Μεθάνιο: Διαφορά μεταξύ των αναθεωρήσεων
Περιεχόμενο που διαγράφηκε Περιεχόμενο που προστέθηκε
Γραμμή 398:
# Η [[αλογόνα|αλογόνωσή]] του.
Γενικά, οι αντιδράσεις του μεθανίου είναι τέτοιας φύσης (με μηχανισμούς ελευθέρων ριζών), ώστε είναι δύσκολο να ελεγχθούν, τουλάχιστον όσων αφορά τη συμπαραγωγή όχι καλά προβλεπόμενων και επιθυμητών παραπροϊόντων.
=== Εκλεκτική οξείδωση ===
Η μερική οξείδωση του μεθανίου σε [[μεθανόλη]] (CH<sub>3</sub>OH) είναι μια πρόκληση, γιατί κανονικά η διεργασία της οξείδωσης του μεθανίου τείνει να δώσει τα τελικά προϊόντα της, δηλαδή [[διοξείδιο του άνθρακα]] (CO<sub>2</sub>) και [[νερό]] (H<sub>2</sub>O), ακόμη και όταν υπάρχει σχετική έλλειψη οξυγόνου. Υπάρχει όμως το [[ένζυμο]] [[μονοξυγενάση του μεθανίου]], που μπορεί να παράξει [[βιοχημεία|βιοχημικά]] μεθανόλη από μεθάνιο, αλλά (προς το παρόν τουλάχιστον) δεν μπορεί να χρησιμοποιηθεί για παραγωγή [[βιομηχανία|βιομηχανικής κλίμακας]]<ref>Baik, Mu-Hyun; Newcomb, Martin; Friesner, Richard A.; Lippard, Stephen J. (2003). "Mechanistic Studies on the Hydroxylation of Methane by Methane Monooxygenase". Chemical Reviews 103 (6): 2385–419. doi:10.1021/cr950244f. PMID 12797835.</ref>. Επιπλέον, έχουν αναπτυχθεί κάποια καταλυτικά συστήματα, τόσο ομογενή όσο και ετερογενή, αλλά ακόμη όλα τους έχουν σημαντικά μειονεκτήματα. Αυτά γενικά λειτουργούν παράγοντας προστατευμένα προϊόντα μερικής οξείδωσης του μεθανίου, με την έννοια ότι παρεμποδίζεται η υπεροξείδωσή τους. Παραδείγματα τέτοιων συστημάτων αποτελούν το σύστημα Καταλύτικα ( ''Catalytica system''), οι ζεόλιθοι χαλκού και οι ζεόλιθοι σιδήρου που σταθεροποιούν την περιοχή γύρω από το προσωρινά σχηματιζόμενο ενεργό [[α-οξυγόνο]].<ref>{{Cite journal|last=Snyder|first=Benjamin E. R.|last2=Bols|first2=Max L.|last3=Schoonheydt|first3=Robert A.|last4=Sels|first4=Bert F.|last5=Solomon|first5=Edward I.|date=2017-12-19|title=Iron and Copper Active Sites in Zeolites and Their Correlation to Metalloenzymes|journal=Chemical Reviews|language=en|volume=118|issue=5|pages=2718–2768|doi=10.1021/acs.chemrev.7b00344|pmid=29256242|issn=0009-2665}}</ref>
Μια ομάδα [[Βακτήριο|βακτηρίων]] καθοδηγούν την οξείδωση του μεθανίου, χρησιμοποιώντας [[Νιτρώδες ανιόν|νιτρώδη ανιόντα]] (NO<sub>2</sub><sup>–</sup>) ως οξειδωτικό μέσο, απουσία οξυγόνου, προκαλώντας έτσι [[αναεροβική οξείδωση του μεθανίου]].<ref>{{cite book|title=Sustaining Life on Planet Earth: Metalloenzymes Mastering Dioxygen and Other Chewy Gases|first1=Joachim|last1=Reimann|first2=Mike S.M.|last2=Jetten|publisher=Springer|isbn=978-3-319-12414-8|year=2015|chapter=Chapter 7 ''Metal Enzymes in “Impossible” Microorganisms Catalyzing the Anaerobic Oxidation of Ammonium and Methane''|editor=Peter M.H. Kroneck and Martha E. Sosa Torres|series=Metal Ions in Life Sciences|volume=15|pages=257–313|first3=Jan T.|last3=Keltjens|doi=10.1007/978-3-319-12415-5_7|pmid=25707470}}</ref>
=== Οξεοβασική συμπεριφορά ===
Γραμμή 411 ⟶ 416 :
Παρόλη την ισχύ των τεσσάρων (4) [[Δεσμός άνθρακα - υδρογόνου|δεσμών C-H]] που διαθέτει, υπάρχει έντονο (ερευνητικό) ενδιαφέρον για ενεργοποίηση των δεσμών αυτών στο μεθάνιο και τα άλλα ελαφρά αλκάνια<ref>Bernskoetter, W. H.; Schauer, C. K.; Goldberg, K. I.; Brookhart, M. (2009). "Characterization of a Rhodium(I) σ-Methane Complex in Solution". Science 326 (5952): 553–6. Bibcode:2009Sci...326..553B. doi:10.1126/science.1177485. PMID 19900892.</ref>.
[[Εικόνα:Methane combustion.jpg|3-D αναπαράσταση καύσης CH<sub>4</sub></div>|center]]
To μεθάνιο αντιδρά με οξυγόνο και καίγεται παράγοντας γαλαζωπή φλόγα υψηλής θερμοκρασίας. Η [[θερμότητα καύσης]] του μεθανίου είναι 55,5 MJ/kg<ref>[http://people.hofstra.edu/geotrans/eng/ch8en/conc8en/energycontent.html Energy Content of some Combustibles (in MJ/kg)<!-- Bot generated title -->]</ref>. H [[καύση]] του μεθανίου είναι στην πραγματικότητα μια σύνθετη [[χημική αντίδραση]], είναι δηλαδή το συνολικό αποτέλεσμα πολλών απλούστερων αντιδράσεων. Πιο συγκεκριμένα, οι στοιχειομετρικές εξισώσεις των επιμέρους αντιδράσεων της καύσης μεθανίου είναι οι ακόλουθες:
Γραμμή 432 ⟶ 435 :
Σε αέρια κατάσταση είναι εύφλεκτο μόνο σε ένα μικρό εύρος συγκεντρώσεων (5–15%) στον ατμοσφαιρικό αέρα. Το υγροποιημένο μεθάνιο δεν καίγεται παρά μόνο κάτω από υψηλή πίεση (4 - 5 ατμόσφαιρες)<ref>http://books.google.com/books?id=WFefWAq1Sh0C&pg=PA102|page=102|title=Methane Gas Hydrate|author=Ayhan Demirbas|publisher=Springer|year= 2010|isbn=1-84882-871-3</ref>.
Το μεθάνιο μπορεί να οξυγονωθεί [[κατάλυση|καταλυτικά]] σε μεθανάλη, εφόσον η τελευταία είναι ένα προϊόν μερικής καύσης του μεθανίου. Το πρόβλημα με αυτήν τη μέθοδο είναι ότι η ίδια η μεθανάλη είναι πιο εύφλεκτη από το μεθάνιο, οπότε είναι πολύ πιθανό η παραγώμενη μεθανάλη να οξειδωθεί πριν από το υπόλοιπο μεθάνιο<ref name=Ullmann>Günther Reuss, Walter Disteldorf, Armin Otto Gamer, Albrecht Hilt “Formaldehyde” in Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, 2002, Wiley-VCH, Weinheim.</ref>:
|