甲烷娘

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基本資料
本名	甲烷 CH4
活動範圍	地球圈
親屬或相關人
氫娘，碳娘

甲烷娘是對甲烷的擬人化萌娘。

介紹

甲烷娘是由四個氫娘和一個碳娘一起搞姬組成的一團萌娘，無色無味，是最簡單的有機萌娘。也是含碳量最小（含氫量最大）的烴娘。

甲烷娘無毒，但是會令人窒息都是氣體萌娘，為什麼甲烷娘不能支持呼吸，氣抖冷。所以當有建築物位於垃圾掩埋場附近時，這些建築物會在地下室設置有特別的回覆系統，會主動捕捉甲烷娘，並將之排出至建築物外，這是因為，甲烷娘可能會滲透入建築物內部。

甲烷娘有着高度的易燃性，和空氣娘混合時就可能造成爆炸。甲烷娘和氧化劑、鹵族元素姐妹或部分她們的化合物使魔接觸就會有極為猛烈的反應。

甲烷娘在一般情況下不喜歡和水娘親昵，但是在較高的壓力和較低的溫度下，甲烷娘卻樂意和水娘結合成一種具有多種形態的叫做可燃冰娘的新形象。

歷史

1776年11月，意大利物理學家伏打根據富蘭克林關於「可燃的空氣娘」的論文，在瑞士發現了藏在湖底的甲烷娘。伏打也在沼澤中收集冒出來的甲烷娘，但直到1778年才成功分離出純的甲烷娘，他還利用電火花裝置成功點燃甲烷娘確定了她的可燃性。

工作

甲烷娘的主要工作是蒸汽重組，即一種從大量生產氫娘、一氧化碳娘的方法。

$$\ce{CH4 + H2O -> 3 H2 + CO}$$

當然甲烷娘也可以被氧化成甲醇娘，但要完成這個化學反應是十分困難的，不過在酵素的協助下就能輕易地完成此氧化反應，例如甲烷娘和加氧酶，但產量無法達到工業生產的規模。

在隔絕空氣的條件下加熱到將近1000℃，甲烷娘就開始分解（裂開）；加熱時間較長，到1500℃左右，分解接近完全。

$$\ce{CH4 -> C + 2H2 ^}$$

搞姬攻略

甲烷娘與氟娘的愛情十分猛烈，只有先用稀有氣體姐妹稀釋兩者才在特定的儀器內進行百合。

當甲烷娘與氯娘在黑暗中混合時，兩者不會產生摩擦出愛情的火花都看不見怎麼產生感情啊喂。但如果把兩者混合物加熱或以紫外光照射。就會有一氯甲烷醬，二氯甲烷醬，三氯甲烷醬，四氯甲烷醬（四氯化碳醬）依次出現。

$$\ce{CH4 + Cl2 -> CH3Cl + HCl}$$

$$\ce{CH3Cl + Cl2 -> CH2Cl2 + HCl}$$

$$\ce{CH2Cl2 + Cl2 -> CHCl3 + HCl}$$

$$\ce{CHCl3 + Cl2 -> CCl4 + HCl}$$

甲烷娘也可以和溴娘產生類似反應。

甲烷與碘娘不會直接產生反應，所以要用溴化碘醬等代替進行碘化。讓姐姐幫忙百合，關係好混亂。(捂臉)

