Усан сангийн ёроолоос ялгарах хий нь тааламжгүй үнэртэй намаг хий (өөр нэг ерөнхий нэр нь метан юм). Шинжлэх ухааны хувьд энэ нь формен буюу метил устөрөгч юм. Үүний ихэнх хэсэг нь метан (CH4)-аас бүрддэг. Мөн азот, аргон, устөрөгч, фосфин, нүүрстөрөгчийн давхар ислийг агуулж болно.
Гол онцлог
Стандарт найрлага, намгийн хийн химийн томъёо - энэ бүхэн нь хамгийн энгийн нүүрстөрөгчийн нэгдлүүдэд хамаарахыг тодорхой харуулж байна. Бусад бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг энэ элементийн эргэн тойронд бүлэглэв. Марш хий нь байгальд чөлөөт төлөвт нүүрстөрөгчийн давхар исэл эсвэл азотын холимог хэлбэрээр олддог. Энэ нь органик бодисын задралын үр дүнд үүсдэг. Дүрмээр бол эдгээр нь усан дор байгаа, агаарт нэвтрэх боломжгүй ургамал юм.
Нүүрсний уурхай бол шатамхай намгийн хий үүсдэг өөр газар юм. Энэ нь органик үлдэгдэл задралын дараа чулуулгийн дунд хуримтлагддаг. Олон тооны хоосон зай нь үүнд хувь нэмэр оруулдаг. Ийм хий нь санамсаргүй нүх гарч ирэхэд гадагшилдаг.
Боловсролын газрууд
Нэр нь тодорхойгүй хэдий ч намагт хий (эсвэл метан) бас ялгардаг.газрын тосны ордуудын ойролцоох шороон хагарал. Ийм анхны тохиолдол АНУ-д Аллеггений голын эрэг дээр, мөн Орост Каспийн бүс нутагт бүртгэгджээ. Энэ шалтгааны улмаас Баку хотод нууцлаг Баку галын тухай домог эрт дээр үеэс бий. Байгалийн үзэгдэл нь нүүрстөрөгчийн давхар исэл, азот, газрын тосны уур, намаг хийтэй холилдсон байна.
Аж үйлдвэр, уул уурхайн технологи хөгжихийн хэрээр хүмүүс ялгарч буй метаныг хэрхэн ашиглах талаар суралцсан. Эхний ийм ургамал Пенсильванид гарч ирэв. Намгийн хий нь тасралтгүй үүсдэг гэдгээрээ онцлог бөгөөд энэ нь ямар ч намаг, цөөрөмд байдаг. Ихэнхдээ лагийг саваагаар хүрэхэд л хангалттай. Үүний дараа хийн бөмбөлгүүд усны гадаргуу дээр хөвдөг.
Намаг хийн суурь
Бактери нь байгалийн хийн (метаны) үндсэн бүрэлдэхүүн хэсгийг бүрдүүлэхэд тусалдаг. Тэдгээрийн улмаас ургамлын эслэгийг исгэж эхэлдэг бөгөөд энэ нь метан үүсэхэд хувь нэмэр оруулдаг. Хамгийн цэвэр метан нь Апшерон болон Керчийн хойгийн шавар галт уулын шинж чанартай гэж үздэг.
Үүнээс гадна давсны орд, булаг шанд, фумаролууд - галт уулын бэлд байрлах нүх, хагарал зэрэгт тохиолддог. Метан нь хүний гэдэс дотор байдаг. Энэ нь зарим амьтдын амьсгалах бүтээгдэхүүнийг агуулдаг. Энэ бодисын анхны бичмэл нотлох баримтуудын нэг нь хийн шатамхай нэгдлүүдийг дурдсан эртний зохиолч Плиний зохиолууд гэж үзэж болно.
Тэсрэх чадвар
Ихэнх нь намгийн хийхор хөнөөлтэй шинж чанараараа алдартай. Агаартай холилдон гал авалцах үед энэ нь тэсрэлт үүсгэдэг. Үүний шалтгаан нь метаны шинж чанар юм. Намгийн хий болон түүнтэй төстэй нэгдлүүдийн дэлбэрэлт нь мухар сүсгээр юу болж байгааг тайлбарласан хүмүүсийг удаан хугацаанд айлгаж байв. Энэ үзэгдлийг шинжлэх ухааны үндэслэлтэй судалсны дараа л гажиг үүсэх шалтгаан тодорхой болсон.
