Kollektorların dibindən buraxılan qaz xoşagəlməz qoxu olan bataqlıq qazıdır (digər ümumiləşdirilmiş adı metandır). Elmi cəhətdən formen və ya metil hidrogendir. Əksəriyyəti metandan ibarətdir (CH4). Tərkibində azot, arqon, hidrogen, fosfin və karbon dioksid də ola bilər.
Əsas Xüsusiyyətlər
Standart tərkibi, bataqlıq qazının kimyəvi formulu - bütün bunlar onun ən sadə karbon birləşmələrinə aid olduğunu açıq şəkildə nümayiş etdirir. Digər komponentlər bu element ətrafında qruplaşdırılıb. Bataqlıq qazı təbiətdə karbon qazı və ya azot ilə qarışıq şəklində sərbəst vəziyyətdə olur. Üzvi maddələrin parçalanması nəticəsində yaranır. Bir qayda olaraq, bunlar suyun altında olan və havaya çıxışdan məhrum olan bitkilərdir.
Kömür mədənləri yanan bataqlıq qazının əmələ gəldiyi başqa yerdir. Üzvi qalıqların parçalanmasından sonra süxurlar arasında toplanır. Çoxlu boşluqlar buna kömək edir. Bu cür qazlar təsadüfən bir dəlik yarandıqda çıxır.
Təhsil yerləri
Birmənalı olmayan adına baxmayaraq, bataqlıq qazı (daha doğrusu, metan) da atmosferə yayılır.neft yataqlarının yaxınlığında torpaq çatları. İlk belə hallar Amerika Birləşmiş Ştatlarında Allegheny çayının sahillərində, eləcə də Rusiyada Xəzər regionunda qeydə alınıb. Bakıda bu səbəbdən qədim zamanlardan sirli Bakı yanğınları haqqında əfsanə var. Təbii hadisənin karbon qazı, azot və neft buxarları, bataqlıq qazı ilə qarışdığı ortaya çıxdı.
Sənaye və mədən texnologiyasının inkişafı ilə insanlar sərbəst buraxılan metandan necə istifadə etməyi öyrəndilər. İlk belə bitki Pensilvaniyada ortaya çıxdı. Bataqlıq qazı davamlı olaraq əmələ gəlməsi ilə xarakterizə olunur, onu istənilən bataqlıqda və ya gölməçədə tapmaq olar. Çox vaxt lillərə çubuqla toxunmaq kifayətdir. Bundan sonra qaz qabarcıqları suyun səthinə çıxır.
Bataqlıq qaz bazası
Bakteriyalar təbii qazın (metanın) əsas komponentini əmələ gətirir. Onlara görə bitki lifinin fermentasiyası başlayır, metan meydana gəlməsinə kömək edir. Ən təmiz metanın Abşeron və Kerç yarımadalarının palçıq vulkanları üçün xarakterik olduğu güman edilir.
Bundan əlavə, duz yataqlarında, bulaqlarda və fumarollarda - vulkanların ətəyində yerləşən çuxurlarda və çatlarda baş verir. Metan insan bağırsağında olur. Tərkibində bəzi heyvanların ekshalasiya məhsulları var. Bu maddənin ilk yazılı sübutlarından biri qaz halında yanan birləşmələrdən bəhs edən qədim yazıçı Plininin yazıları hesab edilə bilər.
Partlayıcılıq
Ən çox bataqlıq qazıdağıdıcı xüsusiyyətləri ilə tanınır. Hava ilə qarışıqda alovlandıqda, partlayışa səbəb olur. Bunun səbəbi metanın xüsusiyyətləridir. Uzun müddət bataqlıq qazı və buna bənzər birləşmələrin partlaması baş verənləri xurafatlarla izah edən insanları dəhşətə gətirdi. Anomaliyanın səbəbləri yalnız bu fenomenin elmi tədqiqindən sonra aydın oldu.
Bataqlıq qazı, metan və digər partlayıcı birləşmələr insanları Davy lampasını icad etməyə sövq etdi. Həm bataqlıqlarda, həm də kömür mədənlərində istifadə olunmağa başladı. Bu lampada yanma məhsulları xüsusi bir şəbəkədən istifadə edərək çıxarıldı, bunun sayəsində yanan qaz qarışığının alovlanma ehtimalı istisna edildi.
Kəşf tarixçəsi
İtalyan alimi Alesandro Volta bataqlıq qazının (metanın) tədqiqinə böyük töhfə vermişdir. 1776-cı ildə o, bu maddənin hidrogendən fərqli olduğunu sübut etdi, çünki onun yanması üçün iki dəfə çox oksigen lazımdır. Bundan əlavə, Volta bataqlıq qazının karbon turşusu mənbəyi olduğunu müəyyən etmişdir.
İtalyan Maggiore gölü yaxınlığında İsveçrə və İtaliya sərhəddində metan aşkar edib. Alim üçün ilham amerikalı alim və siyasətçi Benjamin Franklinin “yanan hava” fenomeni haqqında məqaləsi olub. Volta ilk dəfə bataqlığın buraxdığı qazı toplayaraq metan əldə etdi.
