aboalsoof
10-18-2006, 12:43 AM
بسم الله و الصلاة و السلام على رسول الله
السلام عليكم و رحمة الله و بركاته
أبسط الهيدروكربونات, الميثان وهو غاز, له الصيغة الكيميائية CH4. الميثان النقي ليس له رائحة, ولكن عند إستخدامه تجاريا يتم خلطه بكميات ضئيلة من الكبريت القوي الرائحة. المركبات مثل إثيل مركبتان تمكن من تتبع أثار الميثان فى حالة حدوث تسريب.
وكمكون رئيسي للغاز الطبيعي, فإن الميثان أحد أنواع الوقود المهمة. وحرق جزيء واحد من الميثان فى وجود الأكسجين ينتج جزيء من ثاني أكسيد الكربون CO2, و 2 جزيء من الماء H2O.
CH4 + 2O2 → CO2 + 2H2O
الميثان أيضا أحد غازات الصوبة الزجاجية وله عزم تدفئة عام يبلغ 21. ويبلغ المتر المكعب من الميثان 717 جرام.
مصادر الميثان:-
المصادر الرئيسية للميثان:
تحلل المخلفات العضوية.
المصادر الطبيعية: المستنقعات 23%
وقود حفريات 20%
يتم إستخراج الميثان من الرواسب الجيولوجية حيث يكون مصاحب لأنواع الوقود الهيدروكربوني الأخرى.
عملية الهضم فى الحيوانات ((ماشية) 17%
البكتريا التى تتواجد أثناء زراعة الأرز.
تسخين أو حرق الكتلة الحيوية لاهوائيا
60% من الإنبعاثات التى تنتج الميثان ناتجة من الأنشطة البشرية, وخاصة الأنشطة الزراعية. وخلال 200 سنة السابقة, تضاعف تركيز الغاز فى الغلاف الجوي من 0.8 إلى 1.6 جزء فى المليون.
كما أن الميثان يصنف على أنه كتلة حيوية لأنه يمكن أن ينتج من الحرق الاهوائي لبعض المواد العضوية.
المصادر الصناعية
يمكن تصنيع الميثان وإستخدامه صناعيا, بالتفاعلات الكيميائية مثل تفاعل ساباتير (Sabatier reaction), عملية فيشر-تروف (Fischer-Tropsch process), وأيضا من إعادة تكون البخار. كما أن الغاز يتواجد أيضا فى العمليات التى تحدث عند البراكين.
فى الضغوط العالية, مثل التى توجد فى أعماق المحيطات, يكون الميثان كلاثرات صلب مع الماء. وتوجد منه كميات غير معروفة ومن الممكن أن تكون ضخمة من الميثان فى هذا الشكل الرسوبي فى المحيط. ويعتقد أنه تنطلق كميات ضخمة من الميثان بطريقة فجائية من هذه الأشكال الرسوبية مما يزيد من ظاهرة السخونة العالمية, كما حدث فى الماضى البعيد منذ مايقرب من 55 مليون سنة.
وطبقا لتقديرات أحد المصادر فإن الميثان الموجود فى شكل رسوبي فى المحيط يقدر بـعشرة ألآف مليار طن.
(BBC) وتقترح النظريات أن هذه الكميات الضخمة من الميثان يمكن أن تنطلق فجأة مرة أخرى, وستسبب إزدياد خطير فى درجات الحرارة حيث أن الميثان أقوى بتسع مرات من CO2 فى تأثيره على البيت الزجاجي.
تفاعلات الميثان :-
1. الإحتراق
يوجد عديد من الخطوات عند إشتعال الميثان:
يتحول الميثان إلى الجذر ميثيل CH3, والذى يتحول إلى فورمالهيد (HCHO أو H2CO). ويتحول الفورمالدهيد إلى الجذر فورمال HCO, والذى بدوره يكون أول أكسيد الكربون CO. وهذه العملية يطلق عليها إنحلال حراري:
CH4 + O2 → CO + H2 + H2O
ثم يتبع ذلك عملية إنحلال حراري تاكسدية, حيث يتأكسد H2, وينتج عن ذلك H2O, مما يكرر وجود المتفاعلات النشطة مرة أخرى, ويطلق حرارة. ويحدث هذا بسرعة جدا , فى وقت أقل من المللى ثانية.
