्फा-ऑक्सीजन सक्रिय साइट को स्थिर करते हैं । [१६]

के एक समूह बैक्टीरिया के साथ मीथेन ऑक्सीकरण ड्राइव नाइट्राइट के रूप में ऑक्सीडेंट के अभाव में ऑक्सीजन , तथाकथित को जन्म दे रही मीथेन की अवायवीय ऑक्सीकरण । [१ 17]

एसिड-बेस प्रतिक्रियाएं संपादित करें अन्य हाइड्रोकार्बन की तरह , मीथेन एक बहुत कमजोर एसिड है । इसके pK एक में DMSO के होने का अनुमान है 56. [18] यह नहीं किया जा सकता deprotonated समाधान में है, लेकिन संयुग्म आधार जैसे रूपों में जाना जाता है methyllithium ।

मीथेन से निकले विभिन्न प्रकार के सकारात्मक आयनों को देखा गया है, ज्यादातर कम दबाव वाले गैस मिश्रण में अस्थिर प्रजातियों के रूप में। इनमें मिथेनियम या मिथाइल केशन सीएच शामिल हैं+ ३, मीथेन केशन सी.एच.+ ४, और मेथनियम या प्रोटेनेटेड मीथेन सीएच+ ५। बाहरी अंतरिक्ष में इनमें से कुछ का पता लगाया गया है । मेथेनियम को सुपरहाइड्स के साथ मीथेन से पतला समाधान के रूप में भी उत्पादित किया जा सकता है । उच्च प्रभार के साथ अंकन , जैसे सीएच2+ 6और सीएच3+ 7, सैद्धांतिक रूप से अध्ययन किया गया है और स्थिर होने के लिए अनुमान लगाया गया है। [१ ९]

अपने सी-एच बांड की ताकत के बावजूद, उत्प्रेरक में गहन रुचि है जो मीथेन में सी-एच बांड सक्रियण की सुविधा देता है (और अन्य कम संख्या वाले अल्केन्स )। [२०]

दहन संपादित करें A young woman holding a flame in her hands मीथेन के बुलबुले को बिना किसी चोट के गीले हाथ पर जलाया जा सकता है। मीथेन के दहन की गर्मी 55.5 एमजे / किग्रा है। [२१] मीथेन का दहन एक बहु चरणीय प्रतिक्रिया है जिसे संक्षेप में प्रस्तुत किया गया है:

CH 4 + 2 हे 2 → सीओ 2 + 2 एच 2 ओ ( Δ एच = -891 कश्मीर जम्मू / मोल , मानक स्थितियों पर) पीटर्स चार-चरण रसायन विज्ञान व्यवस्थित रूप से कम किया गया चार-चरण रसायन है जो मीथेन के जलने की व्याख्या करता है।

मीथेन कट्टरपंथी प्रतिक्रिया संपादित करें उपयुक्त परिस्थितियों को देखते हुए, मीथेन हैलोजन मूलकों के साथ प्रतिक्रिया करता है:

X • + CH 4 → HX + CH 3 • सीएच 3 • + एक्स 2 → सीएच 3 एक्स + एक्स • जहाँ X एक हलोजन है : फ्लोरीन (F), क्लोरीन (Cl), ब्रोमीन (Br), या आयोडीन (I)। इस प्रक्रिया के लिए इस तंत्र को मुक्त कट्टरपंथी हलोजन कहा जाता है । यह तब शुरू किया जाता है जब यूवी प्रकाश या कुछ अन्य कट्टरपंथी सर्जक (जैसे पेरोक्साइड ) एक हलोजन परमाणु का उत्पादन करते हैं । एक दो-चरण श्रृंखला प्रतिक्रिया का विस्तार होता है, जिसमें हैलोजन परमाणु एक मिथेन अणु से हाइड्रोजन परमाणु का सार करता है, जिसके परिणामस्वरूप एक हाइड्रोजन हैलाइड अणु और एक मिथाइल रेडिकल (CH 3) बनता है•)। मिथाइल रेडिकल तब हैलोजेन के एक अणु के साथ प्रतिक्रिया करता है, जिससे हेलोमेटेन के अणु का निर्माण होता है, एक नए हैलोजन परमाणु के साथ बायप्रोडक्ट के रूप में। [22] इसी प्रकार प्रतिक्रियाओं halogenated उत्पाद पर पाए जाते हैं, साथ हलोजन परमाणुओं द्वारा अतिरिक्त हाइड्रोजन परमाणुओं के प्रतिस्थापन के लिए अग्रणी कर सकते हैं dihalomethane , trihalomethane , और अंत में, tetrahalomethane संरचनाओं, प्रतिक्रिया की स्थिति और हलोजन करने वाली मीथेन अनुपात पर निर्भर करता है।

