1. Nama Senyawa : Metana
2. Rumus Molekul : CH 4
3. Rumus Struktur :
4. Latar
Belakang :
Metana adalah senyawa kimia dengan rumus kimia CH 4. Ini adalah sederhana alkana , dan komponen utama dari gas alam. Pembakaran metana dalam kehadiran oksigen menghasilkan karbon dioksida dan air . Kelimpahan relatif dari metana membuatnya menjadi menarik
bahan bakar . Namun, karena merupakan gas pada suhu normal dan
tekanan , metana sulit untuk
mengangkut dari sumbernya. Hal ini umumnya diangkut dalam jumlah besar oleh pipa dalam bentuk gas alam, atau operator LNG dalam bentuk cair yang; beberapa
negara mengangkutnya dengan truk.
Metana ditemukan dan
diisolasi oleh Alessandro Volta antara 1776 dan 1778 ketika
mempelajari gas rawa dari Danau Maggiore .
Metana adalah relatif ampuh gas rumah kaca . Dibandingkan dengan karbon dioksida , ia memiliki tinggi potensi pemanasan
global dari 72 (dihitung
selama periode 20 tahun) atau 25 (untuk jangka waktu 100 tahun). Ia memiliki seumur hidup bersih sekitar 10 tahun, dan terutama dihapus oleh reaksi dengan radikal hidroksil di atmosfer, menghasilkan karbon
dioksida dan air.
Fraksi mol metana di
atmosfer bumi pada tahun 1998 adalah 1745 nmol / mol (bagian per miliar, ppb),
naik dari 700 nmol / mol tahun 1750. Pada tahun 2008, bagaimanapun, tingkat
metana global, yang tinggal sebagian besar datar sejak tahun 1998, meningkat
menjadi 1.800 nmol / mol. Pada tahun 2010, tingkat metana di Arktik diukur pada 1850
nmol / mol, ilmuwan tingkat digambarkan sebagai lebih tinggi dari pada setiap
saat dalam 400.000 tahun sebelumnya. Secara historis, metana konsentrasi di atmosfer dunia telah
berkisar antara 300 dan 400 nmol / mol selama periode glasial umumnya dikenal
sebagai zaman es , dan antara 600 sampai 700 nmol / mol
selama hangat interglasial periode.
Selain itu, ada
sejumlah (tapi tidak diketahui) besar metana di clathrates metana di lantai laut. Bumi kerak mengandung metana dalam jumlah besar.
Sejumlah besar metana diproduksi anaerobik oleh metanogenesis . Sumber-sumber lain termasuk gunung berapi lumpur , yang dihubungkan dengan kesalahan
geologi dalam; TPA , dan peternakan (terutama ruminansia ) dari fermentasi enterik .
Sifat-Sifat Metana
Metana merupakan komponen utama gas alam, sekitar 87%
volume. Pada suhu kamar dan tekanan standar , metana adalah gas tidak berwarna,
tidak berbau; bau akrab gas alam seperti yang digunakan di rumah adalah
ukuran keselamatan dicapai dengan penambahan bau , sering methanethiol atau ethanethiol . Metana memiliki titik didih -161 ° C (-257,8 ° F ) pada tekanan satu atmosfer . Sebagai gas itu mudah terbakar hanya sedikit rentang konsentrasi
(5-15%) di udara. Metana cair tidak membakar kecuali mengalami tekanan tinggi
(biasanya 4-5 atmosfer).
Sifat Fisik :
- Rumus molekul : CH4
- Berat molekul : 16 g/mol
- Titik leleh : -182 °C
- Titik didih : -162 °C
- Densitas : 0.423 g/cm3
- Fase pada 250 °C : gas
Sifat Kimia :
- Pada umumnya alkana sukar bereaksi dengan senyawa lainnya.
- Dalam oksigen berlebih, alkana dapat terbakar menghasilkan
kalor,
Karbondioksida dan uap air.
-
Jika alkana direaksikan dengan unsur-unsur halogen (F2, Cl2,
Br2, I2), atom atom H pada alkana akan digantikan oleh
atom-atom halogen.
CH4 + Cl2
⇄ CH3Cl + HCl
Sifat lainnya :
Metana sangat mudah terbakar. Campuran dari metana dengan udara yang
eksplosif dalam kisaran 5-15% volume metana.
Metana dapat bereaksi keras atau eksplosif dengan oksidator kuat, seperti oksigen, halogen atau senyawa interhalogen.
Pada metana konsentrasi tinggi menyebabkan keadaan sesak nafas bertindak sebagai suatu.
