Просмотр кода страницы Метан

{{Другие значения|2=Метан}}{{Falseredirect|Жидкий метан}}{{Вещество
| картинка = Methane-CRC-MW-dimensions-2D.png
| картинка3D = Methane-3D-space-filling.svg
| картинка малая = 
| наименование = метан
| традиционные названия = метан, рудничный газ
| рац. формула = CH{{sub|4}}
| эмпирическая формула = 
| молярная масса = 16,04
| плотность = газ (0 °C) 0,714 (нормальные условия)  кг/м³<ref name="автоссылка1">{{Cite web|lang=ru|url=https://zaitcev.ru/spravochniki/teplota-sgoraniya-metana-butana-i-propana/|title=Теплота сгорания метана, бутана и пропана|website=Авторский блог Алексея Зайцева|access-date=2022-10-07|archive-date=2022-10-07|archive-url=https://web.archive.org/web/20221007021353/https://zaitcev.ru/spravochniki/teplota-sgoraniya-metana-butana-i-propana/|deadlink=no}}</ref>
; 0,6682 кг/м³ в стандартных условиях по ГОСТ 2939—63;<br>жидкость (−164,6 °C) 415 кг/м³<ref>{{книга |заглавие=Справочник химика |издание=3-е изд., испр |ответственный=Редкол.: [[Никольский, Борис Петрович|Никольский Б. П.]] и др. |место=Л. |издательство=[[Химия (издательство)|Химия]] |год=1971 |том=2 |страницы=780—781 |страниц=1168 }}</ref><br>лёд (−183 °C, в вакууме) 522 кг/м³<ref>{{cite web|url=https://adsabs.harvard.edu/full/1963MNRAS.125..469R|deadlink=no|publisher=[[Monthly Notices of the Royal Astronomical Society]], vol.: 125, bibcode: 1963MNRAS.125..469R|title=On the densities of methane, metallic ammonium, water and neon at planetary pressures|author=Ramsey, W. H|page=469|access-date=2023-01-04|archive-url=https://web.archive.org/web/20211231084517/https://adsabs.harvard.edu/full/1963MNRAS.125..469R|lang=en|archive-date=2021-12-31}}</ref>
| темп. плавления = −182,49
| темп. кипения = −161,58
| темп. разложения = выше +1000°C
| темп. вспышки = 85,1 K, −188
| темп. самовоспламенения = +537,8
| пределы взрываемости = 4,4—17,0
| критическая темп. = 190,56 K, −82,6
| энтальпия сгорания = 35,9 МДж/м³

50,2 МДж/кг<ref name="автоссылка1" />
803,2
| удельная теплота парообразования = 460,6 Дж/моль (при 760 мм. рт. ст.)<ref name="Углеводороды 1953">{{книга
 |автор         = 
 |часть         = 
 |ссылка часть  = 
 |заглавие      = Физико-химические свойства индивидуальных углеводородов. Справочник.
 |оригинал      = 
 |язык          = ru
 |ссылка        = https://chem21.info/page/230102173248021165128206220070117138071046107004/
 |викитека      = 
 |ответственный = Под ред. М. Д. Таличева
 |издание       = Выпуск 4-й
 |место         = М.-Л.
 |издательство  = Государственное научно-техническое издательство нефтяной и горно-топливной литературы
 |год           = 1953
 |том           = 
 |страницы      = 
 |столбцы       = 
 |страниц       = 
 |серия         = 
 |isbn          = 
 |doi           = 
 |тираж         = 
 |ref           = Углеводороды 1953
 |archivedate   = 2022-07-05
 |archiveurl    = https://web.archive.org/web/20220705215323/https://chem21.info/page/230102173248021165128206220070117138071046107004/
}}</ref>
| растворимость = 0,02 г/кг<ref>{{Cite web |url=http://dpva.info/Guide/GuidePhysics/Solvability/SolvabilityOfSomeGases/ |title=Обзор: Растворимость некоторых газов в воде |access-date=2011-07-06 |archive-date=2011-11-11 |archive-url=https://web.archive.org/web/20111111100627/http://www.dpva.info/Guide/GuidePhysics/Solvability/SolvabilityOfSomeGases/ |deadlink=no }}</ref>
| CAS = 74-82-8
| SMILES = C
| ПДК = 7000 мг/м³
| ЛД50 = 13450-36780 мг/кг
| NFPA 704 = {{NFPA 704
 | опасность для здоровья = 0
 | огнеопасность          = 4
 | реакционноспособность   = 0
 | прочее                 = 
}}
| токсичность = [[Класс опасности]] по [[ГОСТ]] 12.1.007: 4-й
| ECB = {{ECB|F}}
}}
'''Мета́н''' ({{lang-la|methanum}}; ''болотный газ'', {{Химическая формула|C=1|H=4}}) — простейший по составу [[Алканы|предельный углеводород]], при [[Стандартные условия|нормальных условиях]] бесцветный [[газ]] без вкуса и запаха. Малорастворим в воде, почти в два раза легче воздуха. Газ [[Токсичность|нетоксичен]], но при высокой концентрации в воздухе обладает слабым [[Наркотик|наркотическим действием]] (ПДК 7000 мг/м<sup>3</sup>)<ref name = ГН>[[s:ГН 2.2.5.1313-03|Гигиенические нормативы ГН 2.2.5.1313-03]] «Предельно допустимые концентрации (ПДК) вредных веществ в воздухе рабочей зоны»</ref> и относится к четвёртому [[Класс токсичности|классу токсичности]]<ref>[http://www.bestpravo.com/fed2003/data07/tex22892.htm Газохроматографическое измерение массовых концентраций углеводородов: метана, этана, этилена, пропана, пропилена, н-бутана, альфа-бутилена, изопентана в воздухе рабочей зоны. Методические указания. МУК 4.1.1306-03 (Утв. главным государственным санитарным врачом РФ 30.03.2003)]{{Недоступная ссылка|date=Март 2020 |bot=InternetArchiveBot }}</ref>. Наркотическое действие метана CH{{sub|4}} ослабляется его малой растворимостью в воде и крови, а также химической инертностью. Имеются данные, что метан при хроническом воздействии малых концентраций в воздухе неблагоприятно влияет на [[Центральная нервная система|центральную нервную систему]]<ref>''Куценко С. А.'' Основы токсикологии / С. А. Куценко. — СПб.: Фолиант, 2004.</ref>.

