甲烷是什么？

【專家解說】：甲烷在自然界分布很廣，是天然氣、沼氣、坑氣及煤氣的主要成分之一。它可用作燃料及制造氫氣、碳黑、一氧化碳、乙炔、氫氰酸及甲醛等物質(zhì)的原料。 [編輯本段]自然界中的甲烷 據(jù)德國核物理研究所的科學家經(jīng)過試驗發(fā)現(xiàn)，植物和落葉都產(chǎn)生甲烷，而生成量隨著溫度和日照的增強而增加。另外，植物產(chǎn)生的甲烷是腐爛植物的10到100倍。他們經(jīng)過估算認為，植物每年產(chǎn)生的甲烷占到世界甲烷生成量的10％到30％。 行星中發(fā)現(xiàn)甲烷據(jù)國外媒體報道，美國天文學家19日宣布，他們首次在太陽系外一顆行星的大氣中發(fā)現(xiàn)了甲烷，這是科學家首次在太陽系外行星探測到有機分子，從而增加了確認太陽系外存在生命的希望。該小組還證實了先前的猜測，即這顆名叫HD189733b的行星的大氣中有水。 甲烷是創(chuàng)造適合生命存在的條件中，扮演重要角色的有機分子。美國宇航局噴氣推進實驗室的天文學家，利用繞軌運行的“哈勃”太空望遠鏡得到了一張HD189733b行星大氣的紅外線分光鏡圖譜，并發(fā)現(xiàn)了其中的甲烷痕跡，相關發(fā)現(xiàn)刊登在3月20日出版的英國《自然》雜志上。 行星HD189733b位于狐貍座，距地球63光年，是一類叫做“熱木星”大行星，其表面灼熱，不可能存在液態(tài)水。HD189733b圍繞其恒星轉一圈只需兩天。由于距離恒星太近，這顆行星表面溫度高達900攝氏度(1650華氏度)，足以把銀子熔化。 不過，值得注意的是探測到甲烷。這種方法可以沿用到環(huán)繞所謂的“可居住區(qū)”(GoldilocksZone)中溫度較低的恒星運轉的其它行星，“可居住區(qū)”不冷也不熱，正好適合孕育生命。 噴氣推進實驗室領導這項研究的馬克-斯萬說：“這對最終辨別在可能存在生命的行星上生命起源前的分子是一塊至關重要的墊腳石。這一發(fā)現(xiàn)證明，光譜學最終可以應用到一顆溫度更低、可能適合居住、圍繞更暗淡的紅色侏儒型恒星運行的類地行星上?！?自13年前探測到第一顆系外行星以來，天文學家已在太陽系外發(fā)現(xiàn)了270多顆行星。盡管行星的數(shù)量在穩(wěn)步增長，但對其化學成分的詳情知之甚少，而這正是確認是否存在生命的關鍵所在。 去年5月的一天，斯萬的小組利用“哈勃”攜帶的強大的NICMOS光譜照相機拍下HD189733b從其恒星和地球之間直線穿過時的照片。來自那顆恒星的光經(jīng)過HD189733b的大氣，帶來泄露實情的化學成分痕跡，但主要的任務是在一堆波長中發(fā)現(xiàn)了這些針。這些觀測結果還證實了水分子的存在，美國宇航局的“斯皮策”太空望遠鏡先前曾提到過這一點。 亞利桑那大學行星科學家亞當-肖曼在一篇評論中表示，這一成果朝著了解系外行星邁進了一大步。如今，“哈勃”和“斯皮策”太空望遠鏡已逐漸老去，但新一代更強大的軌道平臺正在構建之中。肖曼在《自然》雜志上說：“我們現(xiàn)在看到了一場革命的開始，這場革命將拓寬人類有關太陽系外行星世界的知識?！?[編輯本段]物質(zhì)的理化常數(shù) 化學品中文名稱：甲烷 英文名稱methane；Marshgas 中文名稱2：沼氣 英文名稱2：Marshgas 技術說明書編碼：51 馬來文metana CASNo.