Metana dapat bereaksi keras atau eksplosif dengan oksidator kuat, seperti oksigen, halogen atau senyawa interhalogen.
Pada metana konsentrasi tinggi menyebabkan keadaan sesak nafas bertindak sebagai suatu.
Penggunaan
1. Bahan Bakar
Metana adalah penting
untuk pembangkit listrik dengan membakar sebagai bahan bakar
dalam turbin gas atau uap boiler . Dibandingkan dengan lain bahan bakar hidrokarbon , terbakar menghasilkan metana kurang karbon dioksida untuk setiap unit panas dilepaskan.
Pada sekitar 891 kJ / mol, metana yang panas pembakaran lebih rendah daripada hidrokarbon
lainnya tetapi rasio panas pembakaran (891 kJ / mol) dengan massa molekul (16,0
g / mol, yang 12,0 g / mol adalah karbon) menunjukkan bahwa metana, menjadi
hidrokarbon sederhana, menghasilkan panas lebih per unit massa (55,7 kJ / g)
dibandingkan hidrokarbon kompleks lainnya. Di banyak kota, metana disalurkan ke
rumah-rumah untuk domestik pemanasan dan tujuan memasak. Dalam konteks ini
biasanya dikenal sebagai gas alam , dan dianggap memiliki kandungan energi
dari 39 megajoule per meter kubik, atau 1.000 BTU per standar kaki kubik .
Metana dalam bentuk gas alam digunakan sebagai bahan bakar kendaraan , dan diklaim lebih ramah lingkungan
dibandingkan bahan bakar fosil lainnya seperti bensin / bensin dan solar. Penelitian adsorpsi metode penyimpanan metana untuk tujuan
ini telah dilakukan.
Penelitian sedang
dilakukan oleh NASA pada potensi metana sebagai bahan bakar roket . Salah satu keuntungan dari metana adalah bahwa hal itu
melimpah di banyak bagian dari sistem surya dan berpotensi dapat dipanen di
situ (yaitu pada permukaan lain surya- sistem tubuh), menyediakan bahan
bakar untuk perjalanan pulang.
Mesin metana saat ini
dalam pembangunan menghasilkan dorong 7.500 pound-force (33 kN ), yang jauh dari lbf 7.000.000 (31
MN) yang diperlukan untuk meluncurkan pesawat ulang alik . Sebaliknya, mesin tersebut
kemungkinan besar akan mendorong pelayaran dari Bulan atau mengirim ekspedisi
robot untuk lainnya planet di tata surya.
2. Penggunaan Dalam Industri
Metana
digunakan dalam proses industri kimia dan dapat diangkut sebagai cairan
didinginkan (gas alam cair, atau LNG. Sementara kebocoran dari wadah cairan
didinginkan pada awalnya lebih berat dari udara karena kepadatan peningkatan
gas dingin, gas pada suhu ambien lebih ringan dari udara. pipa Gas mendistribusikan sejumlah besar gas alam,
metana yang merupakan komponen utama.
Dalam
industri kimia, metana adalah bahan baku pilihan untuk produksi hidrogen, metanol , asam asetat , dan anhidrida
asetat . Ketika digunakan untuk memproduksi
salah satu bahan kimia ini, metana adalah pertama dikonversi menjadi gas sintesis , campuran karbon monoksida dan hidrogen, dengan steam
reforming . Dalam proses ini, metana dan uap bereaksi dengan nikel katalis pada suhu tinggi (700-1100 ° C).
Rasio karbon
monoksida ke hidrogen dalam gas sintesis kemudian dapat disesuaikan melalui reaksi gas
air pergeseran ke nilai
yang sesuai untuk tujuan yang dimaksudkan.
CO + H 2 O → CO 2 + H 2
Kurang
signifikan metana yang berasal dari bahan kimia termasuk asetilena , disiapkan dengan melewati metana melalui busur
listrik , dan chloromethanes ( chloromethane , diklorometana , kloroform , dan karbon
tetraklorida ),
diproduksi oleh metana bereaksi dengan klorin gas. Namun, penggunaan bahan kimia ini
menurun. [ kutipan
diperlukan ] Asetilen adalah digantikan oleh pengganti
mahal kurang [ rujukan? ], dan penggunaan chloromethanes berkurang karena masalah kesehatan
dan lingkungan.
5.