Araşdırma davam edir
Təbiət hadisəsinin digər mühüm tədqiqatçıları fransız kimyaçısı Klod Bertolet və ingilis kimyaçısı Uilyam Henri idi. Onlardan sonuncusu 1805-ci ildə bataqlıq qazının tərkibini təyin etdi və onu etilendən fərqləndirdi (beləlikləneft qazı adlanır).
Partlayıcının sirri onun əsas komponentində - metanda gizlənirdi. O, yüngül karbohidrogen qazı kimi müəyyən edilmişdir (ağır karbohidrogen qazı etilendən fərqli olaraq). Zamanla başqa bir termin quruldu - metil hidrogen. Henrinin tədqiqatını Con D alton və Jens Jakob Berzelius davam etdirib.
1813-cü ildə ingilis kimyaçısı və geoloqu Humphrey Davy yanğın nəmini analiz etdi və bu maddənin metan, karbon anhidrid və azot qarışığı olduğu qənaətinə gəldi. Beləliklə, mədənlərdə buraxılan yanar qarışığın bataqlıqlardakı oxşar qarışıqla eyni olduğu sübut edildi.
Ekoloji təsir
Bataqlıq qazına xas olan metan müəyyən kimyəvi reaksiyalar nəticəsində yaranır. Əvvəla, bu, üzvi maddələrin (məsələn, torf və ya ağacın) quru distilləsidir. Kimyəvi cəhətdən təmiz metan sink metilin su ilə parçalanmasından əldə edilir (sink oksidi alınır). Bu gün bu maddə istixana effektinin formalaşmasında iştirak etdiyi üçün bir çox ekoloqun diqqətini çəkir. Bu, Yer atmosferində metanın toplanması ilə bağlıdır. Bataqlıq qazı spektrin infraqırmızı bölgəsində istilik radiasiyasını udur. Bu parametrdə o, təmiz karbon qazından sonra ikinci yerdədir. Ekoloqlar metanın istixana effektinin güclənməsinə verdiyi töhfəni təxminən 30% qiymətləndirirlər.
Bataqlıq qazının xüsusiyyətləri, tərkibi, kimyəvi formulu bu gün onun planetimizin atmosferinə təsirinin öyrənilməsi çərçivəsində öyrənilir. Təbiətin özü tərəfindən istehsal olunan təbii miqdarlarda belə deyildiistixana effektinin səbəbi kimi təhlükəlidir. Lakin problem ondadır ki, insanların özlərinin günahı ucbatından atmosferə böyük miqdarda metan daxil olur. Bataqlıq qazının analoqu müxtəlif müəssisələrdə istehsal olunur. Bu sözdə abiogen metandır. Bataqlıqlarda baş verən biogen hesab olunur, yəni üzvi maddələrin çevrilməsi nəticəsində yaranır.
Metanogenez
Metan biosintezinə (və buna görə də bataqlıq qazının yaranmasına) metanogenez də deyilir. Arxeal bakteriyalar bu prosesdə iştirak edir. Onlar aerobdur, yəni oksigensiz həyat üçün enerji əldə edə bilirlər. Arxeylərin membran orqanoidləri və nüvəsi yoxdur.
Bakteriyalar bir karbonlu birləşmələri karbon spirtləri və bir karbonlu birləşmələrlə azaldaraq metan yaradır. Başqa bir yol, asetatın qeyri-mütənasibliyidir. Bakteriyalar tərəfindən istehsal olunan enerji ATP sintaza fermentləri tərəfindən çevrilir. Metanogenezdə müxtəlif molekullar iştirak edir: kofermentlər, metanofuran, tetrahidrometanopterin və s.
Metanogenlər
Elm bataqlıq qazının əsasını yarada bilən arxeylərin 17 cinsi və 50 növünü bilir. Onlar ibtidai çoxhüceyrəli koloniyalar əmələ gətirirlər. Belə arxelərin ən çox öyrənilmiş genomu Methanosarcina acetivoransdır. Onlar asetat kinaz və fosfotransasetilaz fermentlərindən istifadə edərək karbonmonoksiti asetatlara və metana çevirirlər. Qədim dövrlərdə bu arxeylərin tioeterə çevrilə biləcəyinə dair bir nəzəriyyə də var, bir şərtlə ki, yüksəkdəmir sulfid konsentrasiyası.
Meşə yanğınlarının səbəbi
Kifayət qədər emissiya və konsentrasiya ilə alovlanan bataqlıq qazı böyük təbii torf və meşə yanğınına səbəb ola bilər. Bu gün bu cür hadisələrlə mübarizənin bütöv bir kompleksi var. Xüsusi xidmət orqanları ən çox bataqlıq olan ərazilərdə qaz monitorinqini həyata keçirir. Onlar potensial təhlükəli qazın komponentlərinin nisbətinin qarşısının alınmasına və kəmiyyət nəzarətinə cavabdehdirlər.
