metana adalah hidrokarbon paling sederhana yang berbentuk gas dengan rumus kimia ch4.
metana murni tidak berbau, tetapi jika digunakan untuk keperluan komersial, biasanya ditambahkan sedikit bau belerang untuk mendeteksi kebocoran yang mungkin terjadi.
sebagai komponen utama gas alam, metana adalah sumber bahan bakar utama.
pembakaran satu molekul metana dengan oksigen akan melepaskan satu molekul karbondioksida) dan dua molekul h2o (air):
ch4 + 2o2  co2 + 2h2o
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 miliar), naik dari 700 nmol/mol pada tahun 1750.
pada tahun 2008, kandungan gas metana di atmosfer sudah meningkat kembali menjadi 1.800 nmol/mol. carbon dioxide, methane rise sharply in 2007
karakteristik kimia dan ikatan
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.
pada suhu ruangan dan tekanan standar, metana adalah gas yang tidak berwarna darn tidak berbau.
bau dari metana (yang sengaja dibuat demi alasan keamanan) dihasilkan dari penambahan odoran seperti metanathiol atau etanathiol.
metana mempunyai titik didih 161 c (257.8 f) pada tekanan 1 atmosfer.
nist chemistry webbook sebagai gas, metana hanya mudah terbakar bila konsentrasinya mencapai 5-15% di udara.
metana yang berbentuk cair tidak akan terbakar kecuali diberi tekanan tinggi (4-5 atmosfer).
reaksi-reaksi utama pada metana adalah pembakaran, 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, tetapi karena jumlahnya yang terbatas maka tidak dapat digunakan dalam reaksi skala industri.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 23852420.
seperti hidrokarbon lainnya, metana adalah asam yang sangat lemah.
nilai pka-nya pada dmso diperkirakan 56.equilibrium acidities in dimethyl sulfoxide solution frederick g.
bordwell acc. chem. res.; 1988; 21(12) pp 456  463; metana tidak dapat dideprotonasi dalam larutan, tetapi konjugat basanya dengan metillitium sudah diketahui.
protonasi dari metana dapat dibuat dengan cara mereaksikannya dengan asam super sehingga menghasilkan ch5+, terkadang disebut ion metanium.wesley h. bernskoetter, cynthia k. schauer, karen i. goldberg and maurice brookhart "characterization of a rhodium(i) -methane complex in solution"
science 2009, vol. 326, pp. 553556.
pada reaksi pembakaran metana, ada beberapa tahap yang dilewati.
hasil awal yang didapat adalah formaldehida (hcho atau akhirnya, co akan teroksidasi dan membentuk hasil reaksi akhir dari persamaan diatas adalah:
ch4 + 2 o2  co2 + 2 h2o (h = 891 kj/mol (dalam kondisi temperatur dan tekanan standar))
reaksi dengan halogen
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.m. rossberg et al. chlorinated hydrocarbons in ullmanns encyclopedia of industrial chemistry 2006, wiley-vch, weinheim.
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 jalur pipa.
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.
sampai saat ini belum diketahui dengan pasti apakah beberapa tanaman juga termasuk dalam emisi metana.
don't blame plants", sciencenow, 14 january 2009
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 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 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 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 hidrat/klarat merupakan salah satu sumber masa depan metana yang potensial.
saat ini, hewan ternak adalah penyumbang 16% emisi metana dunia ke atmosfer.miller, g. tyler.
sustaining the earth: an integrated approach.
u.s.a.: thomson advantage books, 2007.
beberapa penelitian telah menemukan beberapa cara untuk mengurangi metana yang dihasilkan oleh hewan pemamah biak.
research on use of bacteria from the stomach lining of kangaroos (who don't emit methane) to reduce methane in cattle
sebuah studi yang paling baru pada tahun 2009 menyebutkan bahwa 51% emisi gas rumah kaca global dihasilkan oleh siklus hidup dan rantai pengiriman produk ternak, termasuk semua daging, susu dan produk samping lainnya, dan proses pengangkutan mereka.
di atmosfer bumi
metana juga berpengaruh terhadap rusaknya lapisan ozon.