उपयोग संपादित करें मीथेन का उपयोग औद्योगिक रासायनिक प्रक्रियाओं में किया जाता है और इसे प्रशीतित तरल (तरलीकृत प्राकृतिक गैस, या एलएनजी ) के रूप में ले जाया जा सकता है । जबकि एक प्रशीतित तरल कंटेनर से लीक शुरू में ठंडी गैस के बढ़ते घनत्व के कारण हवा से भारी होता है, परिवेश के तापमान पर गैस हवा की तुलना में हल्का होता है। गैस पाइपलाइनें बड़ी मात्रा में प्राकृतिक गैस वितरित करती हैं, जिनमें से मीथेन प्रमुख घटक है।

ईंधन संपादित करें मिथेन का उपयोग ओवन, घरों, वॉटर हीटर, भट्टों, ऑटोमोबाइल, [23] [24] टर्बाइन और अन्य चीजों के लिए ईंधन के रूप में किया जाता है । मीथेन को स्टोर करने के लिए सक्रिय कार्बन का उपयोग किया जाता है। परिष्कृत तरल मीथेन का उपयोग रॉकेट ईंधन के रूप में किया जाता है , [25] जब तरल ऑक्सीजन के साथ संयुक्त रूप से, बीई -4 और रैप्टर इंजन में। [२६]

प्राकृतिक गैस के प्रमुख घटक के रूप में , मीथेन गैस टरबाइन या भाप जनरेटर में ईंधन के रूप में जलाकर बिजली उत्पादन के लिए महत्वपूर्ण है । अन्य हाइड्रोकार्बन ईंधन की तुलना में , मिथेन गर्मी की प्रत्येक इकाई के लिए कम कार्बन डाइऑक्साइड पैदा करता है । लगभग 891 kJ / mol पर, मीथेन का ताप दहन किसी अन्य हाइड्रोकार्बन की तुलना में कम है। हालांकि, यह हाइड्रोजन की अपेक्षाकृत बड़ी सामग्री के कारण किसी भी अन्य कार्बनिक अणु की तुलना में प्रति द्रव्यमान (55.7 kJ / g) अधिक गर्मी पैदा करता है, जो दहन की गर्मी के 55% के लिए जिम्मेदार है [27]लेकिन मीथेन के आणविक द्रव्यमान का केवल 25% योगदान देता है। कई शहरों में, घरेलू हीटिंग और खाना पकाने के लिए घरों में मीथेन डाला जाता है। इस संदर्भ में इसे आमतौर पर प्राकृतिक गैस के रूप में जाना जाता है , जिसे प्रति घन मीटर प्रति 39 मेगावाट की ऊर्जा सामग्री या 1000 बीटीयू प्रति मानक क्यूबिक फीट माना जाता है । तरलीकृत प्राकृतिक गैस (LNG) मुख्य रूप से मीथेन (CH 4 ) है जो भंडारण या परिवहन में आसानी के लिए तरल रूप में परिवर्तित हो जाता है।

रॉकेट ईंधन के रूप में, मीथेन छोटे निकास अणुओं के उत्पादन के केरोसिन पर लाभ प्रदान करता है। यह रॉकेट मोटर्स के आंतरिक भागों पर कम कालिख जमा करता है , जिससे बूस्टर के पुनः उपयोग की कठिनाई कम हो जाती है। निकास का कम आणविक भार भी ऊष्मा ऊर्जा के अंश को बढ़ाता है जो प्रणोदन के लिए उपलब्ध गतिज ऊर्जा के रूप में होता है , जो रॉकेट के विशिष्ट आवेग को बढ़ाता है । तरल मीथेन में एक तापमान रेंज (91-112 K) है जो लगभग तरल ऑक्सीजन (54-90 K) के साथ संगत है ।

रासायनिक फीडस्टॉक संपादित करें प्राकृतिक गैस , जो कि ज्यादातर मीथेन से बनी होती है, का उपयोग औद्योगिक पैमाने पर हाइड्रोजन गैस के उत्पादन के लिए किया जाता है। स्टीम मीथेन सुधार (एसएमआर), या बस स्टीम सुधार के रूप में जाना जाता है, वाणिज्यिक बल्क हाइड्रोजन गैस के उत्पादन का सबसे आम तरीका है। 50 मिलियन से अधिक मीट्रिक टन सालाना उत्पादित होते हैं (2013), मुख्य रूप से प्राकृतिक गैस के एसएमआर से। [२ this ] इस हाइड्रोजन का ज्यादातर इस्तेमाल पेट्रोलियम रिफाइनरियों में , रसायनों के उत्पादन और खाद्य प्रसंस्करण में किया जाता है। अमोनिया के औद्योगिक संश्लेषण में हाइड्रोजन की बहुत बड़ी मात्रा का उपयोग किया जाता है ।