反應原理

甲烷娘與氯氣娘的play方法其實是很有趣的，特在此實錄。

首先，氯氣娘在光照下裂開，變成兩倍的氯原子自由基：（鏈引發）

$$\ce{Cl2 ->[光照] 2Cl\cdot }$$

然後，氯原子自由基和甲烷娘玩拔河，把甲烷娘的一隻手（一個氫原子）拽下來：（鏈增長）

$$\ce{CH4 + Cl\cdot -> CH3\cdot + HCl}$$

（當然，氯化甲烷娘的氫原子被拽掉也是很容易發生的事情，因此產物是混雜的。）

$$\ce{CH3Cl + Cl\cdot -> CH2Cl\cdot + HCl}$$

最後，殘疾的甲基娘、氯甲基娘等用一個氯原子娘當義肢補齊最外層電子。（鏈終止）

$$\ce{CH3\cdot + Cl\cdot -> CH3Cl}$$

$$\ce{CH2Cl\cdot + Cl\cdot -> CH3Cl}$$

不過，還有兩種小概率事件可能發生：（也是鏈終止）

$$\ce{2Cl\cdot -> Cl2}$$

$$\ce{2CH3\cdot -> CH3CH3}$$

看到上面複雜多變的反應機理，現在你體會到有機反應的不可控性與產物混雜性了吧。

生成的氯化物姐妹們

一氯甲烷醬，二氯甲烷醬，三氯甲烷醬（氯仿醬），四氯甲烷醬（四氯化碳醬）都是氯娘和甲烷娘百合的產物。不過她們各自沸點相差較大，可以通過普通的分餾技術來分離提純。

• 二氯甲烷醬

二氯甲烷醬是是低沸點的無色透明易揮發液體，也具有類似醚的刺激性氣味，和甲烷娘一樣不會游泳，溶於約50倍的水。

1.溶劑

充當溶劑是二氯甲烷醬的最主要用途之一。她具有較強的溶解力、低沸點以及相對而言最低的毒性和相對而言最好的反應惰性，使其成為有機合成中使用頻率位居第一的有機溶劑。作為溶劑其地位幾乎跟無機鹽化學中水相當。

2.危險

二氯甲烷醬具有較低的反應活性，但是工業上也曾經發生過殘留二氯甲烷醬與疊氮化鈉醬在N,N-二甲基甲酰胺娘里偷偷摸摸發生搞百合，生成二疊氮甲烷醬以導致工廠爆炸的事故。

二氯甲烷醬雖然有相對而言最低的毒性，但毒性依舊較大，特別是對皮膚及黏膜有刺激性。 不過二氯甲烷醬中毒後甦醒較快，故也有用作麻醉劑。

不過在無保護的情況下接觸二氯甲烷醬，特別是誤食及被含有二氯甲烷醬的針頭扎傷的話應立刻就醫。誰會這麼蠢啊

3.咖啡

將生咖啡豆以高壓水蒸氣處理後，調整含水量，再浸泡於二氯甲烷醬之中以將咖啡豆裏面的咖啡因萃取出來。又干起當溶劑的老本行

處理過後的咖啡豆再經高溫烘豆可將二氯甲烷醬揮發，以製作出低咖啡因咖啡豆

• 三氯甲烷醬

三氯甲烷醬就是傳說中的氯仿，是常溫下為無色、有氣味的液體萌娘。

三氯甲烷醬是生產聚四氟乙烯（塑料瓶）的原料；也曾用作製冷劑，現已被淘汰。

1.溶劑

和姐姐二氯甲烷醬一樣，三氯甲烷醬成為實驗室的常用溶劑。作為溶劑她在藥物工業中也用於生產染料和殺蟲劑。她也能有效溶解許多游離態的生物鹼，所以常在從植物中提取藥物成分的過程中作為萃取劑使用。

比如它可用於從提取罌粟中提取嗎啡和從曼陀羅屬植物中提取東莨菪鹼。她也能夠溶解聚甲基丙烯酸甲酯，故此用於粘接有機玻璃。

2.麻醉

依舊和姐姐二氯甲烷醬一樣，三氯甲烷醬也曾作為麻醉劑被廣泛使用，也可為作鎮靜劑用。1847年11月4日，蘇格蘭婦產科醫生詹姆斯和幾個朋友為尋找可代替乙醚作為全身麻醉劑的替代品，在他們自己身上做麻醉試驗，過程中發現了三氯甲烷醬。隨後，在外科手術中使用三氯甲烷醬作為麻醉劑的方法迅速在歐洲各地傳播開來。

