Metana: Perbedaan antara revisi

| MeltingPtK = 86

| BoilingPtK = 111

| LogP = 1.09

}}

| NFPA-F = 4

| NFPA-R = 0

| ExploLimits = 5–15% <ref name=msds>{{cite web|title=Safety Data Sheet: Methane|url=http://www.chemadvisor.com/Matheson/database/msds/00244226000800003.PDF|publisher=Matheson Tri-Gas|accessdate=4 December 2011|author=Matheson Tri-Gas|authorlink=Matheson (compressed gas & equipment)|date=Dec 4, 2009}}</ref>

}}

[[Metana di atmosfer|Metana]] adalah salah satu [[gas rumah kaca]]. Konsentrasi metana di atmosfer pada tahun 1998, dinyatakan dalam [[fraksi mol]], adalah 1.745 nmol/mol (bagian per milyar), naik dari 700 nmol/mol pada tahun 1750. Pada tahun 2008, level gas metana di atmosfer sudah meningkat kembali menjadi 1.800 nmol/mol.<ref>[http://www.noaanews.noaa.gov/stories2008/20080423_methane.html Carbon Dioxide, Methane Rise Sharply in 2007]</ref>

 

Metana adalah molekul tetrahedral dengan empat ikatan C-H yang ekuivalen. Struktur elektroniknya dapat dijelaskan dengan 4 ikatan orbital molekul yang dihasilkan dari orbital valensi C dan H yang saling melengkapi. Energi orbital molekul yang kecil dihasilkan dari orbital 2s pada atom karbon yang saling berpasangan dengan orbital 1s dari 4 atom hidrogen.

 

 

Reaksi-reaksi utama pada metana adalah [[pembakaran]], [[pembentukan ulang bahan bakar|pembentukan ulang uap]] menjadi [[syngas]], dan [[halogenasi]]. Secara umum, reaksi metana sulit dikontrol. Oksidasi sebagian menjadi [[metanol]], misalnya, merupakan reaksi yang agak sulit untuk dilakukan karena reaksi kimia yang terjadi tetap membentuk [[karbon dioksida]] dan [[air]] meskipun jumlah oksigen yang tersedia tidak mencukupi. Enzim [[metana monooksigenase]] dapat digunakan untuk memproduksi metanol dari metana, tapi karena jumlahnya yang terbatas maka tidak dapat digunakan dalam reaksi skala industri.<ref>Mu-Hyun Baik, Martin Newcomb, Richard A. Friesner, and Stephen J. Lippard "Mechanistic Studies on the Hydroxylation of Methane by Methane Monooxygenase" Chem. Rev., 2003, vol. 103, pp 2385–2420. {{DOI|10.1021/cr950244f}}</ref>

 

Seperti hidrokarbon lainnya, metana adalah asam yang sangat lemah. Nilai pKa-nya pada [[Dimetil sulfoksida|DMSO]] diperkirakan 56.<ref>''Equilibrium acidities in dimethyl sulfoxide solution'' Frederick G. Bordwell [[Acc. Chem. Res.]]; '''1988'''; 21(12) pp 456 – 463; {{DOI|10.1021/ar00156a004}}</ref> Metana tidak dapat dideprotonasi dalam larutan, tapi [[konjugat basa]]nya dengan [[metillitium]] sudah diketahui. Protonasi dari metana dapat dibuat dengan cara mereaksikannya dengan [[asam super]] sehingga menghasilkan CH₅⁺, terkadang disebut ion [[metanium]]. <ref>Wesley H. Bernskoetter, Cynthia K. Schauer, Karen I. Goldberg and Maurice Brookhart "Characterization of a Rhodium(I) σ-Methane Complex in Solution" Science 2009, Vol. 326, pp. 553–556. {{DOI|10.1126/science.1177485}}</ref>

 

Pada reaksi [[pembakaran]] metana, ada beberapa tahap yang dilewati. Hasil awal yang didapat adalah [[formaldehida]] (HCHO atau {{chem|H|2|CO}}). Oksidasi formaldehid akan menghasilkan [[radikal (kimia)|radikal]] formil (HCO), yang nantinya akan menghasilkan [[karbon monoksida]] (CO):

:CH₄ + O₂ → CO + H₂ + H₂O

{{portalkimia}}

 

Metana bereaksi dengan halogen maka reaksi kimianya adalah:

:CH₄ + X₂ → CH₃X + HX

dimana X adalah atom [[halogen]]: [[fluorin]] (F), [[klorin]] (Cl), [[bromin]] (Br), atau [[iodin]] (I). Mekanisme untuk proses ini dinamakan [[halogenasi radikal bebas]]. Reaksi dimulai dengan radikal Cl· menempel pada metana untuk menghasilkan CH₃·, keduanya bergabung dan membentuk [[metil klorida]] (CH₃Cl). Reaksi lainnya akan menghasilkan [[diklorometana]] (CH₂Cl₂), [[kloroform]] (CHCl₃), dan [[karbon tetraklorida]] (CCl₄). Energi yang diperlukan untuk reaksi ini dapat melalui radiasi ultraviolet atau pemanasan.<ref name=Ullmann>M. Rossberg et al. “Chlorinated Hydrocarbons” in Ullmann’s Encyclopedia of Industrial Chemistry 2006, Wiley-VCH, Weinheim. {{DOI|10.1002/14356007.a06_233.pub2}}</ref>

 

Metana digunakan dalam proses industri kimia dan dapat diangkut sebagai cairan yang dibekukan (gas alam cair, atau [[LNG]]). Ketika dalam bentuk cairan yang dibekukan, metana akan lebih berat daripada udara karena gas metana yang didinginkan akan mempunyai massa jenis yang lebih besar, . Metana yang berada pada suhu ruangan biasa akan lebih ringan daripada udara. Gas alam, yang sebagian besar adalah metana, biasanya didistribusikan melalui [[transportasi jalur pipa|jalur pipa]].

 

{{main|Gas alam}}

Metana adalah salah satu bahan bakar yang penting dalam [[pembangkitan listrik]], dengan cara membakarnya dalam [[gas turbin]] atau [[pemanas]] uap. Jika dibandingkan dengan [[bahan bakar fosil]] lainnya, pembakaran metana menghasilkan gas [[karbon dioksida]] yang lebih sedikit untuk setiap satuan panas yang dihasilkan. [[Panas pembakaran]] yang dihasilkan metana adalah 891 kJ/mol. Jumlah panas ini lebih sedikit dibandingkan dengan bahan bakar hidrokarbon lainnya, tapi jika dilihat rasio antara panas yang dihasilkan dengan massa molekul metana (16 g/mol), maka metana akan menghasilkan panas per satuan massa (55,7 kJ/mol) yang lebih besar daripada hidrokarbon lainnya. Di banyak kota, metana dialirkan melalui pipa ke rumah-rumah dan digunakan untuk [[pemanas]] rumah dan kebutuhan memasak. Metana yang dialirkan di rumah ini biasanya dikenal dengan [[gas alam]]. Gas alam mempunyai kandungan energi 39 [[megajoule]] per meter kubik, atau 1.000 [[BTU]] per [[kaki kubik standar]].

Metana dalam bentuk [[gas alam terkompresi]] digunakan sebagai [[bahan bakar kendaraan]] dan telah terbukti juga sebagai bahan bakar yang lebih ramah lingkungan daripada bahan bakar fosil lain macam bensin dan diesel.<ref>{{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|date=April 29, 2008|author=Clayton B. Cornell}}</ref>

 

{{Main|Metanogenesis}}

Di alam, metana diproduksi oleh alam dalam proses yang disebut [[metanogenesis]]. Proses yang memiliki beberapa tahap ini digunakan oleh beberapa mikroorganisme sebagai sumber energi. Reaksi bersihnya adalah:

Sampai saat ini belum diketahui dengan pasti apakah beberapa tanaman juga termasuk dalam emisi metana.<ref>{{cite journal |author=Hamilton JT, McRoberts WC, Keppler F, Kalin RM, Harper DB |title=Chloride methylation by plant pectin: an efficient environmentally significant process |journal=Science |volume=301 |issue=5630 |pages=206–9 |year=2003 |month=July |pmid=12855805 |doi=10.1126/science.1085036|bibcode = 2003Sci...301..206H }}</ref><ref>[http://sciencenow.sciencemag.org/cgi/content/full/2009/114/1 "Methane Emissions? Don't Blame Plants"], ScienceNOW, 14 January 2009</ref><ref>{{cite web |url=http://environment.newscientist.com/article/mg19626322.900-plants-do-emit-methane-after-all.html |title=Plants do emit methane after all |publisher=New Scientist |date= 2 December 2007}}</ref>

 

Metana dapat diproduksi dengan [[hidrogenasi]] karbon dioksida dalam [[proses Sabatier]]. Metana juga merupakan hasil sampaing hidrogenasi karbon monoksida dalam [[proses Fischer-Tropsch]]. Teknologi ini dipakai dalam skala industri untuk memproduksi molekul yang rantainya lebih panjang dari metana.