H2 + ½ O2 → H2O
واخيرا, يتأكسد CO, ليكون CO2, وينطلق مزيد من الحرارة. وهذه العملية أبطيء من العمليات الأخرى, وتحتاج لعدد من مللى مترات الثانية لتكتمل:
CO + ½ O2 → CO2
2. تنشيط الهيدروجين
الرابطة التساهمية القوية بين الكربون-الهيدروجين فى الميثان هى واحدة من أقوى الروابط الهيديروجينية, وعلى ذلك فإن إستخدامها كمادة اولية فى صناعة البتروكيمياويات محدود. ولايزال البحث جاريا عن عامل حفز مناسب لتكسير الرابطة بين C-H فى الميثان والألكانات المنخفضة الأخرى.
3. الهلجنة .
هو تفاعل الميثان مع الهلوجينات (الكلور اليود البروم) وتختلف باختلاف الظروف ففي حالة الضوء المباشر
الميثان خارج الكرة الأرضية :-
يعتقد ان الميثان تم تحديد وجوده فى أماكن عديدة فى النظام الشمسي. ويعتقد أنه تكون خلال العمليات الغير عضوية التى كانت تصاحب تطور النظام الشمسي, كما أن هناك إعتقاد أنه تكون فى وجود حياة على المريخ.
كما توجد أثار لغاز الميثان فى طبقة رقيقة على القمر التابع للأرض. كما أن هناك بعض الإكتشافات حول وجود الميثان فى السحابات الموجودة بين النجوم.
استخدامات الميثان :-
تحضر منه الكثير من المركبات العضوية مثل الكلوروفورم ورابع كلوريد الكربون الذي يستخدم في اطفاء الحرائق وكمذيب ايضا,كما يدخل في صناعات كثيرة مثل صناعة البلاستيك والنايلون والكحولات والفورمالدهيد.
يكون حوالي 80%من الغاز الطبيعي المستخدم كوقود.
يستخدم في الاحتراق للحصول على الطاقة , فالكيلو جرام منه يعطي 13300سعر.
يحضر منه اسود الكربون الذي يستخدم في حبر الطباعة.
يحضر منه النيتروميثان الذي يستخدم في عمل العقاقير الطبية والمبيدات الحشرية والمفرقعات.
يستخدم في تحضير غاز الاصطناع.
معلومات موجزة :-
الصيغة الجزيئية CH4
الوزن الجزيئي 16.04 u
مسميات أخرى للميثان غاز المستنقعات, ميثيل هيدريد
نقطة ذوبان 90.6 K و −182.6 C°
نقطة غليان 111.55 K و −161 C°
النقطة الثلاثية 90.6 K و −182 C°
0.117 بار
النقطة الحرجة 190.6 K و −82.6 C°
46 بار
ΔfusH 1.1 kJ/mol
ΔvapH 8.17 kJ/mol
ΔfH0gas -74.87 kJ/mol
ΔfG0gas -50.828 kJ/mol
S0gas 188 J/mol•K
Cp 35.69 J/mol•K
تأثير سريع الإختناق:فى الحالات الخطيرة يسبب فقدان الوعي,توقف القلب,يتم نقل المركب على فى درجة حرارة منخفضة,التعرض للغاز له تأثير حارق.
نقطة وميض -188 C°
نقطة إشتعال ذاتي 600 C°
حد الإنفجار 5-15%
الإيثان
الإيثان هو مركب كيميائي وله الصيغة البنائية C2H6. وهو من الألكانات, أى أنه هيدروكربون أليفاتي. وفى الضغط والحرارة العاديين فإنه غاز عديم اللون والرائحة.
وهو أبسط أنواع الكربونات المشبعة التى بها أكثر من ذرة كربون. والإيثان مركب هام للصناعة,بتحويله إلى الإثيلين عن طريق التكسير الكيميائي.
وبالمقياس الصناعي, فإن الإيثان ينتج من الغاز الطبيعي ومن تصفية النفط. التصنيع الكيميائي للإيثان يتم بطريقة تحليل كوبل الكهربي.