उच्च तापमान (in००-११०० ° C) पर और एक धातु- आधारित उत्प्रेरक ( निकल ) की उपस्थिति में , स्टीम मीथेन के साथ CO और H 2 के मिश्रण को प्राप्त करने के लिए प्रतिक्रिया करता है , जिसे "वाटर गैस" या " सिनगैस " के रूप में जाना जाता है :

CH 4 + एच 2 ओ ⇌ सीओ + 3 एच 2 यह प्रतिक्रिया दृढ़ता से एंडोथर्मिक है (गर्मी का सेवन करती है, = एच आर = 206 केजे / मोल)। पानी-गैस शिफ्ट प्रतिक्रिया के माध्यम से पानी के साथ सीओ की प्रतिक्रिया से अतिरिक्त हाइड्रोजन प्राप्त होता है :

सीओ + एच 2 ओ 2 सीओ 2 + एच २ यह प्रतिक्रिया हल्के रूप से एक्सोथर्मिक है (गर्मी पैदा करता है, = H r = J41 kJ / mol)।

मीथेन भी क्लोरोमिथेन के उत्पादन में मुक्त-कट्टरपंथी क्लोरीनीकरण के अधीन है , हालांकि मेथनॉल एक अधिक विशिष्ट अग्रदूत है। [२ ९]

Biogeochemistry

भूगर्भीय मीथेन पीढ़ी के लिए दो मुख्य मार्ग हैं (i) ऑर्गेनिक (थर्मली जेनरेट किए गए, या थर्मोजेनिक) और (ii) अकार्बनिक ( अजैविक )। [11] Thermogenic मीथेन ऊंचा तापमान और गहरी तलछटी में दबाव पर कार्बनिक पदार्थ की गोलमाल के कारण होता है तबके । तलछटी घाटियों में अधिकांश मीथेन थर्मोजेनिक है; इसलिए, थर्मोजेनिक मीथेन प्राकृतिक गैस का सबसे महत्वपूर्ण स्रोत है। थर्मोजेनिक मीथेन घटकों को आम तौर पर अवशेष (पहले के समय से) माना जाता है। आम तौर पर, थर्मोजेनिक मीथेन का निर्माण (गहराई पर) कार्बनिक पदार्थों के टूटने, या कार्बनिक संश्लेषण के माध्यम से हो सकता है। दोनों तरीकों में सूक्ष्मजीव ( मेथनोजेनेसिस) शामिल हो सकते हैं), लेकिन अकार्बनिक रूप से भी हो सकता है। इसमें शामिल प्रक्रियाएँ सूक्ष्मजीवों के साथ और बिना मीथेन का भी उपभोग कर सकती हैं।

गहराई पर क्रिस्टलीय (क्रिस्टलीय आधार) का अधिक महत्वपूर्ण स्रोत अजैव है। एबियोटिक का अर्थ है कि मीथेन अकार्बनिक यौगिकों से निर्मित होता है, जैविक गतिविधि के बिना, या तो मैग्मैटिक प्रक्रियाओं के माध्यम से या जल-रॉक प्रतिक्रियाओं के माध्यम से जो कि कम तापमान और दबाव में होते हैं, जैसे कि सर्पिनिकरण । [३०] [३१]

जैविक मार्ग संपादित करें मुख्य लेख: मेथनोजेनेसिस पृथ्वी के अधिकांश मीथेन बायोजेनिक हैं और मिथेनोजेनेसिस द्वारा निर्मित होते हैं , [32] [३३] एनारोबिक श्वसन का एक रूप जिसे केवल डोमेन आर्किया के कुछ सदस्यों द्वारा संचालित किया जाना जाता है । [३४] मेथनोगेंस लैंडफिल और अन्य मिट्टी पर कब्जा कर लेते हैं , [३५] जुगाली करने वाले (उदाहरण के लिए गाय या मवेशी ), [३६] दीमक के कण , और समुद्र के नीचे और झीलों के नीचे के नक्षत्र तलछट। चावल के पौधे भी पौधे की वृद्धि के दौरान बड़ी मात्रा में मीथेन उत्पन्न करते हैं। [३ 37]इस मल्टीस्टेप प्रक्रिया का उपयोग इन सूक्ष्मजीवों द्वारा ऊर्जा के लिए किया जाता है। मेथनोजेनेसिस की शुद्ध प्रतिक्रिया है:

सीओ 2 + 4 एच 2 → सीएच 4 + 2 एच 2 ओ प्रक्रिया में अंतिम चरण एंजाइम मिथाइल कोएंजाइम एम रिडक्टेस (एमसीआर) द्वारा उत्प्रेरित होता है । [३ 38]

बहिष्कृत मीथेन उत्पादन (2001), CSIRO के लिए ऑस्ट्रेलियाई भेड़ का परीक्षण

यह छवि एक जुगाली करनेवाला का प्रतिनिधित्व करती है, विशेष रूप से हाइड्रोलिसिस, एसिडोजेनेसिस, एसिटोजेनेसिस और मिथेनोजेनेसिस के चार चरणों के भीतर मीथेन का उत्पादन करने वाली भेड़। जुगाली करने वाले पशुओं संपादित करें मवेशियों जैसे कि बैल, मीथेन, अमेरिका के वार्षिक वार्षिक मीथेन उत्सर्जन का 22% वातावरण के लिए जिम्मेदार है। [३ ९] एक अध्ययन ने बताया कि सामान्य रूप से पशुधन क्षेत्र (मुख्य रूप से मवेशी, मुर्गियां और सूअर) सभी मानव-प्रेरित मीथेन का 37% उत्पादन करते हैं। [४०] २०१३ के एक अध्ययन में अनुमान लगाया गया है कि पशुधन में ४४% मानव-प्रेरित मीथेन और ~ १५% ​​मानव-प्रेरित ग्रीनहाउस पर्यावरण उत्सर्जन है। [४१] पशुधन के मीथेन उत्पादन को कम करने के लिए कई प्रयास चल रहे हैं, जैसे चिकित्सा उपचार और आहार समायोजन, [४२] [४३] और ऊर्जा के रूप में उपयोग करने के लिए गैस को फंसाना। [४४]

सीफ्लोर के तलछट संपादित करें अधिकांश सबसिफ़्लोर एनोक्सिक है क्योंकि ऑक्सीजन तलछट के पहले कुछ सेंटीमीटर के भीतर एरोबिक सूक्ष्मजीवों द्वारा हटा दिया जाता है । ऑक्सीजन रिफल्ट सीफ्लोर के नीचे, मिथेनोजेन्स मीथेन का उत्पादन करते हैं जो या तो अन्य जीवों द्वारा उपयोग किया जाता है या गैस हाइड्रेट्स में फंस जाता है । [३४] ऊर्जा के लिए मीथेन का उपयोग करने वाले इन अन्य जीवों को मीथेनोट्रोफ़्स (मीथेन-ईटिंग) के रूप में जाना जाता है , और मुख्य कारण यह है कि गहराई पर उत्पन्न होने वाली छोटी मीथेन समुद्री सतह तक पहुँचती है। [३४] आर्किया और बैक्टीरिया के कंसोर्टिया में मीथेन (एओएम) के एनारोबिक ऑक्सीकरण के माध्यम से मीथेन को ऑक्सीकरण करने के लिए पाया गया है ; इसके लिए जिम्मेदार जीव एनेरोबिक मेथनोट्रोफिक आर्किया हैं(एएनएमई) और सल्फेट-कम करने वाले बैक्टीरिया (एसआरबी)। [४५]

औद्योगिक मार्ग संपादित करें Diagram of sustainable methane fuel production.PNG औद्योगिक रूप से मीथेन के उत्पादन के लिए बहुत कम प्रोत्साहन है। मीथेन द्वारा निर्मित है hydrogenating के माध्यम से कार्बन डाइऑक्साइड Sabatier प्रक्रिया । मीथेन भी फिशर-ट्रोप्स प्रक्रिया में कार्बन मोनोऑक्साइड के हाइड्रोजनीकरण का एक पक्ष उत्पाद है , जो मीथेन की तुलना में लंबे समय तक श्रृंखला अणुओं का उत्पादन करने के लिए बड़े पैमाने पर अभ्यास किया जाता है।

बड़े पैमाने पर कोयला-से-मीथेन गैसीकरण का उदाहरण ग्रेट प्लेंस सिनफ्यूल्स प्लांट है, जो 1984 में बेउला, नॉर्थ डकोटा में लो-ग्रेड लिग्नाइट के प्रचुर मात्रा में स्थानीय संसाधनों को विकसित करने के तरीके के रूप में शुरू हुआ , एक ऐसा संसाधन जो इसके परिवहन के लिए अन्यथा मुश्किल है। भंडारण और परिवहन के दौरान सहज दहन के लिए वजन, राख सामग्री, कम कैलोरी मान और प्रवृत्ति ।