При использовании в быту в метан (природный газ) обычно добавляют [[одорант]]ы (обычно [[тиолы]]) — летучие вещества со специфическим «запахом газа», чтобы человек вовремя заметил аварийную утечку газа. На промышленных производствах утечки фиксируют датчики, и во многих случаях метан для лабораторий и промышленных производств поставляется без добавления одорантов.

Накапливаясь в закрытом помещении в смеси с воздухом метан становится [[Объёмный взрыв|взрывоопасен]] при концентрации его от 4,4 % до 17 %<ref>{{Cite web |url=http://protect.gost.ru/document.aspx?control=7&id=130071 |title=ГОСТ Р 52136-2003 |access-date=2012-02-08 |archive-date=2015-05-18 |archive-url=https://web.archive.org/web/20150518093227/http://protect.gost.ru/document.aspx?control=7&id=130071 |deadlink=no }}</ref>. Наиболее взрывоопасная концентрация в смеси с воздухом 9,5 об.%. В [[Угольная шахта|угольных шахтах]] он выделяется из угольных пластов, что иногда приводит к взрывам, последствия которых могут быть катастрофическими.

Метан — третий по значимости [[парниковый газ]] в атмосфере Земли (после водяного пара и [[Углекислый газ в атмосфере Земли|углекислого газа]], его вклад в парниковый эффект оценивается 4—9 %)<ref name = "Nata">''Наталья Ржевская'' [https://sciam.ru/articles/details/teplo-merzloty Тепло мерзлоты] {{Wayback|url=https://sciam.ru/articles/details/teplo-merzloty |date=20170201234110 }} // [[В мире науки]]. — 2016. — № 12. — С. 67—73.</ref><ref name="NKJ201711">{{статья |автор=Леонид Юрганов |заглавие= [https://www.nkj.ru/archive/articles/32456/ Метан над Арктикой] |издание=[[Наука и жизнь]] |год=2017 |номер=11 |страницы=24 |язык=ru }}</ref>{{переход|#Метан и экология|1}}.

== История ==
В ноябре 1776 года итальянский физик [[Вольта, Алессандро|Алессандро Вольта]] обнаружил метан в болотах озера [[Лаго-Маджоре]] на границе Италии и Швейцарии. На изучение болотного газа его вдохновила статья [[Франклин, Бенджамин|Бенджамина Франклина]] о «горючем воздухе». Вольта собирал газ, выделяемый со дна болота, и в 1778 году выделил чистый метан. Также он продемонстрировал зажигание газа от электрической искры.