 

Metana ditemukan dan diisolasi oleh [[Alessandro Volta]] antara tahun 1776 dan 1778 ketika ia mempelajar gas rawa dari [[Danau Maggiore]]. Metana merupakan komponen utama pada gas alam, sekitar 87% dari volume. Saat ini, metana dihasilkan dari ekstraksi di [[ladang gas alam]]. Gas alam pada level dangkal (tekanan rendah) dibentuk oleh [[dekomposisi]] [[organisme anaerob|anaerob]] beberapa [[substansi organik]] dan membentuk metana dari dalam, jauh dari permukaan bumi. Secara umum, sedimen ini terkubur jauh di dalam dan karena mengalami suhu dan tekanan tinggi, maka terbentuk gas alam.

 

Metana biasanya diangkur melalui [[transportasi jalur pipa|jalur pipa]] dalam bentuk gas alam atau juga dengan [[pengangkut LNG]] bila dibawa dalam bentuk cair, hanya beberapa negara saja yang mengangkutnya memakai truk.

 

Selain ladang gas, metode alternatif untuk mendapatkan metana adalah melalui [[biogas]] yang dihasilkan oleh [[fermentasi (biokimia)|fermentasi]] substansi organik, misalnya [[pupuk kandang]], limbah cair, tempat pembuangan sampah, pada kondisi anaerob (tanpa oksigen). Penanaman [[padi]] juga menghasilkan metana dalam jumlah besar selama pertumbuhannya. [[Metana klarat|Metana hidrat/klarat]] merupakan salah satu sumber masa depan metana yang potensial. Saat ini, hewan ternak adalah penyumbang 16% emisi metana dunia ke atmosfer.<ref>Miller, G. Tyler. ''Sustaining the Earth: An Integrated Approach''. U.S.A.: Thomson Advantage Books, 2007. 160.</ref> Beberapa penelitian telah menemukan beberapa cara untuk mengurangi metana yang dihasilkan oleh hewan [[pemamah biak]].<ref>{{cite web |url=http://news.nationalgeographic.com/news/2002/05/0509_020509_belch.html

|title=New Zealand Tries to Cap Gaseous Sheep Burps

|accessdate=2011-03-02 }}</ref>

<ref>[http://www.alternet.org/story/72339/ Research on use of bacteria from the stomach lining of kangaroos (who don't emit methane) to reduce methane in cattle]</ref>

|publisher=World Watch, www.worldwatch.org, http://en.wiki-indonesia.club/wiki/Worldwatch_institute

|year=November/ December 2009

|author=Goodland, Robert, and Anhang, Jeff.}}</ref>

 

{{Main|Metana di atmosfer}}

Metana terbentuk dekat permukaan bumi, terutama karena aktivitas mikroorganisme yang melakukan proses [[metanogenesis]]. Gas ini kemudian terbawa ke [[stratosfer]] oleh udara yang naik di iklim [[tropis]]. Konsentrasi metana di udara sebenarnya sudah dapat dikontrol secara alami-tapi karena banyak aktivitas manusia yang menghasilkan metana maka sekarang membuat gas ini menjadi salah satu gas rumah kaca, penyebab [[pemanasan global]]. Secara alami, metana bereaksi dengan [[radikal hidroksil]]. Metana memiliki waktu "hidup" sekitar 10 tahun,<ref>{{cite journal|last1=Boucher|first1=Olivier|last2=Friedlingstein|first2=Pierre|last3=Collins|first3=Bill|last4=Shine|first4=Keith P|title=The indirect global warming potential and global temperature change potential due to methane oxidation|journal=Environmental Research Letters|volume=4|issue=4|pages=044007|year=2009|doi=10.1088/1748-9326/4/4/044007|bibcode = 2009ERL.....4d4007B }}</ref> baru setelah itu akan hilang dengan berubah menjadi karbon dioksida dan air.