المعلومات الموجزة :-
الإسم القياسي إيثان (Ethane)
أسماء أخرى ثنائي ميثيل, هيدريد إثيل, ميثيل ميثان
الصيغة الجزيئية C2H6
الكتلة المولية 30.07 g/mol
المظهر غاز عديم الرائحة
الكثافة و الحالة 0.548 g/cm3,غاز
ذوبانية فى الماء 4.7 جرام / 100 مللى
نقطة الذوبان 90.34 C -182.64 K°
نقطة الغليان 184.5 C -88.6 K°
الحامضية (pKa) 50
نقطة الوميض -135 C°
البروبان
البروبان هو مركب كيميائي وله الصيغة الكيميائية C3H8. وهو من الألكانات, أى أنه هيدروكربون أليفاتي. ويتم إشتقاقه أحيانا من منتجات النفط خلال تصفية النفط, أو أثناء عمليات تصنيع الغاز الطبيعي
استخدامات البروبان :-
يستخدم البروبان كوقود ويعرف بإسم غاز النفط المسال (liquified petroleum gas (LPG or LP gas, ويتم خلطه مع كميات قليلة من بروبيلين, بيوتان, بيوتيلين, إثاننثيول لإعطاء رائحة للبروبان. ويتم إستخدامه كوقود فى الطبيخ و الشواء, والمواد المتنقلة, وفى السيارات. وفى الحافلات, أوناش الشوكة, سيارات الأجرة, كما يستخدم فى المخيمات. وفى المناطق الريفية بالولايات التحدة يستخدم فى الأفران, تسخين المياه, المغاسل. ويتم نقل البروبان فى صهاريج كبيرة إلى مستودعات دائمة قريبة من مناطق الإستخدام, لمليء أنابيب البروبان.
ويستخدم فى صناعة التبريد حيث يسمى مبرد إمتصاص الغاز. ولا يزال كثير من المبردات التى صنعت فى فترة الثلاثينيات تعمل إلى الأن.
يستخدم البروبان أيضا فى رش رذاذ وخاصة بعد حظر CFC. ويطلق عليه الغاز الأخضر. ويستخدم فى نوع من أنواع المسدسات تسمى مسدسات "أيرسوفت" (airsoft ). كما يستخدم فى تصنيع البتروكيماويات السفلى فى التكسير البخاري.
تم التعرف على البروبان لأول مرة كمكون متطاير من الجاسولين بواسطة والتر أوز سنيلج مكتب المعادن بالولايات المتحدة فى عام 1910. وكان أول من قام ببيع البروبان إقتصاديا وأسماه الجاوزل الأمريكي فى عام 1912.
معلومات موجزة سريعة :-
الصيغة الجزيئية CH3CH2CH3 or C3H8
الوزن الجزيئي 44.10 ج/مول
أسماء أخرى ثنائي ميثيل ميثان, LPG, هدريد بروبيل
نقطة ذوبان 85.5 K −187.6 °C
نقطة غليان 231.1 C° −42 K
النقطة الثلاثية 85 C° −188 K
169 µPa
النقطة الحرجة 369.9 C° 96.9 K
4.25 MPa
ΔsubH 28.5 kJ/mol
ΔfusH 3.52 kJ/mol
ΔfusS (J/(mol•K
ΔvapH 19.4 kJ/mol
ذوبانية 0.1 g/dm³
خصائص السائل
ΔfH0liquid -120 kJ/mol
S0liquid 171 (J/(mol•K
Cp 98.3 (J/(mol•K
الكثافة 582 kg/m3
خصائص الغاز
ΔfH0gas -105 kJ/mol
S0gas 269.9 (J/(mol•K
Cp 73.6 (J/(mol•K
الأخطار :-
الحقن غثيان, قيء, نزيف داخلي.
الإستنشاق سرعة التنفس ضربات القلب تعكر المزاج,إرتباك ودوار. يمكن حدوث توقف للقلب فى الحالات الخطرة.