：74-82-8 分子式：CH4 分子量：16.04 有害物成分含量：甲烷 國標編號21007 最簡單的有機化合物 分類：有機物 分子式CH4 結構式 C—H鍵能413kJ/mol H—C—H鍵角109°28′ 外觀與性狀無色無臭氣體 分子結構：甲烷分子是正四面體形分子、非極性分子。 晶體類型：分子晶體（sp3雜化） 分子量16.04 蒸汽壓53.32kPa/-168.8℃ 閃點：-188℃ 熔點-182.5℃ 沸點：-161.5℃ 溶解性難溶于水，溶于醇、乙醚 密度相對密度(水=1)0.42(-164℃) 相對蒸氣密度(空氣=1)：0.55 穩(wěn)定性化學性質(zhì)相當穩(wěn)定，跟強酸（如H2SO4、HCl）、強堿（如NaOH）或強氧化劑（如KMnO4）等一般不起反應。在適當條件下會發(fā)生氧化、熱解及鹵代等反應。 飽和蒸氣壓(kPa)：53.32(-168.8℃) 燃燒熱890kj/mol總發(fā)熱量55900kJ/kg(40020kJ/m3),，凈熱值50200kJ/kg（35900kJ/m3） 臨界溫度(℃)：-82.6 臨界壓力(MPa)：4.59 爆炸上限%(V/V)：15 爆炸下限%(V/V)：5.3 閃點(℃)：-188 引燃溫度(℃)：538 主要用途：用作燃料和用于炭黑、氫、乙炔、甲醛等的制造。 危險標記4(易燃液體) 主要成分：純品 外觀與性狀：無色無臭氣體。 禁配物：強氧化劑、氟、氯 補充:甲烷的分子直徑是0.414nm。 [編輯本段]對環(huán)境的影響 健康危害 侵入途徑：吸入。 健康危害：甲烷對人基本無毒，但濃度過高時，使空氣中氧含量明顯降低，使人窒息。當空氣中甲烷達25%-30%時，可引起頭痛、頭暈、乏力、注意力不集中、呼吸和心跳加速、共濟失調(diào)。若不及時脫離，可致窒息死亡。皮膚接觸液化本品，可致凍傷。 毒理學資料及環(huán)境行為 毒性：屬微毒類。允許氣體安全地擴散到大氣中或當作燃料使用。有單純性窒息作用，在高濃度時因缺氧窒息而引起中毒?？諝庵羞_到25～30%出現(xiàn)頭昏、呼吸加速、運動失調(diào)。 急性毒性：小鼠吸入42%濃度×60分鐘，麻醉作用；兔吸入42%濃度×60分鐘，麻醉作用。 危險特性：易燃，與空氣混合能形成爆炸性混合物，遇熱源和明火有燃燒爆炸的危險。與五氧化溴、氯氣、次氯酸、三氟化氮、液氧、二氟化氧及其它強氧化劑接觸反應劇烈。 燃燒(分解)產(chǎn)物：一氧化碳、二氧化碳和水。 [編輯本段]實驗室監(jiān)測方法 氣相色譜法《空氣中有害物質(zhì)的測定方法》(第二版)，杭士平編 可燃溶劑所顯色法；容量分析法《水和廢水標準檢驗法》第20版(美) [編輯本段]環(huán)境標準 職業(yè)接觸限值 中國MAC(mg/m3)：未制定標準 前蘇聯(lián)MAC(mg/m3)：300 美國車間衛(wèi)生標準窒息性氣體 TLVTN：ACGIH窒息性氣體 TLVWN：未制定標準 [編輯本段]應急處理處置方法 泄漏應急處理 迅速撤離泄漏污染區(qū)人員至上風處，并進行隔離，嚴格限制出入。切斷火源。建議應急處理人員戴自給正壓式呼吸器，穿消防防護服。盡可能切斷泄漏源。合理通風，加速擴散。噴霧狀水稀釋、溶解。構筑圍堤或挖坑收容產(chǎn)生的大量廢水。如有可能，將漏出氣用排風機送至空曠地方或裝設適當噴頭燒掉。也可以將漏氣的容器移至空曠處，注意通風。漏氣容器要妥善處理，修復、檢驗后再用。 防護措施 呼吸系統(tǒng)防護：一般不需要特殊防護，但建議特殊情況下，佩帶自吸過濾式防毒面具(半面罩)。 眼睛防護：一般不需要特別防護，高濃度接觸時可戴安全防護眼鏡。 身體防護：穿防靜電工作服。 手防護：戴一般作業(yè)防護手套。 