” غاز الميثان ” مُركّب كيميائي و يعد أبسط الهيدروكربونات، و هو غاز له الصيغة الكيميائية CH4 ، و الميثان النقي ليس له رائحة، و لكن عند استخدامه تجارياً يتم خلطه بكميات ضئيلة من مركبات الكبريت ذات الرائحة المميزة مثل الإيثيل ، مما يمكن من تتبع أثار الميثان في حالة حدوث تسريب .
و كمكون رئيسي لـ ” الغاز الطبيعي ” فإن الميثان أحد أنواع الوقود المهمة ، و حرق جزيء واحد من الميثان في وجود الأكسجين ينتج جزيء من ثاني أكسيد الكربون CO2 و جزيئين من الماء H2O .
CH4 + 2O2 → CO2 + 2H2O
و الميثان أيضاً أحد غازات الانحباس الحراري و له قدرة على تسخين الجو 25 مرة أشد من تأثير ثاني أكسيد الكربون.
المصادر الطبيعية لـ غاز الميثان
يتم استخراج الميثان من الرواسب الجيولوجية حيث يكون مصاحباً لأنواع الوقود الهيدروكربوني الأخرى ، كما يمكن الحصول عليه من المصادر الطبيعية كتحلل المخلفات العضوية ، و من المستنقعات بنسبة 23% ، أو من قود الحفريات بنسبة 20% ، أو من عملية الهضم في الحيوانات (ماشية) 17% .
كما توجد في قاع البحر كميات ضخمة من الغاز الطبيعي متجمدة، و يقدر الخبراء أن احتياطي هيدرات الميثان الموجودة تحت قاع محيطات و بحار العالم تبلغ حوالي 3000 غيغاطن (حوالي 3 مليار كيلوجرام) ، و هذا بدوره يعادل ضعف احتياطيات الطاقة المتوفرة في جميع المصادر التقليدية للطاقة كالفحم و النفط و الغاز الطبيعي ، لذا تتجه بعض الدول إلى استخراج هيدرات الميثان من أعماق البحار لسد حاجتها المتزايدة من الطاقة.
كما أن نسبة 60 % من الانبعاثات التي تنتج الميثان ناتجة من الأنشطة البشرية، و خاصة الأنشطة الزراعية ، و خلال ال 200 سنة السابقة تضاعف تركيز الغاز في الغلاف الجوي من 0.8 إلى 1.6 جزء في المليون.
ويصنف الميثان على أنه كتلة حيوية لأنه يمكن أن ينتج من الحرق اللاهوائي لبعض المواد العضوية .
المصادر الصناعية لـ غاز الميثان
يمكن تصنيع الميثان و استخدامه صناعياً عن طريق التفاعلات الكيميائية مثل تفاعل ساباتيه ( Sabatier reaction ) أو عملية فيشر-تروبش ( Fischer-Tropsch process ) .
و طبقاً لتقديرات أحد المصادر فإن الميثان الموجود في شكل رسوبي في المحيط يقدر بـ عشرة آلاف مليار طن ، و تقترح النظريات أن هذه الكميات الضخمة من الميثان يمكن أن تنطلق فجأة مرة أخرى، و تسبب ارتفاعاً في درجات الحرارة .
احتراق غاز الميثان
يوجد عديد من الخطوات عند احتراق الميثان : يتحول الميثان إلى الجذر ميثيل CH3، و الذي يتحول إلى فورمالدهيد ( HCHO أو H2CO ) و يتحول الفورمالدهيد إلى الجذر فورمال HCO، و الذي بدوره يكون أول أكسيد الكربون CO ، و هذه العملية يطلق عليها تحلل حراري تأكسدي :
CH4 + O2 → CO + H2 + H2O
بعد عملية انحلال حراري تاكسدية يتأكسد H2 مشكلاً H2O، و يطلق حرارة ، و يحدث هذا بسرعة جدا في وقت أقل من ميلي ثانية :
H2 + ½ O2 → H2O
و أخيرا يتأكسد CO ليكون CO2 و ينطلق مزيد من الحرارة ، و هذه العملية أبطأ الخطوات و تحتاج بضع ميلي ثواني لتكتمل :
CO + ½ O2 → CO2
تنشيط الهيدروجين
الرابطة التساهمية القوية بين الكربون – الهيدروجين في الميثان هي واحدة من أقوى الروابط الهيديروجينية، و على ذلك فإن استخدامها كمادة اولية في صناعة البتروكيمياويات محدود ، و لايزال البحث جارياً عن عامل حفز مناسب لتكسير الرابطة بين C-H في الميثان و الألكانات المنخفضة الأخرى.
هلجنة غاز الميثان
يتفاعل الميثان مع الهالوجينات المختلفة حسب المعادلة العامة:
CH4 + X2 → CH3X + HX
و لكن ذلك في الضوء الشمس غير المباشر و يكون هذا التفاعل تفاعل استبدال.
