За якої температури можливе горіння метану?

За якої температури можливе горіння метану?

Метан (CH₄) - це хімічна газоподібна сполука сімейства алканів. Атоми вуглецю з 'єднані між собою простими зв' язками і насичені атомами водню. Газ нетоксичний, не визначається його наявність за запахом. Горіння метану відбувається при взаємодії з окислювачем, в якості якого виступає кисень.

Реакція горіння за участю кисню

Метан виділяється при розробці шахти з пласта гірських порід. Відстежити його концентрацію без відповідного обладнання неможливо, тому поблизу копалень не можна використовувати відкрите полум 'я. Займання супроводжується підвищеною тепловіддачею і різким збільшенням температури. Реакція горіння метану відбувається з виділенням великої кількості парів води і двоокису вуглецю, а також азоту і надлишкового кисню. Надлишок кисню утворюється тільки в тих випадках, коли його обсяг перевищує необхідну для повного згоряння кількість.


Залишки окислювача не використовуються в хімічній реакції і виділяються з продуктами згоряння. Горіння метану можливе при його концентрації 5-15%. При неповній реакції утворюється також сажа і важкі вуглеводні. Як викопне паливо використовують природний газ. У ньому міститься 95% метану. Вуглець, присутній у газі, згорає повністю. При цьому не утворюються продукти згоряння, або їх кількість мінімальна.

Особливості згоряння метану

Метан може виділятися з пластів гірських порід постійно або короткочасно. Короткочасна поява являє собою викид із зони скупчення при виникненні тріщин і розломів в пласті. Крім виділення газу, відбувається викид вугілля і уламків гірських порід. Короткочасне виділення газу небезпечно для життя людини через швидке збільшення її кількості, яка при досягненні в метаноповітряній суміші концентрації метану 5% призводить до вибуху.

Для повного згоряння кожного 1 м3 газу в умовах топки знадобиться близько 2 м3 кисню. Взаємодія з окислювачем допускається в умовах атмосферного повітря. Якщо обсяг кисню становить 21%, то для повного згоряння потрібно 4,76 разів більше атмосферного повітря, ніж чистого кисню. Процес горіння метану вимагає постійного контролю надходження кисню в топку. Для цього відбирають проби продуктів горіння на визначення їх складу у відсотковому співвідношенні.

Визначення ступеня згоряння газу

При повному згорянні у відпрацьованих газах міститься велика кількість діоксиду вуглецю і вільного вуглецю, при цьому обсяг оксиду вуглецю прагне до нуля. Неповна реакція, навпаки, супроводжується виділенням СО2 у великому обсязі і нульовою кількістю діоксиду вуглецю.

Для перевірки ступеня згоряння природного газу проводять спеціальний тест. Фарфорову чашку від тіля підносять до полум 'я. При повній реакції на поверхні судини не утворюється кіптява. Відсутність коптячого полум 'я - свідчення якісного згоряння природного газу.

При якій температурі горить метан?

Спалювання метану використовується для отримання теплової енергії. Ця хімічна сполука є вибухонебезпечною. При попаданні в зону відкритого полум 'я воно вибухає, але в умовах звичайної температури навіть при достатній концентрації газу в повітрі горіння не відбувається. Температура горіння метану становить 537 ºС при самозайманні, 187 ºС - при спалаху. Займання з вибухом можливе, якщо його концентрація сягає не менш ніж 5%. Горіння метану відбувається при концентрації його від 14%, вибух не відбувається. Температура плавлення цієї хімічної сполуки становить 182-С.


Цікавий факт! Вчені виявили наявність покладів гідрату метану на океанічному шельфі Карського моря в місцях вічної мерзлоти. Ця речовина зовні схожа на утрамбований сніг. Воно являє собою з 'єднання води з метаном. Гідрат метану абсолютно інертний при постійній температурі, але здатний займатися при її підвищенні. При зміні тиску хімічна сполука розпадається на воду і метан. З 1 см3 гідрату метану утворюється 180 см3 чистого газу.