الجلد (تحدث لسعات عند التعرض لسائل كريجونيك)
نقطة وميض −104 C°
نقطة إشتعال ذاتي 450 C°
حد إنفجار 2.1–9.5%
السلام عليكم و رحمة الله و بركاته
أبسط الهيدروكربونات, الميثان وهو غاز, له الصيغة الكيميائية CH4. الميثان النقي ليس له رائحة, ولكن عند إستخدامه تجاريا يتم خلطه بكميات ضئيلة من الكبريت القوي الرائحة. المركبات مثل إثيل مركبتان تمكن من تتبع أثار الميثان فى حالة حدوث تسريب.
وكمكون رئيسي للغاز الطبيعي, فإن الميثان أحد أنواع الوقود المهمة. وحرق جزيء واحد من الميثان فى وجود الأكسجين ينتج جزيء من ثاني أكسيد الكربون CO2, و 2 جزيء من الماء H2O.
CH4 + 2O2 → CO2 + 2H2O
الميثان أيضا أحد غازات الصوبة الزجاجية وله عزم تدفئة عام يبلغ 21. ويبلغ المتر المكعب من الميثان 717 جرام.
مصادر الميثان:-
المصادر الرئيسية للميثان:
تحلل المخلفات العضوية.
المصادر الطبيعية: المستنقعات 23%
وقود حفريات 20%
يتم إستخراج الميثان من الرواسب الجيولوجية حيث يكون مصاحب لأنواع الوقود الهيدروكربوني الأخرى.
عملية الهضم فى الحيوانات ((ماشية) 17%
البكتريا التى تتواجد أثناء زراعة الأرز.
تسخين أو حرق الكتلة الحيوية لاهوائيا
60% من الإنبعاثات التى تنتج الميثان ناتجة من الأنشطة البشرية, وخاصة الأنشطة الزراعية. وخلال 200 سنة السابقة, تضاعف تركيز الغاز فى الغلاف الجوي من 0.8 إلى 1.6 جزء فى المليون.
كما أن الميثان يصنف على أنه كتلة حيوية لأنه يمكن أن ينتج من الحرق الاهوائي لبعض المواد العضوية.
المصادر الصناعية
يمكن تصنيع الميثان وإستخدامه صناعيا, بالتفاعلات الكيميائية مثل تفاعل ساباتير (Sabatier reaction), عملية فيشر-تروف (Fischer-Tropsch process), وأيضا من إعادة تكون البخار. كما أن الغاز يتواجد أيضا فى العمليات التى تحدث عند البراكين.
فى الضغوط العالية, مثل التى توجد فى أعماق المحيطات, يكون الميثان كلاثرات صلب مع الماء. وتوجد منه كميات غير معروفة ومن الممكن أن تكون ضخمة من الميثان فى هذا الشكل الرسوبي فى المحيط. ويعتقد أنه تنطلق كميات ضخمة من الميثان بطريقة فجائية من هذه الأشكال الرسوبية مما يزيد من ظاهرة السخونة العالمية, كما حدث فى الماضى البعيد منذ مايقرب من 55 مليون سنة.
وطبقا لتقديرات أحد المصادر فإن الميثان الموجود فى شكل رسوبي فى المحيط يقدر بـعشرة ألآف مليار طن.
(BBC) وتقترح النظريات أن هذه الكميات الضخمة من الميثان يمكن أن تنطلق فجأة مرة أخرى, وستسبب إزدياد خطير فى درجات الحرارة حيث أن الميثان أقوى بتسع مرات من CO2 فى تأثيره على البيت الزجاجي.
تفاعلات الميثان :-
1. الإحتراق
يوجد عديد من الخطوات عند إشتعال الميثان:
يتحول الميثان إلى الجذر ميثيل CH3, والذى يتحول إلى فورمالهيد (HCHO أو H2CO). ويتحول الفورمالدهيد إلى الجذر فورمال HCO, والذى بدوره يكون أول أكسيد الكربون CO. وهذه العملية يطلق عليها إنحلال حراري:
CH4 + O2 → CO + H2 + H2O
ثم يتبع ذلك عملية إنحلال حراري تاكسدية, حيث يتأكسد H2, وينتج عن ذلك H2O, مما يكرر وجود المتفاعلات النشطة مرة أخرى, ويطلق حرارة. ويحدث هذا بسرعة جدا , فى وقت أقل من المللى ثانية.