 

Metana di atmosfer bumi merupakan salah satu [[gas rumah kaca]] yang utama, dengan potensi pemanasan global 25 kali lebih besar daripada CO₂ dalam periode 100 tahun, <ref>{{cite journal|doi=10.1126/science.1174760|title=Improved Attribution of Climate Forcing to Emissions|year=2009|last1=Shindell|first1=D. T.|last2=Faluvegi|first2=G.|last3=Koch|first3=D. M.|last4=Schmidt|first4=G. A.|last5=Unger|first5=N.|last6=Bauer|first6=S. E.|journal=Science|volume=326|pages=716–8|pmid=19900930|issue=5953|bibcode=2009Sci...326..716S}}</ref>). Hal ini berarti, emisi metana lebih mempunyai efek 25 kali lipat daripada emisi karbon dioksida dengan jumlah yang sama dalam periode 100 tahun. Metana mempunyai efek yang besar dalam jangka waktu pendek (waktu "hidup" 8,4 tahun di atmosfer), sedangkan karbon dioksida mempunyai efek kecil dalam jangka waktu lama (lebih dari 100 tahun). Konsentrasi metana di atmosfer sudah meningkat 150% dari tahun 1750 dan menyumbang 20% efek radiasi yang dihasilkan gas rumah kaca secara global.<ref name="Technical summary">{{cite web|url=http://www.grida.no/climate/ipcc_tar/wg1/017.htm|title=Technical summary|work=Climate Change 2001|publisher=United Nations Environment Programme}}</ref> Biasanya, metana yang dihasilkan dari tempat pembuangan akhir akan dibakar sehingga dihasilkan CO₂ daripada metana, karena gas ini lebih berbahaya untuk ozon. Belakangan ini, metana yang dihasilkan dari penambangan batu bara telah berhasil digunakan untuk membangkitkan listrik.

 

Metana tidak beracun, tapi sangat mudah terbakar dan dapat menimbulkan [[ledakan]] apabila bercampur dengan udara. Metana sangat reaktif pada [[oksidator]], [[halogen]], dan beberapa senyawa lain yang mengandung unsur halogen. Metana juga bersifat [[gas asfiksian]] dan dapat menggantikan [[oksigen]] dalam ruangan tertutup. [[Asfiksia]] dapat terjadi apabila konsentrasi oksigen di udara berkurang sampai di bawah 16% volume, karena kebanyakan orang hanya dapat mentoleransi pengurangan kadar oksigen sampai 16% tanpa merasa sakit. Gas metana dapat masuk ke dalam interior sebuah gedung yang dekat dengan [[tempat pembuangan akhir]] dan menyebabkan orang didalamnya terpapar metana. Beberapa gedung telah dilengkapi sistem keamanan dibawah ''basement'' mereka untuk secara aktif menghisap gas metana ini dan membuangnya keluar gedung.

 

{{Colbegin|3}}

*[[Kecelakaan tambang Zasyadko 2007]]

{{Colend}}

 

{{Reflist|2}}

 

Metana telah terdeteksi dan dipercaya eksis di beberapa lokasi di [[tata surya]]. Di kebanyakan tempat, dipercaya metana dibentuk oleh proses [[komponen abiotik|abiotik]], kecuali di [[Mars]] dan [[Titan (bulan)|Titan]].

 

*[[Komet Halley]]

*[[Komet Hyakutake]] – observasi terestrial menemukan [[etana]] dan metana pada komet ini<ref name="science">{{cite journal|author=Mumma, M.J.|coauthors = Disanti, M.A., dello Russo, N., Fomenkova, M., Magee-Sauer, K., Kaminski, C.D., and D.X. Xie|title=Detection of Abundant Ethane and Methane, Along with Carbon Monoxide and Water, in Comet C/1996 B2 Hyakutake: Evidence for Interstellar Origin|journal=Science|year=1996|volume=272|pages=1310–4|bibcode=1996Sci...272.1310M|doi = 10.1126/science.272.5266.1310|pmid=8650540|issue=5266}}</ref>

*[[Awan antarbintang]]s<ref>{{cite journal|author=J. H. Lacy, J. S. Carr, N. J. Evans, II, F. Baas, J. M. Achtermann, J. F. Arens|title=Discovery of interstellar methane&nbsp;— Observations of gaseous and solid CH4 absorption toward young stars in molecular clouds|journal=Astrophysical Journal|year=1991|volume=376|pages=556–560|bibcode=1991ApJ...376..556L|doi=10.1086/170304}}</ref>

 

{{reflist}}

 

{{Commons|Methane}}

{{Portal|Kimia}}