Сэр [[Дэви, Гемфри|Гемфри Дэви]] в 1813 году изучал [[рудничный газ]] и показал, что он является смесью метана с небольшими количествами [[азот]]а N<sub>2</sub> и [[Углекислый газ в атмосфере Земли|углекислого газа]] CO<sub>2</sub> — то есть, что он качественно тождествен по составу болотному газу.

Современное название «метан» в 1866 году газу дал немецкий химик [[Гофман, Август Вильгельм|Август Вильгельм фон Гофман]]<ref>A. W. Hofmann (1866) [http://rspl.royalsocietypublishing.org/content/15/54.full.pdf+html "On the action of trichloride of phosphorus on the salts of the aromatic monoamines, "] {{Wayback|url=http://rspl.royalsocietypublishing.org/content/15/54.full.pdf+html |date=20170503142331 }} ''Proceedings of the Royal Society of London'', '''15''' : 55—62; see footnote on pp. 57—58.</ref><ref>James Michael McBride (1999) «Development of systematic names for the simple alkanes». Available online at [https://webspace.yale.edu/chem125/125/history99/5Valence/Nomenclature/alkanenames.html Chemistry Department, Yale University (New Haven, Connecticut).] {{Wayback|url=https://webspace.yale.edu/chem125/125/history99/5Valence/Nomenclature/alkanenames.html |date=20120316080546 }}</ref>, оно образовано от слова «[[метанол]]».

== Нахождение в природе ==
Основной компонент [[природный газ|природного газа]] (77—99%), [[попутный нефтяной газ|попутных нефтяных газов]] (31—90%), [[рудничный газ|рудничного]] и [[болотный газ|болотного]] газов (отсюда произошли другие названия метана — болотный или рудничный газ). В анаэробных условиях (в болотах, переувлажнённых почвах, кишечнике [[жвачные|жвачных животных]]) [[метаногенез|образуется биогенно]] в результате жизнедеятельности некоторых микроорганизмов.

Большие запасы метана сосредоточены в [[газовые гидраты|метаногидратах]] на дне морей и в зоне вечной мерзлоты<ref name = "Nata"/><ref name="NKJ201711"/>.

Метан также был обнаружен на других планетах, включая [[Марс]], что имеет значение для исследований в области [[Астробиология|астробиологии]]<ref name=":15">{{статья |заглавие=Abiotic Methane on Earth |издание={{Нп3|Reviews of Geophysics}} |язык=en |том=51 |номер=2 |страницы=276—299 |doi=10.1002/rog.20011 |issn=1944-9208 |bibcode=2013RvGeo..51..276E |тип=journal |автор=Etiope, Giuseppe; Lollar, Barbara Sherwood |год=2013}}</ref>. По современным данным, в атмосферах планет-гигантов солнечной системы в заметных концентрациях содержится метан<ref>{{статья
|заглавие=Composition and origin of the atmosphere of Jupiter—an update, and implications for the extrasolar giant planets
|издание=[[Planetary and Space Science]]s
|том=51
|страницы=105—112
|doi=10.1016/S0032-0633(02)00144-7
|ссылка=http://adsabs.harvard.edu/abs/2003P%26SS...51..105A
|язык=en
|тип=journal
|автор=Atreya, S. K.; Mahaffy, P. R.;  Niemann, H. B. et al
|год=2003
|archivedate=2014-08-23
|archiveurl=https://web.archive.org/web/20140823091129/http://adsabs.harvard.edu/abs/2003P%26SS...51..105A
}}</ref>.

Предположительно, на поверхности [[Титан (спутник)|Титана]] в условиях низких температур (−180 °C) существуют целые озёра и реки из жидкой метано-этановой смеси<ref>{{Cite web |url=http://www.nature.com/nature/journal/v374/n6519/abs/374238a0.html |title=Tidal effects of disconnected hydrocarbon seas on Titan |access-date=2013-05-23 |archive-date=2012-11-13 |archive-url=https://web.archive.org/web/20121113190039/http://www.nature.com/nature/journal/v374/n6519/abs/374238a0.html |deadlink=no }}</ref>. Велика доля метановых льдов и на поверхности [[(90377) Седна|Седны]]{{Нет АИ|17|4|2021}}.

== В промышленности ==
Образуется при [[коксование|коксовании]] [[каменный уголь|каменного угля]], [[гидрирование|гидрировании]] угля, гидрогенолизе углеводородов в реакциях каталитического риформинга.

== Классификация по происхождению ==
* абиогенный — образован в результате химических реакций неорганических соединений, например, при взаимодействии карбидов металлов с водой;
* биогенный — образован как результат химических превращений органических веществ;
* бактериальный (микробный) — образован в результате жизнедеятельности бактерий (микроорганизмов);
* термогенный — образован в ходе [[Термохимия|термохимических]] процессов.