पावर टू मीथेन एक ऐसी तकनीक है जो इलेक्ट्रोलिसिस द्वारा पानी से हाइड्रोजन का उत्पादन करने के लिए विद्युत शक्ति का उपयोग करती है और मीथेन का उत्पादन करने के लिए कार्बन डाइऑक्साइड के साथ हाइड्रोजन को संयोजित करने के लिए साबेटियर प्रतिक्रिया का उपयोग करती है। 2016 तक, यह ज्यादातर विकास के अधीन है और बड़े पैमाने पर उपयोग में नहीं है। सैद्धांतिक रूप से, इस प्रक्रिया को अत्यधिक उतार-चढ़ाव वाले पवन जनरेटर और सौर सरणियों द्वारा उत्पन्न अतिरिक्त और ऑफ-पीक पावर के लिए एक बफर के रूप में इस्तेमाल किया जा सकता है । हालाँकि, वर्तमान में बहुत बड़ी मात्रा में प्राकृतिक गैस का उपयोग बिजली संयंत्रों (जैसे CCGT ) में विद्युत ऊर्जा का उत्पादन करने के लिए किया जाता है, दक्षता में नुकसान स्वीकार्य नहीं है।

प्रयोगशाला संश्लेषण संपादित करें मीथेन द्वारा उत्पादित किया जा सकता protonation की मिथाइल लिथियम या एक मिथाइल ग्रिग्नार्ड अभिकर्मक के रूप में ऐसी methylmagnesium क्लोराइड । यह भी निर्जल सोडियम एसीटेट और सूखी सोडियम हाइड्रॉक्साइड से बनाया जा सकता है , मिश्रित और 300 डिग्री सेल्सियस ( उपोत्पाद के रूप में सोडियम कार्बोनेट के साथ) के ऊपर गरम किया जाता है। [ उद्धरण वांछित ] व्यवहार में, शुद्ध मीथेन की आवश्यकता को आसानी से मानक गैस आपूर्तिकर्ताओं से स्टील गैस की बोतल से पूरा किया जा सकता है।

घटना संपादित करें मीथेन की खोज की गई थी और 1776 और 1778 के बीच एलेसेंड्रो वोल्टा द्वारा झील मैगीओर से मार्श गैस का अध्ययन किया गया था । यह प्राकृतिक गैस का प्रमुख घटक है, मात्रा से लगभग 87%। मीथेन का प्रमुख स्रोत प्राकृतिक गैस क्षेत्रों के रूप में जाना जाने वाला भूगर्भीय जमा से निष्कर्षण है , कोयला सीम गैस निष्कर्षण के साथ एक प्रमुख स्रोत बन जाता है (देखें कोल बेड मीथेन निष्कर्षण , कोयला जमा से मीथेन निकालने के लिए एक विधि , जबकि बढ़ाया कोयला बेड मीथेन वसूली है नॉन-मिनिएबल कोल सीम से मीथेन को पुनर्प्राप्त करने की विधि)। यह अन्य हाइड्रोकार्बन ईंधन के साथ जुड़ा हुआ है , और कभी-कभी इसके साथहीलियम और नाइट्रोजन । मीथेन का उत्पादन उथले स्तरों (कम दबाव) पर कार्बनिक पदार्थों के अवायवीय क्षय द्वारा किया जाता है और पृथ्वी की सतह के नीचे गहरे से मीथेन को फिर से काम करता है। सामान्य तौर पर, प्राकृतिक गैस उत्पन्न करने वाली तलछट गहरे और अधिक तापमान पर होती है, जिसमें तेल होता है ।

मीथेन को आमतौर पर अपने प्राकृतिक गैस रूप में पाइप लाइन द्वारा या इसके तरलीकृत रूप में एलएनजी वाहक द्वारा थोक में पहुँचाया जाता है ; कुछ देश इसे ट्रक द्वारा ले जाते हैं।

वायुमंडलीय मीथेन संपादित करें

मुख्य लेख: वायुमंडलीय मीथेन

मौना लोआ (हवाई) में 1987 से सितंबर 2020 तक मीथेन एकाग्रता विकास। 2010 में, आर्कटिक में मीथेन का स्तर 1850 एनएमओल / मोल पर मापा गया था। पिछले 400,000 वर्षों में किसी भी समय यह स्तर दोगुना अधिक है। दुनिया के वातावरण में ऐतिहासिक मीथेन सांद्रता हिमयुग के दौरान 300 और 400 एनएम / मोल के बीच होती है , जिसे आमतौर पर हिम युग के रूप में जाना जाता है , और 600 और 700 एनएमोल / मोल के बीच गर्म अंतराल के दौरान। पृथ्वी के महासागर आर्कटिक मीथेन का एक महत्वपूर्ण महत्वपूर्ण स्रोत हैं। [४६]