其它：工作現(xiàn)場嚴禁吸煙。避免長期反復接觸。進入罐、限制性空間或其它高濃度區(qū)作業(yè)，須有人監(jiān)護。 急救措施 皮膚接觸：若有凍傷，就醫(yī)治療。 眼睛接觸： 吸入：迅速脫離現(xiàn)場至空氣新鮮處。保持呼吸道通暢。如呼吸困難，給輸氧。如呼吸停止，立即進行人工呼吸。就醫(yī)。 滅火方法：切斷氣源。若不能立即切斷氣源，則不允許熄滅正在燃燒的氣體。噴水冷卻容器，可能的話將容器從火場移至空曠處。滅火劑：霧狀水、泡沫、二氧化碳、干粉 環(huán)境危害 燃爆危險：本品易燃，具窒息性。 有害燃燒產(chǎn)物：一氧化碳、二氧化碳。 [編輯本段]操作處置與儲存運輸 操作注意事項： 密閉操作，全面通風。操作人員必須經(jīng)過專門培訓，嚴格遵守操作規(guī)程。遠離火種、熱源，工作場所嚴禁吸煙。使用防爆型的通風系統(tǒng)和設備。防止氣體泄漏到工作場所空氣中。避免與氧化劑接觸。在傳送過程中，鋼瓶和容器必須接地和跨接，防止產(chǎn)生靜電。搬運時輕裝輕卸，防止鋼瓶及附件破損。配備相應品種和數(shù)量的消防器材及泄漏應急處理設備。 儲存注意事項： 儲存于陰涼、通風的庫房。遠離火種、熱源。庫溫不宜超過30℃。應與氧化劑等分開存放，切忌混儲。采用防爆型照明、通風設施。禁止使用易產(chǎn)生火花的機械設備和工具。儲區(qū)應備有泄漏應急處理設備。 工程控制：生產(chǎn)過程密閉，全面通風。 其它有害作用：該物質(zhì)對環(huán)境可能有危害，對魚類和水體要給予特別注意。還應特別注意對地表水、土壤、大氣和飲用水的污染。 廢棄處置 廢棄處置方法：處置前應參閱國家和地方有關法規(guī)。建議用焚燒法處置。 運輸信息 危險貨物編號：21007 UN編號：1971 包裝標志： 包裝類別：O52 包裝方法：鋼質(zhì)氣瓶。 運輸注意事項：采用剛瓶運輸時必須戴好鋼瓶上的安全帽。鋼瓶一般平放，并應將瓶口朝同一方向，不可交叉；高度不得超過車輛的防護欄板，并用三角木墊卡牢，防止?jié)L動。運輸時運輸車輛應配備相應品種和數(shù)量的消防器材。裝運該物品的車輛排氣管必須配備阻火裝置，禁止使用易產(chǎn)生火花的機械設備和工具裝卸。嚴禁與氧化劑等混裝混運。夏季應早晚運輸，防止日光曝曬。中途停留時應遠離火種、熱源。公路運輸時要按規(guī)定路線行駛，勿在居民區(qū)和人口稠密區(qū)停留。鐵路運輸時要禁止溜放。 [編輯本段]法規(guī)信息 化學危險物品安全管理條例(1987年2月17日國務院發(fā)布)，化學危險物品安全管理條例實施細則(化勞發(fā)[1992]677號)，工作場所安全使用化學品規(guī)定([1996]勞部發(fā)423號)等法規(guī)，針對化學危險品的安全使用、生產(chǎn)、儲存、運輸、裝卸等方面均作了相應規(guī)定；常用危險化學品的分類及標志(GB13690-92)將該物質(zhì)劃為第2.1類易燃氣體。 [編輯本段]甲烷——21世紀的主要能源 甲烷是一種可燃性氣體，而且可以人工制造，所以，在石油用完之后，甲烷將會成為重要的能源。 甲烷人工制法： 1、甲烷菌分解法 將有機質(zhì)放入沼氣池中，控制好溫度和濕度，甲烷菌迅速繁殖，將有機質(zhì)分解成甲烷、二氧化碳、氫、硫化氫、一氧化碳等，其中甲烷占60%-70%。經(jīng)過低溫液化，將甲烷提出，可制得廉價的甲烷 2、合成法 將二氧化碳與氫在催化劑作用下，生成甲烷和氧，再提純。 CO2+2H2=CH4+O2 將碳蒸汽直接與氫反應，同樣可制得高純的甲烷。