比如在英國維多利亞女王最後兩個孩子的出生過程中，醫生斯諾就使用三氯甲烷醬了作為麻醉劑。

不過由於短時間吸入已經會產生暈眩、疲倦、頭痛等症狀，也有具有致癌性，所以現在三氯甲烷醬也基本上也被淘汰。

3.製冷

三氯甲烷醬作為有機合成的原料，可用於製作氯氟烴（氟利昂）。

• 四氯化碳醬(四氯甲烷或氯烷)

四氯化碳醬，常態下為無色液體。過去常用作滅火器中的滅火無機物質，同樣也曾經是常用的冷卻劑。她在各個氯代甲烷萌娘中毒性最強。

她也繼承了氯代甲烷萌娘的特性，能作為一種有機溶劑，她非常容易溶解其它非極性化合物，例如脂肪和油。她也能溶解碘。

她在常溫下穩定，但是在高溫下會水解並放出光氣娘。夢幻聯動

$$\ce{CCl4 + H2O -> COCl2 + 2HCl}$$

在五氯化銻作為催化劑，四氯化碳醬會與氟化氫反應，可以生成氟氯甲烷（福祿家完），如一氟三氯甲烷娘、二氟二氯甲烷娘，即氟利昂製冷劑。

$$\ce{CCl4 + HF -> CCl3F + HCl}$$

$$\ce{CCl4 + 2HF-> CCl2F2 + 2HCl}$$

在高溫下與硫娘反應生成二硫化碳醬。

$$\ce{CCl4 + 6S ->[>200^{\circ}C] CS2 + 2S2Cl2}$$

這反應也能逆向成立，這是20世紀50年代，四氯化碳醬的主要製備方法。

是在105至130℃的溫度下由氯化二硫化碳製得的。

$$\ce{CS2 + 3Cl2 ->[105^{\circ}C-130^{\circ}C] CCl4 + S2Cl2}$$

影響力

在過去的地質時期的大氣層，甲烷娘和氮娘及二氧化碳娘是主要成分。她也是主要的溫室氣體，為提升地球氣溫做出了極大貢獻。

甲烷娘作為一種溫室氣體，暖化氣候的能力是二氧化碳娘的21倍，所以一些素食主義者宣稱不吃牛娘或者羊娘的肉可以保護地球，因為牛羊們吃草卻不能完全消化，而動物消化排放的甲烷娘大約佔全世界甲烷娘排放量的17%。接下來的100年中，其單位質量所能產生的溫室效應為二氧化碳娘的29倍、氣溶膠相互作用的32倍。現在全球甲烷娘的大氣含量水平已經升至 1800 ppb是工業化前（722 ppb）的2.5倍，也是至八十萬年來的最高水平。

由於和空氣娘的重量比是0.54，也就是說會自然浮起來，所以甲烷娘在地面產生後，會由上升氣流帶入平流層。

與人類

甲烷娘是重要的燃料，是天然氣娘中含量最多的氣體，在沼澤，地下化石燃料層，動物們的消化道都有發現。

甲烷娘也是天然氣的最主要成分，人們要大量獲取她。主要來源有：

1. 天然源頭（如沼澤）：23%
2. 從化石燃料中提取：20%
3. 動物（如牛）的消化過程：17%
4. 稻田之中的細菌：12%
5. 有機廢物的分解
6. 可燃冰的開採

製備

這麼可愛的萌娘為什麼不看看呢？

實驗室製法

實驗室製法：醋酸鈉與鹼石灰共熱以製取甲烷娘。

方程式：

$$\ce{CH3COONa + NaOH -> CH4 ^ + Na2CO3}$$

然而甲烷娘並不貴，可以較便宜地購買到。

工業製法

在大自然中甲烷娘並不稀有，所以工業上人們會直接開採。