मीथेन एक महत्वपूर्ण ग्रीनहाउस गैस है जिसमें 100 साल की अवधि में सीओ 2 (1 की क्षमता) और 20 साल की अवधि में 72 की तुलना में 34 की ग्लोबल वार्मिंग क्षमता है । [४]] [४ 48]

पृथ्वी की वायुमंडलीय मीथेन सांद्रता 1750 के बाद से लगभग 150% बढ़ गई है, और यह लंबे समय तक और विश्व स्तर पर मिश्रित ग्रीनहाउस गैसों (इन गैसों में जल वाष्प को शामिल नहीं करता है) के कुल विकिरण का 20% हिस्सा है। ग्रीनहाउस प्रभाव का सबसे बड़ा घटक )। [१०]

2015 से 2019 तक वायुमंडलीय मीथेन के स्तर में तेज वृद्धि दर्ज की गई है। [४ ९] [५०] फरवरी २०२० में, यह बताया गया कि जीवाश्म ईंधन उद्योग से मीथेन उत्सर्जन को काफी कम आंका जा सकता है। [५१]

जलवायु परिवर्तन प्रतिक्रिया का गठन, प्राकृतिक पारिस्थितिकी प्रणालियों में मीथेन उत्पादन में वृद्धि करके वायुमंडलीय मीथेन के स्तर को बढ़ा सकता है । [३४] [५२]

क्लाथ्रेट्स संपादित करें मीथेन क्लैट्रेट (मीथेन हाइड्रेट्स के रूप में भी जाना जाता है) पानी के अणुओं के ठोस पिंजरे हैं जो मीथेन के एकल अणुओं को फँसाते हैं। उच्च दबावों (1 से 100 एमपीए; कम अंत कम तापमान) और कम तापमान (<15 ° C) पर स्थित गैस क्लैथ्रेट स्थिरता क्षेत्र के भीतर महासागर तल के नीचे महाद्वीपीय मार्जिन के साथ मीथेन क्लैट्रेट्स के महत्वपूर्ण जलाशय पाए गए हैं ; ; ऊपरी छोर को उच्च दबाव की आवश्यकता होती है)। [५३] मीथेन क्लैट्रेट, बायोजेनिक मीथेन, थर्मोजेनिक मीथेन या दोनों के मिश्रण से बन सकता है। ये जमा मीथेन ईंधन के एक संभावित स्रोत के साथ-साथ ग्लोबल वार्मिंग के लिए संभावित योगदानकर्ता हैं। [५४] [५५]गैस क्लेराट में संचित कार्बन का वैश्विक द्रव्यमान अभी भी अनिश्चित है और इसका अनुमान 12,500 Gt कार्बन और 500 Gt कार्बन जितना कम है। [५६] अनुमान के अनुसार समय के साथ गिरावट आई है ~ १ carbon०० Gt कार्बन। [५ of ] इस अनिश्चितता का एक बड़ा हिस्सा मीथेन के स्रोतों और डूब में हमारे ज्ञान अंतर और वैश्विक स्तर पर मीथेन क्लैट्रेट्स के वितरण के कारण है। उदाहरण के लिए, मीथेन के एक अपेक्षाकृत नए खोजे गए स्रोत की खोज आर्कटिक में एक अल्ट्रासाउंड फैलाने वाले रिज में की गई थी। [५ suggest ] कुछ जलवायु मॉडल बताते हैं कि आज के महासागर तल से मीथेन उत्सर्जन शासन संभवतः पोलोसीन-इओसीन थर्मल अधिकतम की अवधि के समान है।( पेटीएम ) लगभग 55.5 मिलियन साल पहले, हालांकि क्लैट्रेट पृथक्करण से मीथेन का संकेत देने वाले कोई आंकड़े नहीं हैं जो वर्तमान में वायुमंडल में पहुंचता है। [५ met] पर्मफ्रोस्ट और सीफ्लोर मिथेन क्लैट्रेट्स से आर्कटिक मीथेन रिलीज एक संभावित परिणाम है और आगे ग्लोबल वार्मिंग का कारण है ; इसे क्लैक्ट्रेट बंदूक की परिकल्पना के रूप में जाना जाता है । [५ ९] [६०] [६१] [६२] २०१६ के आंकड़ों से संकेत मिलता है कि आर्कटिक परमाफ्रॉस्ट की भविष्यवाणी की तुलना में तेजी से होता है। [६३]