== Получение ==
Возможно получение метана за счет [[Реакция Сабатье|реакции Сабатье]], за счет взаимодействия [[Углекислый газ|углекислого газа]] и [[водород]]а в присутствии катализатора при повышенной температуре и давлении:
: <math>\mathsf{CO_2 + 4H_2 \rightarrow CH_4 \uparrow + 2H_2O}</math>
: ∆H = −165.0 кДж/моль

В лаборатории получают нагреванием [[натронная известь|натронной извести]] (смесь [[Гидроксид натрия|гидроксидов натрия]] и [[Гидроксид кальция|гидроксида кальция]]) или безводного [[гидроксид натрия|гидроксида натрия]] с ледяной [[уксусная кислота|уксусной кислотой]]:

: <chem>2 NaOH + CH3COOH -> Na2CO3 + H2O + CH4 ^</chem>.

Для этой реакции важно отсутствие воды, поэтому и используется гидроксид натрия, так как он менее [[гигроскопичность|гигроскопичен]].

Возможно получение метана сплавлением [[Ацетат натрия|ацетата натрия]] с гидроксидом натрия<ref>{{книга|автор= Павлов Б. А., Терентьев А. П.|заглавие=Курс органической химии|издание=Издание шестое, стереотипное|место=M.|издательство=Химия|год=1967|страницы=58}}</ref>:

: <chem>CH3COONa + NaOH -> CH4 ^ + Na2CO3</chem>.

Также для лабораторного получения метана используют [[гидролиз]] [[Карбид алюминия|карбида алюминия]]:

: <chem>Al4C3 + 12 H2O -> 4 Al(OH)3 + 3CH4 ^</chem>,

или некоторых [[Металлоорганические соединения|металлорганических соединений]] (например, [[метилмагнийбромид]]а).

Возможно биологическое получение метана, см. [[Биогаз]].

== Физические свойства ==
[[Файл:Flammability diagram methane-ru.svg|thumb|300px|Треугольник взрываемости тройной смеси метан-кислород-азот. Синяя прямая соответствует смесям метана с воздухом, красная линия отвечает [[Стехиометрия|стехиометрическому]] составу.<br>
ВПВ — верхний предел взрываемости;<br>
НПВ — нижний предел взрываемости;<br>
ПК — пороговая концентрация взрываемости.]]
При [[Стандартные условия|комнатной температуре и стандартном давлении]] метан — бесцветный газ без запаха<ref>{{книга |ссылка=https://books.google.com/books?id=yp3qEgHrsJ4C&pg=PA168 |страницы=168 |заглавие=Handbook of transport and the environment |издательство={{Нп3|Emerald Group Publishing}} |год=2003 |isbn=978-0-08-044103-0 |язык=en |автор=Hensher David A.; Button Kenneth J.}}</ref>. Знакомый запах бытового природного газа достигается специальным добавлением в газ смеси одорантов, содержащей [[Тиолы|трет-бутилтиол]], в качестве меры безопасности для обнаружения аварийных утечек метана по запаху.

При стандартном давлении метан имеет [[Температура плавления|температуру плавления]] {{nobr|−182,5 °C}} и [[Температура кипения|температуру кипения]] {{nobr|−164 °C}}<ref>[http://webbook.nist.gov/cgi/cbook.cgi?ID=C74828&Mask=4#Thermo-Phase Methane Phase change data] {{Wayback|url=http://webbook.nist.gov/cgi/cbook.cgi?ID=C74828&Mask=4#Thermo-Phase |date=20160415001315 }} // NIST Chemistry Webbook.</ref>.

Легко воспламеняется при объёмных концентрациях в воздухе от {{nobr|4,4 до 17 об. %}} при стандартном давлении. [[Пределы взрываемости]] в смесях метана с кислородом при атмосферном давлении от {{nobr|4,5 до 61 oб. %.}}{{Нет АИ|25|10|2023}}

При высоком давлении твёрдый метан может существовать в различных модификациях. По состоянию на 1997 год было известно девять таких модификаций<ref name="BiniPratesi">{{статья |заглавие=High-pressure infrared study of solid methane: Phase diagram up to 30 GPa |издание=[[Physical Review|Physical Review B]] |том=55 |номер=22 |страницы=14800—14809 |doi=10.1103/physrevb.55.14800 |bibcode=1997PhRvB..5514800B |язык=en |тип=journal |автор=Bini, R.; Pratesi, G. |год=1997}}</ref>.