ozon  wpyw na ycie czowieka, ozonowanie/ewa sroka, group: freony i inne zwizki, reakcje rozkadu ozonu.
twenty questions and answers about the ozone layer, unep/d.w. fahey 2002, pp. 12, 34, 38
sebagai tambahan, ada sejumlah besar metana dalam bentuk metana klarat di dasar laut dan kerak bumi.
sebagian besar metana ini dihasilkan oleh proses metanogenesis.
pada tahun 2010, kandungan metana di arktik diperkirakan 1850 nmol/mol, 2 kali lebih tinggi jika dibandingkan sampai 400.000 tahun sebelumnya.
pada sejarahnya, konsentrasi metana di atmosfer bumi berkisar antara 300 dan 400 nmol/mol selama periode glasial/zaman es dan 600-700 nmol/mol pada periode interglasial.
level konsentrasi metana ini bahkan bertambah jauh lebih besar daripada penambahan karbon dioksida.
ipcc fourth assessment report, working group 1, chapter 2
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,).
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.
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.
di luar bumi
metana telah terdeteksi dan dipercaya eksis di beberapa lokasi di tata surya.
di kebanyakan tempat, dipercaya metana dibentuk oleh proses abiotik, kecuali di mars dan titan.
bulan  jejak terdeteksi dari permukaan
mars  atmosfer mars mengandung 10 nmol/mol metana.
di bulan januari 2009, ilmuwan nasa mengumumkan bahwa mereka telah mengetahui kalau mars beberapa kali melepaskan metana ke atmosfernya di beberapa lokasi, sehingga beberapa ilmuwan ini berspekulasi adanya aktivitas biologi di bawah permukaan mars.
mars vents methane in what could be sign of life, washington post, january 16, 2009
yupiter  atmosfernya mengandung 0.3% metana
saturnus  atmosfernya mengandung 0.4% metana
titan  atmosfernya mengandung 1.6% metana dan ada ribuan danau metana yang telah ditemukan di permukaannya.
di bagian atas dari atmosfernya, metana diubah menjadi molekul lain yang lebih kompleks misalnya asetilena, sebuah proses yang juga menghasilkan molekul hidrogen.
ada bukti bahwa asetilena dan hidrogen diproses ulang menjadi metana di permukaannya.
para ilmuwan memperkirakan adanya katalis eksotik, atau bentuk-bentuk kehidupan metanogenik yang belum dikenali.
march 23, 2010.
enceladus  atmosfernya mengandung 1.7% metanawaite, j. h.; et al.; (2006); cassini ion and neutral mass spectrometer: enceladus plume composition and structure, science, vol. 311, no. 5766, pp. 14191422
uranus  atmosfernya mengandung 2.3% metana
ariel  metana dipercaya sebagai salah satu konstituen dalam permukaan es pada ariel.
oberon  sekitar 20% permukaan oberon terdiri dari senyawa karbon-nitrogen yang mengandung metana
titania  sekitar 20% permukaan titania terdiri dari senyawa organik yang mengandung metana
umbriel  metana merupakan salah satu konstituen es permukaan umbriel
neptunus  atmosfernya mengandung 1.6% metana
triton  triton mempunyai atmosfer yang mengandung nitrogen dalam jumlah kecil dengan metana dekat permukaannya.
pluto  analisis spektroskopik dari permukaan pluto mengindikasikan adanya sejumlah kecil metana
charon  metana dipercaya ada di charon, tetapi belum dapat dipastikan
eris  cahaya inframerah dari objek mengindikasikan adanya es metana
komet hyakutake  observasi terestrial menemukan etana dan metana pada komet ini
planet ekstrasurya hd 189733b  ini adalah pendeteksian pertama kalinya bahwa ditemukan senyawa organik pada planet di luar tata surya.
sumbernya masih belum diketahui, ditambah lagi dengan suhu planet yang panas (sekitar 700 c) maka biasanya akan membentuk karbon monoksida.
metana tidak beracun, tetapi 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.
kategori:gas rumah kaca
kategori:bahan bakar gas