Марш хий, метан болон бусад тэсрэх бодис нь хүмүүсийг Дэви чийдэнг зохион бүтээхэд түлхэц болсон. Үүнийг намаг, нүүрсний уурхайд ашиглаж эхэлсэн. Энэхүү дэнлүүнд шаталтын бүтээгдэхүүнийг тусгай сүлжээ ашиглан зайлуулсан бөгөөд үүний ачаар шатамхай хийн хольцыг асаах боломжийг хассан.
Нээлтийн түүх
Италийн эрдэмтэн Аллесандро Вольта намгийн хийг (метан) судлахад асар их хувь нэмэр оруулсан. 1776 онд тэрээр энэ бодисыг шатаахад хоёр дахин их хүчилтөрөгч шаардагддаг тул устөрөгчөөс ялгаатай болохыг баталжээ. Нэмж дурдахад, намгийн хий нь нүүрстөрөгчийн хүчлийн эх үүсвэр болохыг Вольта тогтоосон.
Итали хүн Швейцарь болон Италийн хил дээр Магжоре нуурын ойролцоо метан хийгджээ. Эрдэмтний урам зориг нь Америкийн эрдэмтэн, улс төрч Бенжамин Франклины "шатдаг агаар" хэмээх үзэгдлийн тухай өгүүлэл байв. Вольта намгаас ялгарах хийг цуглуулж метаныг анх гаргаж авсан.
Судалгаа үргэлжилж байна
Байгалийн үзэгдлийн бусад чухал судлаачид бол Францын химич Клод Бертолле, Британийн химич Уильям Хенри нар юм. Тэдний сүүлчийнх нь 1805 онд намгийн хийн найрлагыг тодорхойлж, этиленээс ялгаж чадсан.нефтийн хий гэж нэрлэдэг).
Тэсрэх бодисын нууц нь түүний гол бүрэлдэхүүн хэсэг болох метанд нуугдаж байсан. Энэ нь хөнгөн нүүрсустөрөгчийн хий (хүнд нүүрсустөрөгчийн этиленээс ялгаатай) гэж тодорхойлсон. Цаг хугацаа өнгөрөхөд өөр нэг нэр томъёо бий болсон - метил устөрөгч. Генригийн судалгааг Жон Далтон, Йенс Якоб Берзелиус нар үргэлжлүүлсэн.
1813 онд Английн химич, геологич Хамфри Дэви галын чийгэнд дүн шинжилгээ хийж, энэ бодис нь метан, нүүрстөрөгчийн ангидрид, азотын холимог гэж дүгнэжээ. Тиймээс уурхайд ялгарч буй шатамхай хольц нь намаг дахь ижил төстэй хольцтой адилхан болох нь батлагдсан.
Экологийн нөлөө
Намаггийн хийн шинж чанар, метан нь тодорхой химийн урвалын үр дүнд үүсдэг. Юуны өмнө энэ нь органик бодисыг (жишээлбэл, хүлэр эсвэл мод) хуурай нэрэх явдал юм. Химийн цэвэр метаныг цайрын метилийг усаар задлах замаар гаргаж авдаг (цайрын исэл үүсдэг). Өнөөдөр энэ бодис нь хүлэмжийн үр нөлөөг бий болгоход оролцдог тул олон байгаль орчны мэргэжилтнүүдийн анхаарлыг татдаг. Энэ нь дэлхийн агаар мандалд метан хуримтлагдсантай холбоотой юм. Намгийн хий нь спектрийн хэт улаан туяаны бүсэд дулааны цацрагийг шингээдэг. Энэ үзүүлэлтээр цэвэр нүүрстөрөгчийн давхар ислийн дараа хоёрдугаарт ордог. Хүлэмжийн үр нөлөөг сайжруулахад метан хийн оруулах хувь нэмрийг экологичид 30 орчим хувь гэж тооцдог.