== Химические свойства ==
Метан — первый член гомологического ряда насыщенных углеводородов (алканов), наиболее устойчив к химическим воздействиям. Подобно другим алканам вступает в [[реакции радикального замещения]] — [[Галогенирование|галогенирования]], [[Сульфохлорирование|сульфохлорирования]], сульфоокисления, [[Нитрование|нитрования]] и других, но обладает меньшей реакционной способностью по сравнению с другими алканами.

Для метана специфична реакция с парами воды — реакция парового риформинга, для которой в промышленности в качестве катализатора применяется [[никель]], нанесённый на [[Оксид алюминия|оксиде алюминия]] (Ni/Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>) при 800—900 °C или без применения катализатора при 1400—1600 °C. Образующийся в результате реакции [[синтез-газ]] может быть использован для последующих синтезов [[метанол]]а, [[Углеводороды|углеводородов]], [[Уксусная кислота|уксусной кислоты]], [[ацетальдегид]]а и других продуктов, это основной экономичный способ производства водорода:

: <chem>CH4 + H2O -> CO ^ + 3H2</chem>.

Горит в воздухе голубоватым пламенем, при этом выделяется энергия около 33,066 [[Джоуль|МДж]] на 1 м³ метана, взятого при [[Стандартные условия|нормальных условиях]]. Реакция горения метана в кислороде или воздухе:

: <chem>CH4 + 2 O2 -> CO2 + 2 H2O</chem> + 891 кДж.

Вступает с [[галогены|галогенами]] в реакции замещения, которые проходят по свободно-радикальному механизму (реакция ''металепсии'')? например, реакции последовательного хлорирования до [[Тетрахлорметан|четырёххлористого углерода]]:

: <chem>CH4 + Cl2 -> CH3Cl + HCl</chem>,
: <chem>CH3Cl + Cl2 -> CH2Cl2 + HCl</chem>,
: <chem>CH2Cl2 + Cl2 -> CHCl3 + HCl</chem>,
: <chem>CHCl3 + Cl2 -> CCl4 + HCl</chem>.

Выше 1400 °C разлагается по реакции:

: <chem>2 CH4 -> C2H2 ^ + 3 H2</chem>.

Окисляется до [[муравьиная кислота|муравьиной кислоты]] при 150—200 °C и давлении 30—90 [[Атмосфера (единица измерения)|атм.]] по [[Цепная реакция (химия)|цепному радикальному механизму]]:

: <chem>CH4 + 3[O] -> HCOOH + H2O</chem>.

== Соединения включения ==
Метан образует [[соединения включения]] — [[газовые гидраты]], широко распространённые в природе.

== Применение ==
Метан используется в качестве топлива для [[Печь|печей]], [[Водонагреватель|водонагревателей]], [[Автомобиль|автомобилей]]<ref>{{Cite web|url=http://www.energymanagertoday.com/lumber-company-locates-kilns-at-landfill-to-use-methane-0115981/|title=Lumber Company Locates Kilns at Landfill to Use Methane – Energy Manager Today|website=Energy Manager Today|language=en|access-date=2016-03-11|archive-date=2019-07-09|archive-url=https://web.archive.org/web/20190709181604/https://www.energymanagertoday.com/lumber-company-locates-kilns-at-landfill-to-use-methane-0115981/|deadlink=no}}</ref><ref name=":0">
{{cite news|quote=Compressed natural gas is touted as the 'cleanest burning' alternative fuel available, since the simplicity of the methane molecule reduces tailpipe emissions of different pollutants by 35 to 97%. Not quite as dramatic is the reduction in net greenhouse-gas emissions, which is about the same as corn-grain ethanol at about a 20% reduction over gasoline|url=http://www.gas2.org/2008/04/29/natural-gas-cars-cng-fuel-almost-free-in-some-parts-of-the-country/|title=Natural Gas Cars: CNG Fuel Almost Free in Some Parts of the Country|lang=en|date=2008-04-29|author=Cornell, Clayton B.|access-date=2019-10-18|archiveurl=https://web.archive.org/web/20190120033852/http://gas2.org/2008/04/29/natural-gas-cars-cng-fuel-almost-free-in-some-parts-of-the-country/|archivedate=2019-01-20}}
</ref>, турбин и др. Для хранения метана может использоваться [[активированный уголь]].