Proses
Pembuatan
-)Proses Alamiah
Tiga teori utama mengenai asal-usul metana disebut:
thermogenik, biogenik dan abiogenic. Teori thermogenik mengatakan metana yang
terbentuk ketika sisa-sisa tanaman dan hewan yang dikompresi pada tekanan jauh
di bawah tanah tinggi untuk jangka waktu yang panjang. Tumbuhan dan hewan
tumpukan di atas satu sama lain dan mendapatkan ditutupi dengan lumpur dan
sedimen lainnya. Akhirnya tekanan cukup diletakkan pada tanaman dan hewan untuk
kompres itu. Suhu tinggi jauh di bawah tanah dalam kombinasi dengan kompresi
ini memecah molekul karbon. Semakin dalam di tanah ini tumpukan kompos gas
lebih alami terbentuk. Dekat dengan permukaan deposito mengandung minyak lebih
dari gas alam karena minyak mengandung molekul karbon lebih dari gas alam dan
suhu tinggi tidak ada untuk memecahkan karbon negara down.The teori biogenik
bahwa metana tercipta ketika bahan organik diubah oleh kecil mikroorganisme.
Mikroorganisme ini ditemukan di usus hewan dan di daerah yang paling dekat
dengan permukaan bumi di mana oksigen tidak tersedia. Banyak metana yang
diproduksi dekat dengan permukaan menghilang ke atmosfir. Hal ini juga
terperangkap di bawah tanah dan kemudian dapat pulih seperti gas alam. Landfill
adalah contoh dari metana biogenik.
-)Biogas
Sumber-sumber lain
metana, komponen utama gas alam, termasuk gas lahan TPA, biogas dan hidrat
metana. Biogas,
dan terutama gas lahan TPA, sudah digunakan di beberapa daerah, tetapi
penggunaannya bisa sangat diperluas. Gas
lahan TPA adalah jenis biogas, namun biogas biasanya mengacu pada gas yang
dihasilkan dari bahan organik yang belum dicampur dengan limbah lainnya.
Gas lahan TPA dibuat dari dekomposisi sampah di tempat pembuangan sampah. Jika gas tidak dihapus, tekanan mungkin mendapatkan begitu tinggi bahwa ia bekerja jalan ke permukaan, menyebabkan kerusakan pada struktur TPA, bau yang tidak menyenangkan, vegetasi mati-off dan bahaya ledakan. Gas dapat dilepaskan ke atmosfer, menyala atau dibakar untuk menghasilkan listrik atau panas. Sistem eksperimental sedang diusulkan untuk digunakan di bagian Hertfordshire, Inggris dan Lyon di Perancis.
Setelah uap air dihapus, sekitar setengah gas TPA adalah metana. Hampir semua sisanya adalah karbon dioksida, tetapi ada juga sejumlah kecil nitrogen, oksigen dan hidrogen. Biasanya ada melacak jumlah hidrogen sulfida dan siloxanes, tetapi konsentrasi mereka sangat bervariasi. Gas lahan TPA tidak dapat didistribusikan melalui jaringan pipa gas utilitas alam kecuali dibersihkan untuk kurang dari 3% CO2, dan beberapa bagian per juta H2S, karena CO2 dan H2S menimbulkan korosi pada pipa . Hal ini biasanya lebih ekonomis untuk membakar gas di situs atau dalam jarak pendek dari TPA menggunakan pipa khusus. Uap air sering dihapus, bahkan jika gas dibakar di situs. Jika suhu rendah mengembun air dari gas, siloxanes bisa diturunkan juga karena mereka cenderung mengembun dengan uap air. Non-metana komponen juga dapat dihapus dalam rangka memenuhi standar emisi, untuk mencegah fouling peralatan atau untuk pertimbangan lingkungan. Co-menembak TPA gas dengan gas alam meningkatkan pembakaran, yang menurunkan emisi.
Gas yang dihasilkan di pabrik pengolahan limbah umumnya digunakan untuk menghasilkan listrik. Misalnya, limbah pabrik Hyperion di Los Angeles luka bakar 8 juta kaki kubik (230.000 m3) gas per hari untuk menghasilkan tenaga New York City menggunakan gas untuk menjalankan peralatan di pabrik limbah, untuk menghasilkan listrik, dan dalam boiler. Menggunakan gas limbah untuk membuat listrik tidak terbatas pada kota-kota besar. Kota Bakersfield, California menggunakan cogeneration di pabrik saluran pembuangan nya . California memiliki 242 pabrik pengolahan limbah air limbah, 74 dari yang telah terinstal digester anaerobik. Generasi biopower total dari 74 tanaman adalah sekitar 66 MW.