Манай гарагийн агаар мандалд үзүүлэх нөлөөг судлах ажлын хүрээнд өнөөдөр намаг хийн шинж чанар, найрлага, химийн томъёог судалж байна. Байгаль өөрөө үйлдвэрлэсэн байгалийн тоо хэмжээний хувьд тийм биш байсанхүлэмжийн нөлөөллийн шалтгаан болох аюултай. Гэтэл хүмүүсийн өөрсдийнх нь буруугаас асар их хэмжээний метан агаар мандалд орж байгаад асуудал байгаа юм. Намаг хийн аналогийг янз бүрийн аж ахуйн нэгжүүдэд үйлдвэрлэдэг. Энэ бол абиоген метан гэж нэрлэгддэг. Намаг газарт тохиолддогийг биоген гэж үздэг, өөрөөр хэлбэл органик бодисын хувирлын үр дүнд үүсдэг.
Метаногенез
Метаны биосинтезийг (тиймээс намгийн хий үүсэхийг) мөн метаногенез гэж нэрлэдэг. Энэ үйл явцад архей бактери оролцдог. Тэд аэробик, өөрөөр хэлбэл хүчилтөрөгчгүйгээр амьдралынхаа эрчим хүчийг олж авах боломжтой. Археа нь мембран эрхтэн, цөмгүй.
Бактери нь нэг нүүрстөрөгчийн нэгдлүүдийг нүүрстөрөгчийн спирт болон нэг нүүрстөрөгчийн нэгдлээр багасгаж метан үүсгэдэг. Өөр нэг арга бол ацетатын тэнцвэргүй байдал юм. Бактерийн үйлдвэрлэсэн энерги нь ATP синтазын ферментээр өөрчлөгддөг. Метаногенезийн үйл явцад янз бүрийн молекулууд оролцдог: коэнзим, метанофуран, тетрагидрометаноптерин гэх мэт.
Метаноген
Шинжлэх ухаан нь намгийн хийн үндсийг үүсгэх чадвартай 17 төрөл зүйл, 50 зүйлийн археаг мэддэг. Тэд анхдагч олон эсийн колони үүсгэдэг. Ийм археагийн хамгийн их судлагдсан геном бол Methanosarcina acetivorans юм. Тэд нүүрстөрөгчийн дутуу ислийг ацетат киназа ба фосфотрацетилаза ферментийг ашиглан ацетат ба метан болгон хувиргадаг. Эрт дээр үед эдгээр археа нь өндөр температуртай байсан бол тиоэфир болж хувирах боломжтой гэсэн онол байдаг.төмрийн сульфидын концентраци.
Ой хээрийн түймрийн шалтгаан
Хангалттай ялгаруулалт, төвлөрөлтэй намгийн хий нь асаж, байгалийн их хэмжээний хүлэр, ойн түймэр үүсгэж болзошгүй. Өнөөдөр ийм үзэгдэлтэй тэмцэх бүхэл бүтэн цогцолбор байдаг. Тусгай албад хамгийн их намагтай газруудад хийн хяналтыг хийдэг. Тэд болзошгүй аюултай хийн бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн харьцааг урьдчилан сэргийлэх, тоон хянах үүрэгтэй.
Жишээ нь Москва мужийн хамгийн намгархаг газруудын нэг бол зүүн хэсгийн Шатурский дүүрэг юм. Түүний усан санд маш олон загас (загалмай, алгана, говь, мөрөг, цурхай, мөрөг), тритон, мэлхий, могой, хүдэр, шувууд (харга, гашуун, вад, нугас) байдаг. Эдгээр бүх амьтдын яс нь фосфор агуулдаг. Үүнийг бактери боловсруулж, дараа нь өөр хэд хэдэн бодис гарч ирдэг. Эдгээр нь дифосфин ба фосфин юм. Тэд аяндаа шаталтын гинжин урвалын гол санаачлагчид юм. Ийм маягаар гарсан түймэр бол байгаль орчны ноцтой асуудал юм. Намгийн түймрээс зөвхөн ой мод төдийгүй хүлэрт намаг шатаж байна. Гал нь тэдний гүнд тархаж болно. Ийм хүлэрт газар олон жилийн турш шатаж болно.
Дэлхийн нийт намаг газрын гуравны хоёр нь Орост төвлөрдөг. Тэд тус улсын Европын хэсэг, Баруун Сибирь, Камчаткийн төв хэсэгт байдаг. ОХУ-ын намаг газрын нийт талбай нь 340 сая га талбай бөгөөд үүний 210 нь ой модоор бүрхэгдсэн байдаг. Ихэнх хий нь зуны улиралд үйлдвэрлэгддэг. Ийм хугацаанд нэг га талбайд өдөрт хоёр ба хагас килограмм метан ялгарах боломжтой.