Как основной компонент природного газа метан используется для производства электроэнергии при сжигании его в газовых турбинах или парогенераторах. По сравнению с другими видами углеводородного топлива метан производит меньше углекислого газа на единицу выделенного тепла. Теплота сгорания метана около 891 кДж/моль и ниже, чем у любого другого углеводорода. Тем не менее, он производит больше тепла на единицу массы (55,7 кДж/г), чем любое другое органическое вещество из-за относительно большого содержания водорода, что вносит вклад водорода в теплоту сгорания в размере около 55 %<ref>
{{статья |doi=10.1021/acs.jchemed.5b00333 |заглавие=Why Combustions Are Always Exothermic, Yielding About 418 kJ per Mole of O2 |издание={{Нп3|Journal of Chemical Education}} |том=92 |номер=12 |страницы=2094—2099 |bibcode=2015JChEd..92.2094S |язык=en |тип=journal |автор=Schmidt-Rohr, Klaus |год=2015}}
</ref>, но составляет только 25 % молекулярной массы метана.

Во многих городах метан подаётся в дома для отопления и приготовления пищи. При этом его обычно называют [[Природный газ|природным газом]], содержание энергии в котором составляет 39 МДж/м<sup>3</sup>. Сжиженный природный газ (СПГ) представляет собой преимущественно метан (CH<sub>4</sub>), сжижаемый для удобства хранения и/или транспортировки.

Метан активно применяется в качестве топлива для транспортных средств. Многие страны используют метан в качестве топлива для автобусов, грузовиков и легковых автомобилей.<ref>{{Cite web|url=https://www.iea.org/reports/gas-2020|title=Gas 2020 – Analysis|lang=en-GB|website=IEA|date=2020-06-10|access-date=2024-04-17|archive-date=2024-04-17|archive-url=https://web.archive.org/web/20240417114029/https://www.iea.org/reports/gas-2020|url-status=live}}</ref> В развитых странах уже существует разветвленная инфраструктура для заправки транспортных средств метаном, что способствует распространению автомобилей, работающих на этом экологически чистом топливе.<ref>{{Cite web|url=https://afdc.energy.gov/fuels/natural-gas|title=Alternative Fuels Data Center: Natural Gas|lang=en|website=afdc.energy.gov|access-date=2024-04-17|archive-date=2024-04-17|archive-url=https://web.archive.org/web/20240417114034/https://afdc.energy.gov/fuels/natural-gas|url-status=live}}</ref>

Жидкий метан, в сочетании с жидким кислородом, рассматривается в качестве перспективного [[ракетное топливо|ракетного топлива]]<ref name=aiaa2004>
{{статья |заглавие=Advanced Space Storable Propellants for Outer Planet Exploration |издание={{iw|Американский институт аэронавтики и астронавтики|||American Institute of Aeronautics and Astronautics}} |номер=4—0799 |страницы=28 |язык=en |тип=journal |автор=Thunnissen, Daniel P.; Guernsey, C. S.; Baker, R. S.; Miyake, R. N. |год=2004}}
</ref><ref>{{Cite web |url=https://iz.ru/news/570880 |title=В России предлагают создать «метановую ракету» |first=Иван |last=Чеберко |lang=ru |date=2014-05-16 |website=[[Известия]] |ref=Известия |access-date=2020-07-18 |archive-date=2020-07-19 |archive-url=https://web.archive.org/web/20200719004932/https://iz.ru/news/570880 |deadlink=no }}</ref> и используется в таких [[Жидкостный ракетный двигатель|двигателях]], как [[РД-0162]], [[BE-4]]<ref name=be4>{{Cite web |url=https://www.blueorigin.com/engines/be-4 |title=Blue Origin BE-4 Engine |lang=en |quote=We chose LNG because it is highly efficient, low cost and widely available. Unlike kerosene, LNG can be used to self-pressurize its tank. Known as autogenous repressurization, this eliminates the need for costly and complex systems that draw on Earth’s scarce helium reserves. LNG also possesses clean combustion characteristics even at low throttle, simplifying engine reuse compared to kerosene fuels. |access-date=2019-06-14 |archive-date=2021-10-01 |archive-url=https://web.archive.org/web/20211001032523/https://www.blueorigin.com/engines/be-4 |deadlink=no }}</ref> и [[Raptor (ракетный двигатель)|Raptor]]. Метан имеет преимущества перед [[керосин]]ом в том, что он:
* даёт больший [[удельный импульс]]{{sfn |Известия |2014 |quote=Удельный импульс у двигателя на СПГ высокий}};
* оставляет меньше продуктов сгорания на внутренних частях ракетных двигателей<ref name=be4/>;
* позволяет легче освободить полости двигателя от остатков топлива{{sfn |Известия |2014 |quote=Чтобы освободить полости двигателя, нужно только пройти цикл испарения — то есть двигатель легче освобождается от остатков продуктов.}}.
Это уменьшает сложность повторного использования ракет<ref name=be4/>{{sfn |Известия |2014 |quote=За счет этого метановое топливо более приемлемо с точки зрения создания двигателя многоразового использования и летательного аппарата многоразового применения.}}.