अलौकिक मीथेन संपादित करें मुख्य लेख: अलौकिक वातावरण इंटरस्टेलर माध्यम संपादित करें सौर प्रणाली के कई हिस्सों में मीथेन प्रचुर मात्रा में है और संभवतः एक और सौर-प्रणाली निकाय की सतह पर काटा जा सकता है (विशेष रूप से, मंगल [64] या टाइटन पर पाए जाने वाले स्थानीय सामग्रियों से मीथेन उत्पादन का उपयोग करके ), वापसी की यात्रा के लिए ईंधन प्रदान करना । [२५] [६५]

मंगल ग्रह संपादित करें मीथेन सौर मंडल के सभी ग्रहों और अधिकांश बड़े चंद्रमाओं पर पाया गया है । [ उद्धरण वांछित ] मंगल के संभावित अपवाद के साथ , यह माना जाता है कि यह अजैविक प्रक्रियाओं से आया है। [६६] [६ []

मंगल पर मीथेन (सीएच 4 ) - संभावित स्रोत और सिंक जिज्ञासा रोवर की मौसमी उतार चढ़ाव दस्तावेज़ तैयार किया है वायुमंडलीय मीथेन मंगल ग्रह पर स्तरों। ये उतार-चढ़ाव मार्टियन गर्मियों के अंत में 0.6 अरब प्रति बिलियन पर पहुंच गए। [६ [] [६ ९] [[० ] [ ]१] [ ]२] [ ] ३] [] ४] [ ] ५]

मीथेन को भविष्य के मंगल मिशनों पर संभावित रॉकेट प्रणोदक के रूप में प्रस्तावित किया गया है, ताकि यह सीट पर सीटू संसाधन उपयोग द्वारा इसे संश्लेषित करने की संभावना के कारण हो । [76] की एक अनुकूलन Sabatier methanation प्रतिक्रिया एक मिश्रित उत्प्रेरक बिस्तर और एक साथ इस्तेमाल किया जा सकता रिवर्स पानी गैस पारी मंगल ग्रह पर उपलब्ध कच्चे माल से मीथेन का उत्पादन करने के लिए एक रिएक्टर में, से पानी का उपयोग मंगल ग्रह का निवासी अवभूमि और कार्बन डाइऑक्साइड में मंगल ग्रह का निवासी माहौल । [६४]

मीथेन का निर्माण एक गैर-जैविक प्रक्रिया द्वारा किया जा सकता है जिसे सर्पिनाइज़ेशन कहा जाता है [a] जिसमें पानी, कार्बन डाइऑक्साइड और खनिज ओलिविन शामिल होते हैं , जो मंगल ग्रह पर आम है। [77 77]

इतिहास संपादित करें

एलेसेंड्रो वोल्टा नवंबर 1776 में, मीथेन पहले वैज्ञानिक द्वारा की पहचान की थी इतालवी भौतिक विज्ञानी एलेज़ांद्रो वोल्टा की दलदल में झील Maggiore straddling इटली और स्विट्जरलैंड । वोल्टा को बेंजामिन फ्रैंकलिन द्वारा "ज्वलनशील हवा" के बारे में लिखे गए एक पेपर को पढ़ने के बाद पदार्थ की खोज करने के लिए प्रेरित किया गया था । [Collected [] वोल्टा ने मार्श से उठने वाली गैस को एकत्र किया और १ isolated isolated isolated तक शुद्ध गैस को अलग कर दिया। [Demonstrated ९] उन्होंने यह भी प्रदर्शित किया कि गैस को बिजली की चिंगारी से प्रज्वलित किया जा सकता है। [79 ९]

"मीथेन" नाम 1866 में जर्मन रसायनज्ञ अगस्त विल्हेम वॉन हॉफमैन द्वारा गढ़ा गया था । [ [० ] [] १ ] नाम मेथनॉल से लिया गया था ।

शब्द-साधन संपादित करें व्युत्पन्न रूप से, " मिथेन " शब्द रासायनिक प्रत्यय " -ने " से गढ़ा गया है , जो अल्केन परिवार से संबंधित पदार्थों को दर्शाता है; और शब्द " मिथाइल " है, जो जर्मन "से ली गई है मिथाइल फ्रेंच" से "(1840) या सीधे méthyle " है, जो फ्रेंच "से एक बैक-गठन की है methylene " (अंग्रेजी "methylene" से सम्बंधित), जिसकी जड़ 1834 में ग्रीक " मैथि " (अंग्रेजी "मीड" से संबंधित) और " हाइल " (जिसका अर्थ "लकड़ी") से जीन-बैप्टिस्ट डुमास और यूजीन पेलिगोट द्वारा गढ़ा गया था ।, पहले शराब को लकड़ी के आसवन द्वारा अलग किया जाता है। रासायनिक प्रत्यय " -ane " समन्वय रासायनिक प्रत्यय " -इन " से है जो लैटिन स्त्री-प्रत्यय " -इना " से है जो अमूर्त का प्रतिनिधित्व करने के लिए लगाया जाता है। 18 -66 में जर्मन केमिस्ट अगस्त विल्हेम वॉन हॉफमैन (1818-1892) द्वारा "-ane", "-ने", "-ऑन" आदि का समन्वय प्रस्तावित किया गया था। [82२]