H2 + ½ O2 → H2O
واخيرا, يتأكسد CO, ليكون CO2, وينطلق مزيد من الحرارة. وهذه العملية أبطيء من العمليات الأخرى, وتحتاج لعدد من مللى مترات الثانية لتكتمل:
CO + ½ O2 → CO2
2. تنشيط الهيدروجين
الرابطة التساهمية القوية بين الكربون-الهيدروجين فى الميثان هى واحدة من أقوى الروابط الهيديروجينية, وعلى ذلك فإن إستخدامها كمادة اولية فى صناعة البتروكيمياويات محدود. ولايزال البحث جاريا عن عامل حفز مناسب لتكسير الرابطة بين C-H فى الميثان والألكانات المنخفضة الأخرى.
3. الهلجنة .
هو تفاعل الميثان مع الهلوجينات (الكلور اليود البروم) وتختلف باختلاف الظروف ففي حالة الضوء المباشر
الميثان خارج الكرة الأرضية :-
يعتقد ان الميثان تم تحديد وجوده فى أماكن عديدة فى النظام الشمسي. ويعتقد أنه تكون خلال العمليات الغير عضوية التى كانت تصاحب تطور النظام الشمسي, كما أن هناك إعتقاد أنه تكون فى وجود حياة على المريخ.
كما توجد أثار لغاز الميثان فى طبقة رقيقة على القمر التابع للأرض. كما أن هناك بعض الإكتشافات حول وجود الميثان فى السحابات الموجودة بين النجوم.
استخدامات الميثان :-
تحضر منه الكثير من المركبات العضوية مثل الكلوروفورم ورابع كلوريد الكربون الذي يستخدم في اطفاء الحرائق وكمذيب ايضا,كما يدخل في صناعات كثيرة مثل صناعة البلاستيك والنايلون والكحولات والفورمالدهيد.
يكون حوالي 80%من الغاز الطبيعي المستخدم كوقود.
يستخدم في الاحتراق للحصول على الطاقة , فالكيلو جرام منه يعطي 13300سعر.
يحضر منه اسود الكربون الذي يستخدم في حبر الطباعة.
يحضر منه النيتروميثان الذي يستخدم في عمل العقاقير الطبية والمبيدات الحشرية والمفرقعات.
يستخدم في تحضير غاز الاصطناع.
معلومات موجزة :-
الصيغة الجزيئية CH4
الوزن الجزيئي 16.04 u
مسميات أخرى للميثان غاز المستنقعات, ميثيل هيدريد
نقطة ذوبان 90.6 K و −182.6 C°
نقطة غليان 111.55 K و −161 C°
النقطة الثلاثية 90.6 K و −182 C°
0.117 بار
النقطة الحرجة 190.6 K و −82.6 C°
46 بار
ΔfusH 1.1 kJ/mol
ΔvapH 8.17 kJ/mol
ΔfH0gas -74.87 kJ/mol
ΔfG0gas -50.828 kJ/mol
S0gas 188 J/mol•K
Cp 35.69 J/mol•K
تأثير سريع الإختناق:فى الحالات الخطيرة يسبب فقدان الوعي,توقف القلب,يتم نقل المركب على فى درجة حرارة منخفضة,التعرض للغاز له تأثير حارق.
نقطة وميض -188 C°
نقطة إشتعال ذاتي 600 C°
حد الإنفجار 5-15%
الإيثان
الإيثان هو مركب كيميائي وله الصيغة البنائية C2H6. وهو من الألكانات, أى أنه هيدروكربون أليفاتي. وفى الضغط والحرارة العاديين فإنه غاز عديم اللون والرائحة.
وهو أبسط أنواع الكربونات المشبعة التى بها أكثر من ذرة كربون. والإيثان مركب هام للصناعة,بتحويله إلى الإثيلين عن طريق التكسير الكيميائي.
وبالمقياس الصناعي, فإن الإيثان ينتج من الغاز الطبيعي ومن تصفية النفط. التصنيع الكيميائي للإيثان يتم بطريقة تحليل كوبل الكهربي.