Məsələn, Moskva vilayətinin ən bataqlıq yerlərindən biri şərqdəki Şaturski rayonudur. Onun su anbarlarında çoxlu balıqlar (xərçənglər, perches, gobies, sazanlar, pikes, sazan), tritonlar, qurbağalar, ilanlar, ondatralar, quşlar (qaralar, qarğalar, ördəklər) var. Bütün bu heyvanların sümüklərində fosfor var. Bakteriyalar tərəfindən emal olunur, bundan sonra bir neçə başqa maddə görünür. Bunlar difosfin və fosfindir. Onlar özbaşına yanmanın zəncirvari reaksiyasının əsas təşəbbüskarlarıdır. Bu şəkildə başlayan yanğınlar ciddi ekoloji problemdir. Bataqlıqlardakı yanğınlardan təkcə meşələr deyil, torf bataqlıqları da yanır. Yanğın onların dərinliyinə yayıla bilər. Belə torf torpaqları illərlə yana bilər.
Dünyadakı bütün bataqlıqların təxminən üçdə ikisi Rusiyada cəmləşib. Onlara ölkənin Avropa hissəsinin mərkəzində, Qərbi Sibirdə və Kamçatkada rast gəlinir. Rusiyada bataqlıqların ümumi sahəsi təxminən 340 milyon hektardır, onlardan 210-u meşə örtüyü ilə örtülmüşdür. Qazın çox hissəsi yayda istehsal olunur. Belə bir dövrdə bir hektar sahəyə gündə təxminən iki kiloqram metan buraxıla bilər.
Oksigen və xlorla qarşılıqlı əlaqə
Kimyəvi formulu CH4 olan təbii bataqlıq qazı güclə parlayan solğun alovla yanır. Onunla ən güclü partlayış 7-8 həcmli hava və 2 həcm oksigen olan qarışıqda alovlandıqda baş verir. Qaz suda azca həll olunur (spirtdən fərqli olaraq). Yalnız halogenlərlə reaksiya verir.
Xlorla qarşılıqlı əlaqədə olduqda bataqlıq qazı metilxlorid CH3Cl əmələ gətirir. Bu maddə laboratoriya şəraitində əldə edilir. Bunun üçün xlorid qazı metil spirti və ərimiş sink xloridin qaynar məhluluna keçir. Nəticə şirin dadı olan xoş efir qoxusu ilə xarakterizə olunan rəngsiz qazdır. Güclü təzyiq və ya soyutma altında maye halına gəlir.
Halojenlərlə istifadə və reaksiyalar
Düsulu və yanacaq kimi istifadəsi məktəb proqramında öyrənilən metan (bataqlıq qazı) halogenlərlə aktiv şəkildə qarşılıqlı əlaqədə olur. Bu maddələrlə əvəzedici reaksiyalar nəticəsində aşağıdakı birləşmələr əmələ gəlir: bromid, xlorid, flüorid və metilen flüorid. Onlardan sonuncusu ilk dəfə rus kimyaçısı Aleksandr Butlerov tərəfindən əldə edilmişdir. Metilen yodid yüksək refraktiv sarımtıl mayedir. Onun qaynama nöqtəsi 180 °C-dir.
Tamamilə halogenlərlə əvəzlənən bataqlıq qazının adı nədir? Bu karbon tetrakloriddir. 1839-cu ildə fransız kimyaçısı Henri Regnault tərəfindən kəşf edilmişdir. Bu, xarakterik ədviyyatlı bir qoxu olan bir mayedir. Anestezik təsirə malikdir. Başqa bir oxşar maddəkarbon tetrabromid. Dəniz bitkilərinin külündən alınır.
Sağlamlıq təhlükəsi
Bataqlıq metanının özü fizioloji cəhətdən zərərsizdir. Zəhərli olmayan parafin karbohidrogenlərinə aiddir. Bu qrup maddələr kimyəvi inertlik və qan plazmasında zəif həllolma ilə xarakterizə olunur. Bataqlıq qazının yüksək konsentrasiyası olan hava, insanı yalnız oksigen olmadıqda öldürə bilər.
Boğulma (asfiksiya) ilkin əlamətləri metan miqdarı 30%-dən yuxarı olduqda görünür. Bu zaman tənəffüsün həcmi artır, nəbz sürətlənir, əzələ hərəkətlərinin koordinasiyası pozulur. Amma belə halların baş vermə ehtimalı son dərəcə azdır. Məsələ burasındadır ki, metan havadan yüngüldür və bu, onun həddindən artıq nisbətdə yığılmasının qarşısını alır.
Eyni zamanda, tədqiqatçılar bataqlıq qazının insan psixikasına təsirini dietil efirin təsiri ilə eyniləşdirirlər. Bənzər bir təsir narkotiklə eyniləşdirilə bilər. Uzun müddət metan konsentrasiyası yüksək olan mədənlərdə işləyən insanlarda vegetativ sinir sistemində dəyişikliklər (hipotenziya, müsbət okulokardial refleks və s.) müşahidə edilə bilər.