लघुरूप संपादित करें संक्षिप्त नाम सीएच 4- सी का अर्थ मीथेन के द्रव्यमान में निहित कार्बन का द्रव्यमान हो सकता है और मीथेन का द्रव्यमान हमेशा सीएच 4 -सी के द्रव्यमान का 1.33 गुना होता है । [[३] [] ४ ] सीएच ४ -सी का अर्थ मीथेन-कार्बन अनुपात भी हो सकता है, जो द्रव्यमान से १.३३ है। [ At५ ] वायुमंडल के तराजू पर मीथेन को आमतौर पर टेराग्राम (टीजी सीएच ४ ) या लाखों मीट्रिक टन (एमएमटी सीएच ४ ) में मापा जाता है , जिसका मतलब समान होता है। [Units६] अन्य मानक इकाइयों का भी उपयोग किया जाता है, जैसे कि नैनोमोल (nmol, तिल का एक अरबवां हिस्सा), तिल (मोल), किलोग्राम और ग्राम ।

सुरक्षा संपादित करें मीथेन नॉनटॉक्सिक है , फिर भी यह बेहद ज्वलनशील है और हवा के साथ विस्फोटक मिश्रण बना सकता है । विस्थापन द्वारा ऑक्सीजन की सांद्रता को लगभग 16% से कम करने पर मिथेन भी एक अलैंगिक है , क्योंकि अधिकांश लोग बिना किसी प्रभाव के 21% से 16% तक की कमी को सहन कर सकते हैं । मीथेन की सांद्रता जिस पर एस्फिक्सियेशन जोखिम महत्वपूर्ण हो जाता है, वह ज्वलनशील या विस्फोटक मिश्रण में 5-15% सांद्रता की तुलना में बहुत अधिक है। मीथेन ऑफ-गैस लैंडफिल के पास इमारतों के अंदरूनी हिस्सों में प्रवेश कर सकता है और मीथेन के महत्वपूर्ण स्तरों पर रहने वालों को बेनकाब कर सकता है। कुछ इमारतों ने विशेष रूप से अपने तहखानों के नीचे रिकवरी सिस्टम को सक्रिय रूप से इस गैस को पकड़ने और इमारत से दूर करने के लिए वेंट दिया है।

कई घातक खनन आपदाओं के लिए मीथेन गैस विस्फोट जिम्मेदार हैं। [87] एक मीथेन गैस विस्फोट का कारण था ऊपरी बिग शाखा कोयला खदान आपदा में पश्चिम वर्जीनिया 5 अप्रैल, 2010 को हत्या 29. [88]

यह सभी देखें संपादित करें 2007 Zasyadko मेरा आपदा एबोजेनिक पेट्रोलियम मूल एरोबिक मीथेन उत्पादन अवायवीय पाचन अवायुश्वसन आर्कटिक मीथेन उत्सर्जन बायोगैस कोयला तेल प्वाइंट सीप क्षेत्र ऊर्जा घनत्व भगोड़ा गैस उत्सर्जन ग्लोबल मीथेन पहल हैलोमेथेन , हैलोजेनेटेड मीथेन डेरिवेटिव। हाइड्रोजन चक्र औद्योगिक गैस किवु झील (अधिक सामान्य: चूना विस्फोट ) स्ट्रेट-चेन अल्केन्स की सूची मेथनशन मीथेन उत्सर्जन मंगल पर मिथेन: वातावरण मंगल पर मिथेन: जलवायु मिथेनोजेन , आर्किया जो मीथेन का उत्पादन करते हैं। मीथेनोजेनेसिस , रोगाणुओं जो मीथेन का उत्पादन करते हैं। मीथेनोट्रोफ , बैक्टीरिया जो मीथेन के साथ बढ़ते हैं। मिथाइल समूह , मिथेन से संबंधित एक कार्यात्मक समूह। थॉमस गोल्ड Mr.manglesh chouhan (वार्ता) 14:52, 21 मार्च 2021 (UTC)