Метан используется в качестве сырья в [[органический синтез|органическом синтезе]], в том числе для производства [[метанол]]а.

== Физиологическое действие ==
Метан является самым физиологически безвредным газом в гомологическом ряду [[Алканы|парафиновых углеводородов]]. Физиологическое действие метан не оказывает и не ядовит (из-за малой растворимости метана в воде и плазме крови и присущей парафинам химической инертности). Погибнуть человеку в воздухе с высокой концентрацией метана можно только от недостатка кислорода в воздухе. Так, при содержании в воздухе 25—30 % метана появляются первые признаки [[Асфиксия|удушья]] (учащение пульса, увеличение объёма дыхания, нарушение координации тонких мышечных движений и т. д.). Более высокие концентрации метана в воздухе вызывают у человека кислородное голодание — головную боль, одышку, — симптомы, характерные для [[Высотная болезнь|горной болезни]].

Так как метан легче воздуха, он не скапливается в проветриваемых подземных сооружениях. Поэтому случаи гибели людей от удушья при вдыхании смеси метана с воздухом весьма редки.

Первая помощь при тяжёлом удушье: удаление пострадавшего из вредной атмосферы. При отсутствии дыхания немедленно (до прихода врача) [[искусственное дыхание]] изо рта в рот. При отсутствии пульса — [[непрямой массаж сердца]].

=== Хроническое действие метана ===
У людей, работающих в шахтах или на производствах, где в воздухе присутствуют в незначительных количествах метан и другие газообразные парафиновые углеводороды, описаны заметные сдвиги со стороны [[Вегетативная нервная система|вегетативной нервной системы]] (положительный [[глазосердечный рефлекс]], резко выраженная [[атропин]]овая проба, [[Артериальная гипотензия|гипотония]]) из-за очень слабого наркотического действия этих веществ, сходного с наркотическим действием [[Диэтиловый эфир|диэтилового эфира]].

[[Предельно допустимая концентрация]] метана в воздухе рабочей зоны составляет 7000 мг/м³<ref name=ГН />.

== Биологическая роль ==
Показано, что эндогенный метан способен вырабатываться не только метаногенной [[микрофлора|микрофлорой]] [[кишечник]]а, но и клетками [[эукариоты|эукариот]], и что его образование значительно возрастает при экспериментальном вызывании [[клетка|клеточной]] [[гипоксия|гипоксии]], например, при нарушении работы [[митохондрия|митохондрий]] при помощи отравления организма экспериментального [[Животные|животного]] [[азид натрия|азидом натрия]], известным митохондриальным ядом. Высказывается предположение, что образование метана клетками эукариот, в частности животных, может быть внутриклеточным или межклеточным сигналом испытываемой клетками гипоксии<ref>{{статья|автор=Tuboly E. et al |заглавие=Methane biogenesis during sodium azide-induced chemical hypoxia in rats |издание={{Нп3|American Physiological Society}} |год=15 January 2013 |том=304 |номер=2 |страницы=207—214 |doi=10.1152/ajpcell.00300.2012 |pmid=23174561 |язык=en}}</ref>.

Также показано увеличение образования метана клетками животных и [[Растения|растений]] под влиянием различных стрессовых факторов, например, [[Бактерии|бактериальной]] [[Эндотоксины|эндотоксемии]] или её имитации введением бактериального [[липополисахарид]]а, хотя, возможно, этот эффект наблюдается не у всех видов животных (в эксперименте исследователи получили его у мышей, но не получили у крыс)<ref>{{статья |автор=Tuboly E, Szabó A, Erős G, Mohácsi A, Szabó G, Tengölics R, Rákhely G, Boros M. |заглавие=Determination of endogenous methane formation by photoacoustic spectroscopy |ссылка=https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/24185326 |издание=J Breath Res. |год=Dec 2013 |том=7 |выпуск=7(4) |номер=4 |doi=10.1088/1752-7155/7/4/046004 |pmid=24185326 |archivedate=2016-09-21 |archiveurl=https://web.archive.org/web/20160921125430/http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/24185326 }}</ref>. Возможно, что образование метана клетками животных в подобных стрессовых условиях играет роль одного из стрессовых сигналов.

