Klatrat metanu

Klatrat metanu (hydrat metanu, metanowy lód, wodzian metanu) – substancja krystaliczna złożona z cząsteczek wody i metanu.
Klatraty metanu zostały odkryte pod koniec XIX wieku (1888) wraz z hydratami etanu (C2H6), etylenu (C2H4) i podtlenku azotu (N2O) przez francuskiego fizyka Paula Villarda. W latach 30. XX wieku E.G. Hammerschmidt skojarzył po raz pierwszy biały, krystaliczny materiał zatykający rurociągi gazu z hydratami metanu. W ten sposób materiał pierwotnie uważany za ciekawostkę czysto laboratoryjną uzyskał znaczenie ekonomiczne.
W latach 60. XX wieku znaleziono złoża hydratów na Syberii, a w następnym dziesięcioleciu znaczne ich ilości odkryto na szelfach kontynentalnych. W 1981 statek wiertniczy Glomar Challenger wydobył u wybrzeży Gwatemali pierwszą próbkę klatratu. W 1996 załoga niemieckiego statku badawczego FS Sonne wydobyła 50 kg hydratów z dna Pacyfiku w pobliżu Oregonu. Obecnie rozważane jest wykorzystanie zasobów klatratu metanu jako potencjalnego źródła gazu ziemnego. W pierwszych latach XXI wieku metan uwięziony w hydratach zaczęto postrzegać również jako potencjalne źródło zmian klimatu.

context: Przyjęty uśredniony skład chemiczny: na 1 mol metanu przypada 5,75 mola wody, co odpowiada około 85% wody i 15% metanu masowo. Z jednego litra hydratów metanu wydzielić można 168 litrów gazowego metanu (w przeliczeniu na warunki normalne). Gęstość około 900 kg/m³ (0,9 g/cm³) czyni je nieznacznie lżejszymi od wody. Stabilność przy ciśnieniu atmosferycznym zapewnia temperatura niższa niż 193 K (–80 °C). W innym wypadku hydraty metanu wymagają znacznego ciśnienia parcjalnego metanu (~44,78 MPa w warunkach pokojowych), aby ochronić strukturę przed rozpadem. W przypadku stabilizacji innym gazem lub mieszaniną gazu następuje powolny proces wymiany cząsteczek zamkniętych w hydratach na cząsteczki gazu z otoczenia. Spala się równym, czerwonym płomieniem pozostawiając wodę.
qas: question: Jaki ma kolor podczas spalania?
answers: text: czerwonym
answer_end: 744
generative_answer: czerwony

question: Czy ponad połowa jego masy to woda?
answers: text: Przyjęty uśredniony skład chemiczny: na 1 mol metanu przypada 5,75 mola wody, co odpowiada około 85% wody i 15% metanu masowo
answer_end: 125
generative_answer: tak

question: Czy hydraty tego związku są dużo lżejsze od wody?
answers: text: Gęstość około 900 kg/m³ (0,9 g/cm³) czyni je nieznacznie lżejszymi od wody
answer_end: 314
generative_answer: nie

question: Czy w warunkach ciśnienia atmosferycznego substancja ta zachowuje stabilność w dodatniej temperaturze w skali Celsjusza?
answers: text: Stabilność przy ciśnieniu atmosferycznym zapewnia temperatura niższa niż 193 K (–80 °C)
answer_end: 403
generative_answer: nie

question: Czym skutkuje przechowywanie hydratów tego związku w warunkach ciśnienia atmosferycznego i przy dodatniej temperaturze w skali Celsjusza?
answers: text: rozpadem
answer_end: 558
generative_answer: ich rozpadem

context: W związku z ociepleniem klimatu rozpatruje się potencjalne zagrożenia, jakie stwarzają klatraty. Metan jest gazem cieplarnianym, którego zdolność zatrzymywania ciepła (potencjał cieplarniany) jest dwudziestokrotnie większa niż w przypadku dwutlenku węgla. Uwolnienie się go ze złóż hydratów, które zawierają szacunkowo 3000 razy więcej metanu niż wynosi jego ilość w atmosferze ziemskiej, znacząco podniosłoby temperaturę na Ziemi. Podejrzewa się, że zwiększenie stężenia metanu spowodowało gwałtowne podwyższenie temperatury o 7 °C w późnym paleocenie 55 mln lat temu, co doprowadziło do wyginięcia wielu gatunków organizmów morskich. Paleobiolodzy z Instytutu Paleobiologii PAN wysunęli hipotezę, że klatraty metanu odpowiadają za większość gwałtownych zmian klimatu w historii Ziemi.
qas: question: W jakim kontekście rozpatruje się tę substancję jako potencjalne zagrożenie?
answers: text: ociepleniem klimatu
answer_end: 31
generative_answer: ocieplenia klimatu

question: Do czego doprowadziłoby uwolnienie się metanu ze złóż tej substancji?
answers: text: znacząco podniosłoby temperaturę na Ziemi
answer_end: 430
generative_answer: znacząco podniosłoby temperaturę na Ziemi

question: Ile razy mniej ciepła niż metan może zatrzymywać CO2?
answers: text: dwudziestokrotnie
answer_end: 214
generative_answer: dwudziestokrotnie

question: O ile stopni zwiększyłaby się temperatura na Ziemi, gdyby doszło do uwolnienia metanu ze wszystkich złóż tej substancji?
plausible_answers: text: 7 °C
answer_end: 532
generative_answer: 7 °C