المعلومات الموجزة :-
الإسم القياسي إيثان (Ethane)
أسماء أخرى ثنائي ميثيل, هيدريد إثيل, ميثيل ميثان
الصيغة الجزيئية C2H6
الكتلة المولية 30.07 g/mol
المظهر غاز عديم الرائحة
الكثافة و الحالة 0.548 g/cm3,غاز
ذوبانية فى الماء 4.7 جرام / 100 مللى
نقطة الذوبان 90.34 C -182.64 K°
نقطة الغليان 184.5 C -88.6 K°
الحامضية (pKa) 50
نقطة الوميض -135 C°
البروبان
البروبان هو مركب كيميائي وله الصيغة الكيميائية C3H8. وهو من الألكانات, أى أنه هيدروكربون أليفاتي. ويتم إشتقاقه أحيانا من منتجات النفط خلال تصفية النفط, أو أثناء عمليات تصنيع الغاز الطبيعي
استخدامات البروبان :-
يستخدم البروبان كوقود ويعرف بإسم غاز النفط المسال (liquified petroleum gas (LPG or LP gas, ويتم خلطه مع كميات قليلة من بروبيلين, بيوتان, بيوتيلين, إثاننثيول لإعطاء رائحة للبروبان. ويتم إستخدامه كوقود فى الطبيخ و الشواء, والمواد المتنقلة, وفى السيارات. وفى الحافلات, أوناش الشوكة, سيارات الأجرة, كما يستخدم فى المخيمات. وفى المناطق الريفية بالولايات التحدة يستخدم فى الأفران, تسخين المياه, المغاسل. ويتم نقل البروبان فى صهاريج كبيرة إلى مستودعات دائمة قريبة من مناطق الإستخدام, لمليء أنابيب البروبان.
ويستخدم فى صناعة التبريد حيث يسمى مبرد إمتصاص الغاز. ولا يزال كثير من المبردات التى صنعت فى فترة الثلاثينيات تعمل إلى الأن.
يستخدم البروبان أيضا فى رش رذاذ وخاصة بعد حظر CFC. ويطلق عليه الغاز الأخضر. ويستخدم فى نوع من أنواع المسدسات تسمى مسدسات "أيرسوفت" (airsoft ). كما يستخدم فى تصنيع البتروكيماويات السفلى فى التكسير البخاري.
تم التعرف على البروبان لأول مرة كمكون متطاير من الجاسولين بواسطة والتر أوز سنيلج مكتب المعادن بالولايات المتحدة فى عام 1910. وكان أول من قام ببيع البروبان إقتصاديا وأسماه الجاوزل الأمريكي فى عام 1912.
معلومات موجزة سريعة :-
الصيغة الجزيئية CH3CH2CH3 or C3H8
الوزن الجزيئي 44.10 ج/مول
أسماء أخرى ثنائي ميثيل ميثان, LPG, هدريد بروبيل
نقطة ذوبان 85.5 K −187.6 °C
نقطة غليان 231.1 C° −42 K
النقطة الثلاثية 85 C° −188 K
169 µPa
النقطة الحرجة 369.9 C° 96.9 K
4.25 MPa
ΔsubH 28.5 kJ/mol
ΔfusH 3.52 kJ/mol
ΔfusS (J/(mol•K
ΔvapH 19.4 kJ/mol
ذوبانية 0.1 g/dm³
خصائص السائل
ΔfH0liquid -120 kJ/mol
S0liquid 171 (J/(mol•K
Cp 98.3 (J/(mol•K
الكثافة 582 kg/m3
خصائص الغاز
ΔfH0gas -105 kJ/mol
S0gas 269.9 (J/(mol•K
Cp 73.6 (J/(mol•K
الأخطار :-
الحقن غثيان, قيء, نزيف داخلي.
الإستنشاق سرعة التنفس ضربات القلب تعكر المزاج,إرتباك ودوار. يمكن حدوث توقف للقلب فى الحالات الخطرة.
الجلد (تحدث لسعات عند التعرض لسائل كريجونيك)
نقطة وميض −104 C°
نقطة إشتعال ذاتي 450 C°
حد إنفجار 2.1–9.5%