Предполагается также, что метан, выделяемый кишечной микрофлорой [[человек разумный|человека]] и не усваиваемый организмом человека (он не метаболизируется и частично удаляется вместе с кишечными газами, частично всасывается и удаляется при [[дыхание|дыхании]] через [[лёгкие]]), не является «нейтральным» побочным продуктом [[Обмен веществ|метаболизма]] бактерий, а принимает участие в регуляции [[перистальтика|перистальтики]] кишечника, а его избыток может вызывать не только вздутие живота, [[отрыжка|отрыжку]], повышенное газообразование и [[боль|боли]] в животе, но и функциональные [[запор (медицина)|запоры]]<ref>{{статья|автор=Sahakian AB, Jee SR, Pimentel M. |заглавие=Methane and the gastrointestinal tract |ссылка=https://archive.org/details/sim_digestive-diseases-and-sciences_2010-08_55_8/page/2135 |издание=Dig Dis Sci |год=Aug 2010 |том=55 |выпуск=55(8) |номер=8 |страницы=2135—2143 |doi=10.1007/s10620-009-1012-0 |pmid=19830557}}</ref>.

== Метан и экология ==
[[Файл:Спектр поглощения метана.svg|thumb|250px|Спектр поглощения метана в ближней и средней [[Инфракрасное излучение|ИК-областях]]. По вертикальной оси отложено сечение поглощения на 1 молекулу<ref>{{Cite web |url=http://masters.donntu.org/2009/kita/trembetska/library/article2.htm |title=''Вовна А. В., Хламов М. Г.'' Применение оптико-абсорбционного метода для измерения объёмной концентрации метана в условиях угольных шахт. |access-date=2020-04-17 |archive-date=2020-01-30 |archive-url=https://web.archive.org/web/20200130144503/http://masters.donntu.org/2009/kita/trembetska/library/article2.htm |deadlink=no }}</ref>.]]
Является [[Парниковые газы|парниковым газом]], более сильным в этом отношении, чем [[углекислый газ]], из-за наличия глубоких колебательно-вращательных полос поглощения его молекул в [[Инфракрасное излучение|инфракрасном спектре]]. Если степень воздействия углекислого газа на климат условно принять за единицу, то парниковая активность того же молярного объёма метана составит 21—25 единиц<ref>[http://www.ebrd.com/downloads/about/sustainability/ghgguide.pdf EBRD Methodology for Assessment of Greenhouse Gas Emissions, Version 7, 6 July 2010] {{Wayback|url=http://www.ebrd.com/downloads/about/sustainability/ghgguide.pdf |date=20150513054130 }}{{ref-en}}</ref><ref>[https://books.google.ru/books?id=4QVyuVF3ZHUC&pg=PA30& Non-CO2 Greenhouse Gases: Scientific Understanding, Control and Implementation] (ed. J. van Ham, Springer 2000, ISBN 978-0-7923-6199-2): 4. Impact of methane on climate, page 30 «On a molar basis, an additional mole of methane in the current atmosphere is about 24 times more effective at absorbing infrared radiation and affecting climate than an additional mole of carbon dioxide (WMO, 1999)»</ref>. Однако время жизни метана в атмосфере невелико (от нескольких месяцев до нескольких лет), поскольку он окисляется кислородом до углекислого газа в тропосфере под действием грозовых разрядов и в стратосфере под действием [[Ультрафиолетовое излучение|УФ-С излучения]] Солнца.

С [[1750 год]]а концентрация метана в атмосфере Земли увеличилась примерно на 150 %, и на её долю приходится 20 % от общего радиационного воздействия всех долгоживущих и глобально смешанных парниковых газов<ref name="Technical summary2">{{cite web|url=http://www.grida.no/climate/ipcc_tar/wg1/017.htm|title=Technical summary|website=Climate Change 2001|publisher=United Nations Environment Programme|archiveurl=https://web.archive.org/web/20110604120130/http://www.grida.no/climate/ipcc_tar/wg1/017.htm|archivedate=2011-06-04}}</ref>.
{{-}}

== Примечания ==
{{примечания|2}}

== Литература ==
{{Родственные проекты|Тема=Метан|Викисловарь=метан}}
* {{ВТ-ЭСБЕ|Болотный газ или метан|[[Львов, Михаил Дмитриевич|Львов М. Д.]]}}

== Ссылки ==
* [http://miningwiki.ru/wiki/Метан Метан]

{{Внешние ссылки}}
{{Углеводороды}}

[[Категория:Топливо]]
[[Категория:Ракетное топливо]]
[[Категория:Алканы]]
[[Категория:Сигнальные молекулы газообразных веществ]]
[[Категория:Метан| ]]
[[Категория:Парниковые газы]]