سنتعرف معًا في مقالنا على موسوعة على غاز الميثان، الذي يعد واحدًا من المركبات الكيميائية التي تحتوي على الهيدروكربونات، ويتميز بصيغته الكيميائية CH4، وعلى الرغم من عدم وجود أي رائحة للميثان عندما يكون نقيًا، إلا أنه يمكن أن يصدر رائحة مميزة عند استخدامه تجاريًا ومزجه بكمية صغيرة من مركبات الكبريت، مثل ايثيل مركبتان، وبالتالي يمكن حدوث تسرب في حال حدوث أي تلف.
يعتبر الغاز الطبيعي هو المكون الأساسي للغاز الطبيعي، وهو من أهم أنواع الوقود التي تستخدم في دول العالم، ولهذا السبب سنتحدث في السطور التالية بشكل مفصل عن هذا الغاز واستخداماته ومصادره، لذا تابعونا.
غاز الميثان
يعتبر غاز الميثان واحدًا من غازات الاحتباس الحراري، ويمكن أن يسخن الجو بشدة بما يصل إلى 25 مرة أكثر من تأثير غاز ثاني أكسيد الكربون.
الغاز الموجود في الغلاف الجوي والذي يمكن احتراقه والاشتعال هو غاز غير مرئي يوجد بكميات قليلة.
وإذا تحدثنا عن خواصه الكيميائية سنجد أنه:-
- يحترق بلهب أزرق في الهواء، وينتج من الاحتراق ثاني أكسيد الكربون وبخار الماء، مع إطلاق طاقة حرارية.
- يتم تفاعل غاز الميثان مع بخار الماء وأكاسيد بعض الفلزات التي تعمل كعوامل حفزية، عند درجات حرارة عالية وضغط جوي، لإنتاج غاز الاصطناع الذي يتكون من أول أكسيد الكربون وغاز الهيدروجين، والذي يستخدم في العديد من الصناعات المختلفة.
- يمكن أن يتحلل غاز الميثان إلى عنصريه، إذا مرت عبر أنابيب معدنية وتم تسخينها إلى درجة حرارة محددة، ويطلق على الكربون الناتج اسم الكربون الأسود.
هناك مجموعة متنوعة من الخصائص الفيزيائية الخاصة بغاز الميثان، ومنها:
- أنه غاز شفاف عديم الرائحة واللون.
- كثافتها أقل من كثافة الهواء الجوي.
- قابل للإسالة بالتبريد والضغط الشديدين.
- بالإضافة إلى أنه شحيح الذوبان بالمياه.
نجد أن احتراق جزيء واحد من غاز الميثان بوجود غاز الأكسجين ينتج منه جزيئين من الماء H2O وجزء من غاز ثاني أكسيد الكربون CO2.
استخدامات الميثان
لغاز الميثان الكثير من الاستخدامات المختلفة ومن بينها الآتي:-
- يشكل هذا العنصر ما يقرب من 80 إلى 90% من الغاز الطبيعي المستخدم كوقود.
- تتم عملية تحضير النيتروميثان الذي يستخدم في صناعة المبيدات الحشرية والأدوية الطبية من هذا المركب.
- يتم إنتاج غاز الهيدروجين الذي يتحول إلى الأمونيا، ويستخدم في تصنيع الأسمدة والمفرقعات والمتفجرات.
- تستخدم العديد من المركبات العضوية في إعداد رابع كلوريد الكربون، والذي يساهم بشكل كبير في إطفاء الحرائق ويستخدم كمذيب، ويتم أيضًا استخدامه في إعداد المذيب والمخدر المعروف بالكلوروفورم.
- يستخدم لصهر وتجفيف وتعقيم منتجات مختلفة.
- يعتبر مصدرًا هامًا لشركات تصنيع الأغذية والأوراق والأحجار والزجاج ومصافي البترول.
- يتم استخدامه في الاحتراق لتوليد الطاقة، حيث يوفر حوالي 55594 جول لكل كيلوجرام منه، وهو يعادل حوالي 13300 سعر حراري، ويتم ذلك من خلال المعادلة التالية: طاقة + CH4 + 2O2 → CO2 + 2H2O
- بالإضافة إلى دخولها في عدد من الصناعات المختلفة، مثل صناعة النايلون والبلاستيك والفورمالدهيد والكحول وغيرها.
- يتم إنتاج أسود الكربون منه، ويستخدم في صناعة الحبر.
- يُستخدم كوقود للسيارات والمركبات.
- يمكن استخدامه بشكل مربح داخل مناجم الفحم، من خلال حقن غاز المناجم في شبكات الأنابيب المسؤولة عن توزيع الغاز الطبيعي، وكذلك لتوليد الطاقة الكهربائية.
مصادر الميثان
هناك العديد من المصادر المختلفة التي تساعدنا على استخراج غاز الميثان، ويمكن أن تكون هذه المصادر طبيعية أو صناعية، ولذلك سنتعرف عليها في النقاط التالية.
المصادر الطبيعية
يتم استخراج غاز الميثان من الرواسب الجيولوجية، ويتم العثور عليه بين أنواع الوقود الهيدروجينية المختلفة، ويمكن الحصول عليه من إحدى المصادر الطبيعية التالية
- يتم استخراج غاز الميثان من هضم الحيوانات للطعام وروثها، مثل الأغنام والجمال والماعز والجاموس والأبقار، ويتم الحصول عليه بنسبة تتراوح بين 15 – 17%.
- المستنقعات بنسبة 23%.
- تحلل المخلفات العضوية.
- وقود حفريات بنسبة 20%.
- حرق وتسخين الكتلة الحيوية بشكل لاهوائي.
- البكتريا التي تنتج خلال زراعة الأرز.
- بالإضافة إلى وجود كميات كبيرة من الغاز الطبيعي المتجمد تحت قاع البحر، فإن احتياطي هيدرات الميثان يتواجد أيضًا تحت قاع البحار والمحيطات بكمية تصل إلى حوالي ثلاثة آلاف غيغا طن، أي ما يقرب من ثلاثة مليارات كيلو جرام. وهذا يساهم بالطبع في تقليل احتياطي الطاقة المتوفرة من المصادر التقليدية للطاقة، مثل النفط والفحم والغاز الطبيعي.
تقوم بعض الدول بالتنقيب عن هيدرات الميثان في البحار لتلبية احتياجاتها المتزايدة من الطاقة، وتشمل هذه الدول كوريا الجنوبية واليابان والهند والصين والولايات المتحدة والبرازيل.
المصادر الصناعية
يمكن تصنيع هذا الغاز من خلال عدة تفاعلات كيميائية مختلفة، كما يمكن الحصول على الميثان على شكل رسوب في المحيط بكميات تصل إلى حوالي 10 آلاف مليار طن، وهناك بعض النظريات التي تشير إلى أن هذه الكميات الهائلة يمكن أن تؤدي إلى ارتفاع درجة الحرارة في حال تم إطلاقها بشكل فجائي.
غاز الميثان من الانسان
يظهر أن نسبة 60% من إنتاج غاز الميثان تأتي من الأنشطة البشرية المختلفة، وتحديدًا من الأنشطة الزراعية، وخلال الـ200 سنة الماضية، تضاعف تركيز الغاز في الغلاف الجوي من 0.8 إلى 1.6 جزء في المليون.
تحدثنا معكم عن غاز الميثان، ويمكنكم متابعة كل جديد من خلال موسوعتنا، ونسأل الله لكم السلامة.