Хүчилтөрөгч ба хлортой харилцан үйлчлэл
Химийн томьёо нь CH4 гэсэн байгалийн намаг хий нь арай ядан гэрэлтэх цайвар дөлөөр шатдаг. Түүнтэй хамт хамгийн хүчтэй дэлбэрэлт нь 7-8 эзэлхүүнтэй агаар, 2 эзэлхүүн хүчилтөрөгч агуулсан холимогт гал авалцах үед тохиолддог. Хий нь усанд бага зэрэг уусдаг (архинаас ялгаатай). Энэ нь зөвхөн галогентэй урвалд ордог.
Хлортой харилцан үйлчлэхэд намгийн хий нь метил хлорид CH3Cl үүсгэдэг. Энэ бодисыг лабораторид олж авдаг. Үүнийг хийхийн тулд давсны хийг метилийн спирт, хайлсан цайрын хлоридын буцалж буй уусмал руу хийнэ. Үр дүн нь чихэрлэг амттай эфирийн тааламжтай үнэрээр тодорхойлогддог өнгөгүй хий юм. Хүчтэй даралт эсвэл хөргөлтийн дор энэ нь шингэн болж өтгөрдөг.
Галогенийн хэрэглээ ба урвал
Сургуулийн сургалтын хөтөлбөрт түлш болгон ашиглах томъёо, хэрэглээг судалдаг метан (намаг хий) нь галогентэй идэвхтэй харилцан үйлчилдэг. Эдгээр бодисуудтай орлуулах урвалын үр дүнд дараах нэгдлүүд үүсдэг: бромид, хлорид, фтор, метилен фторид. Тэдний сүүлчийнхийг Оросын химич Александр Бутлеров анх олж авсан. Метилен иодид нь хугарлын өндөр чадвартай шаргал өнгөтэй шингэн юм. Түүний буцлах цэг нь 180 °C.
Галогенээр бүрэн орлуулсан намгийн хийг юу гэж нэрлэдэг вэ? Энэ бол нүүрстөрөгчийн дөрвөн хлорид юм. Үүнийг 1839 онд Францын химич Анри Регно нээжээ. Энэ нь өвөрмөц халуун ногоотой үнэртэй шингэн юм. Энэ нь мэдээ алдуулах нөлөөтэй. Өөр нэг ижил төстэй бодиснүүрстөрөгчийн тетрабромид. Далайн ургамлын үнснээс гаргаж авдаг.
Эрүүл мэндэд аюултай
Намаг метан өөрөө физиологийн хувьд хоргүй. Энэ нь хоргүй парафин нүүрсустөрөгчид хамаардаг. Энэ бүлгийн бодисууд нь химийн идэвхгүй байдал, цусны сийвэн дэх уусах чадвар муутай байдаг. Намгийн хий ихтэй агаар нь хүчилтөрөгч дутагдсан тохиолдолд л хүнийг үхэлд хүргэдэг.
Метан 30%-иас дээш байх үед амьсгал боогдох (асфикси) анхны шинж тэмдэг илэрдэг. Энэ тохиолдолд амьсгалын хэмжээ нэмэгдэж, судасны цохилт түргэсч, булчингийн хөдөлгөөний зохицуулалт алдагддаг. Гэхдээ ийм тохиолдлын магадлал маш бага байна. Метан нь агаараас хөнгөн тул түүнийг хэт их хэмжээгээр хуримтлуулахаас сэргийлдэг.
Үүний зэрэгцээ судлаачид намгийн хийн хүний сэтгэл зүйд үзүүлэх нөлөөг диэтил эфирийн нөлөөтэй адилтгаж байна. Үүнтэй төстэй үр нөлөөг хар тамхитай адилтгаж болно. Метан хийн өндөр агууламжтай уурхайд удаан хугацаагаар ажилласан хүмүүст автономит мэдрэлийн тогтолцооны өөрчлөлт (цусны даралт буурах, нүдний эерэг рефлекс гэх мэт) ажиглагдаж болно.
