Sifat Gas Metana: Berat Jenis, Titik Didih, Titik Lebur, Rumus Kimia, Kelarutan
Gas metana adalah gas tak berwarna dan tidak berbau yang terdapat secara melimpah di alam dan sebagai produk dari beberapa aktivitas manusia tertentu.
Metana merupakan anggota paling sederhana dari seri parafin hidrokarbon dan termasuk salah satu dari gas rumah kaca yang paling kuat. Rumus kimianya adalah CH4.
Sifat Kimia Metana
Metana lebih ringan dari udara, memiliki berat jenis sebesar 0.554.
Gas ini hanya sedikit larut dalam air.
Metana mudah terbakar di udara, membentuk karbon dioksida dan uap air; nyala api yang dihasilkan pucat, sedikit bercahaya, dan sangat panas.
Titik didih metana adalah −162 °C (−259.6 °F) dan titik leburnya adalah −182.5 °C (−296.5 °F).
Secara umum, metana sangat stabil, tetapi campuran metana dan udara, dengan kandungan metana antara 5 hingga 14 persen volumenya, bersifat eksplosif.
Ledakan campuran tersebut sering terjadi di tambang batubara dan tempat penambangan dan telah menjadi penyebab banyak bencana tambang.
Metana, sebagai gas rumah kaca, berkontribusi terhadap efek pemanasan global. Meskipun terdapat dalam jumlah yang lebih kecil daripada gas karbon dioksida, metana jauh lebih kuat dalam menangkap radiasi inframerah dan menyimpan panas di atmosfer.
Konsentrasi metana di atmosfer telah meningkat secara signifikan dalam beberapa dekade terakhir, terutama karena aktivitas manusia seperti pertanian, produksi energi, dan limbah.
Selain itu, metana juga terlibat dalam berbagai reaksi kimia penting. Gas ini digunakan sebagai bahan baku dalam industri kimia untuk menghasilkan senyawa organik lainnya.
Metana dapat diubah menjadi metanol melalui proses oksidasi parsial, yang memiliki banyak aplikasi dalam pembuatan produk kimia dan bahan bakar alternatif.
Sumber Metana
Secara alami, metana diproduksi oleh dekomposisi bakteri anaerob dari materi nabati di bawah air (kadang-kadang disebut gas rawa atau gas rawa).
Rawa adalah sumber alami utama metana yang diproduksi dengan cara ini. Sumber alami lain dari metana yang penting termasuk rayap (sebagai hasil dari proses pencernaan), gunung berapi, ventilasi di dasar laut, dan deposit hidrat metana yang terjadi di sepanjang tepi benua dan di bawah es Antartika dan permafrost Arktik.
Metana juga merupakan komponen utama dari gas alam / natural gas, yang mengandung 50 hingga 90 persen metana (tergantung pada sumbernya), dan terjadi sebagai komponen dari gas ledak (gas mudah terbakar) di sepanjang lapisan batubara.
Produksi dan pembakaran gas alam dan batubara adalah sumber metana antropogenik (berhubungan dengan manusia) yang utama.
Kegiatan seperti ekstraksi dan pengolahan gas alam serta distilasi destruktif dari batubara bituminus dalam pembuatan gas batubara dan gas kok-oven menghasilkan pelepasan jumlah metana yang signifikan ke atmosfer.
Kegiatan manusia lainnya yang terkait dengan produksi metana termasuk pembakaran biomassa, peternakan ternak, dan pengelolaan limbah (di mana bakteri menghasilkan metana saat mereka mendekomposisi lumpur di fasilitas pengolahan limbah dan materi yang membusuk di tempat pembuangan sampah).
Penggunaan Metana
Metana adalah sumber penting hidrogen dan beberapa bahan kimia organik.
Metana bereaksi dengan uap air pada suhu tinggi untuk menghasilkan karbon monoksida dan hidrogen; yang terakhir digunakan dalam pembuatan amonia untuk pupuk dan bahan peledak.
Bahan kimia berharga lainnya yang berasal dari metana termasuk metanol, kloroform, karbon tetraklorida, dan nitrometana.
Pembakaran tidak lengkap metana menghasilkan karbon hitam, yang banyak digunakan sebagai agen penguat dalam karet yang digunakan untuk ban mobil.
Peran sebagai Gas Rumah Kaca
Metana yang diproduksi dan dilepaskan ke atmosfer diambil oleh penyerap metana, yang mencakup tanah dan proses oksidasi metana di troposfer (lapisan atmosfer terendah).
Sebagian besar metana yang diproduksi secara alami dikompensasi oleh penyerap alami.
Produksi metana antropogenik, bagaimanapun, dapat menyebabkan peningkatan konsentrasi metana lebih cepat daripada yang dikompensasi oleh penyerap.
Sejak tahun 2007, konsentrasi metana di atmosfer Bumi telah meningkat sebesar 6,8–10 bagian per miliar (ppb) per tahun.
Pada tahun 2022, metana atmosfer mencapai 1908,61 ppb, sekitar tiga kali lebih tinggi daripada tingkat pra-industri, yang berada pada 600–700 ppb.
Peningkatan konsentrasi metana di atmosfer berkontribusi pada efek rumah kaca, di mana gas rumah kaca (terutama karbon dioksida, metana, dan uap air) menyerap radiasi inframerah (energi panas bersih) dan memancarkannya kembali ke permukaan Bumi, berpotensi menangkap panas dan menyebabkan perubahan yang signifikan dalam iklim.
Peningkatan metana atmosfer juga menambah efek rumah kaca secara tidak langsung.
Sebagai contoh, dalam oksidasi metana, radikal hidroksil (OH−) menghilangkan metana dengan bereaksi dengannya untuk membentuk karbon dioksida dan uap air, dan ketika konsentrasi metana atmosfer meningkat, konsentrasi radikal hidroksil menurun, efektif memperpanjang masa hidup atmosfer metana.