Biogas biasanya diproduksi menggunakan bahan limbah pertanian, seperti bagian lain tidak dapat digunakan tanaman dan pupuk. Biogas juga dapat diproduksi dengan memisahkan bahan organik dari limbah yang lain pergi ke tempat pembuangan sampah. Metode seperti ini lebih efisien daripada hanya menangkap gas TPA menghasilkan. Menggunakan bahan yang lain akan menghasilkan pendapatan tidak ada, atau bahkan biaya uang untuk menyingkirkan, meningkatkan keseimbangan energi profitabilitas dan produksi biogas.
Laguna anaerobik menghasilkan biogas dari kotoran, sedangkan reaktor biogas dapat digunakan untuk bagian pupuk kandang atau tanaman. Seperti gas TPA, sebagian besar biogas metana dan karbon dioksida, dengan sejumlah kecil nitrogen, oksigen dan hidrogen. Namun, dengan pengecualian pestisida, ada tingkat biasanya lebih rendah dari kontaminan.
Gas lahan TPA dibuat dari dekomposisi sampah di tempat pembuangan sampah. Jika gas tidak dihapus, tekanan mungkin mendapatkan begitu tinggi bahwa ia bekerja jalan ke permukaan, menyebabkan kerusakan pada struktur TPA, bau yang tidak menyenangkan, vegetasi mati-off dan bahaya ledakan. Gas dapat dilepaskan ke atmosfer, menyala atau dibakar untuk menghasilkan listrik atau panas. Sistem eksperimental sedang diusulkan untuk digunakan di bagian Hertfordshire, Inggris dan Lyon di Perancis.
Setelah uap air dihapus, sekitar setengah gas TPA adalah metana. Hampir semua sisanya adalah karbon dioksida, tetapi ada juga sejumlah kecil nitrogen, oksigen dan hidrogen. Biasanya ada melacak jumlah hidrogen sulfida dan siloxanes, tetapi konsentrasi mereka sangat bervariasi. Gas lahan TPA tidak dapat didistribusikan melalui jaringan pipa gas utilitas alam kecuali dibersihkan untuk kurang dari 3% CO2, dan beberapa bagian per juta H2S, karena CO2 dan H2S menimbulkan korosi pada pipa . Hal ini biasanya lebih ekonomis untuk membakar gas di situs atau dalam jarak pendek dari TPA menggunakan pipa khusus. Uap air sering dihapus, bahkan jika gas dibakar di situs. Jika suhu rendah mengembun air dari gas, siloxanes bisa diturunkan juga karena mereka cenderung mengembun dengan uap air. Non-metana komponen juga dapat dihapus dalam rangka memenuhi standar emisi, untuk mencegah fouling peralatan atau untuk pertimbangan lingkungan. Co-menembak TPA gas dengan gas alam meningkatkan pembakaran, yang menurunkan emisi.
Gas yang dihasilkan di pabrik pengolahan limbah umumnya digunakan untuk menghasilkan listrik. Misalnya, limbah pabrik Hyperion di Los Angeles luka bakar 8 juta kaki kubik (230.000 m3) gas per hari untuk menghasilkan tenaga New York City menggunakan gas untuk menjalankan peralatan di pabrik limbah, untuk menghasilkan listrik, dan dalam boiler. Menggunakan gas limbah untuk membuat listrik tidak terbatas pada kota-kota besar. Kota Bakersfield, California menggunakan cogeneration di pabrik saluran pembuangan nya . California memiliki 242 pabrik pengolahan limbah air limbah, 74 dari yang telah terinstal digester anaerobik. Generasi biopower total dari 74 tanaman adalah sekitar 66 MW.
Biogas biasanya diproduksi menggunakan bahan limbah pertanian, seperti bagian lain tidak dapat digunakan tanaman dan pupuk. Biogas juga dapat diproduksi dengan memisahkan bahan organik dari limbah yang lain pergi ke tempat pembuangan sampah. Metode seperti ini lebih efisien daripada hanya menangkap gas TPA menghasilkan. Menggunakan bahan yang lain akan menghasilkan pendapatan tidak ada, atau bahkan biaya uang untuk menyingkirkan, meningkatkan keseimbangan energi profitabilitas dan produksi biogas.
Laguna anaerobik menghasilkan biogas dari kotoran, sedangkan reaktor biogas dapat digunakan untuk bagian pupuk kandang atau tanaman. Seperti gas TPA, sebagian besar biogas metana dan karbon dioksida, dengan sejumlah kecil nitrogen, oksigen dan hidrogen. Namun, dengan pengecualian pestisida, ada tingkat biasanya lebih rendah dari kontaminan.
6. Industri
Pembuat
PT PalmPro
West Sangatta CBM Inc
Pertamina
7. Daftar
Pustaka
Post a Comment