غاز الميثان
غاز الميثان يُعتبر من الوقود الأساسيّة، وهو إحدى أبسط أشكال الألكانات، حيث تكون صيغته الكيميائية (CH4). يتكون هذا الغاز من ارتباط أربع ذرات من الهيدروجين مع ذرة واحدة من الكربون، مما يجعله جزيئًا طبيعيًا ومستقرًا بدرجة كبيرة. يُعرف غاز الميثان النقي بعدم احتوائه على لون أو رائحة، كما أنه أقل كثافة من الهواء ويتميز بقابلية اشتعاله.
لتسهيل الاستخدام التجاري للميثان، يتم إضافة كميات صغيرة من مركبات الكبريت ذات الروائح القوية مثل إيثيل مركبتان؛ وذلك ليمكن كشف التسريبات عند حدوثها. يُعثر على هذا الغاز بكميات وفيرة في باطن الأرض وفي قاع البحار والمحيطات، وقد تم اكتشافه بواسطة العالم الإيطالي أليساندرو فولتا في عام 1776 من خلال جمع كميات من الغاز المتصاعد من المستنقعات.
مصادر غاز الميثان
يعد غاز الميثان أحد المكونات الرئيسية للغاز الطبيعي المستخرج من باطن الأرض، حيث يتم إنتاجه في عمليات التنقيب عن الغاز الطبيعي. كما يتكون الغاز نتيجة تحلل المواد العضوية، حيث تقوم البكتيريا الدقيقة بتحليلها لإنتاج الميثان، بما في ذلك الأوراق النباتية وروث الحيوانات والنفايات ومخلفات الصرف الصحي. وتُعتبر الكائنات الدقيقة في التربة الغارقة بالمياه، مثل تربة حقول الأرز، من مصادر الغاز أيضًا.
تؤدي عمليات التخمر التي تحدث في الأمعاء لبعض الحيوانات مثل الأبقار والأغنام والجواميس إلى إطلاق غاز الميثان. كما يمكن العثور على كميات كبيرة منه متجمدة في قاع البحار والمحيطات، بالإضافة إلى وجوده في الهواء المتصاعد من المستنقعات. يُعتقد أيضًا أن غاز الميثان موجود في العديد من الكواكب والأجرام السماوية الأخرى مثل زحل ونبتون والمشتري والمريخ.
استخدامات غاز الميثان
- يستعمل غاز الميثان في تحضير العديد من المركبات العضوية، مثل الكلوروفورم الذي يُستخدم كمخدر ومذيب، ورابع كلوريد الكربون الذي يُستخدم كمذيب أيضًا. كما يُستخدم في إطفاء الحرائق، وإنتاج البلاستيك والنايلون وغيرها من الصناعات.
- يُشكل الميثان 80% من مكونات الغاز الطبيعي، مما يجعله نوعًا حيويًا من وقود الطاقة.
- يتم استخدام الميثان في عمليات الاحتراق لتوليد الطاقة وفقًا للمعادلة التالية:
طاقة + CH4 + 2O2 → CO2 + 2H2O
- يمكن تحضير أسود الكربون منه، والذي يستخدم في أحبار الطباعة.
- يتم إنتاج مركب النيتروميثان (CH3NO2) منه، وهو سائل لزج عديم الرائحة يُستخدم في تصنيع الأدوية والمبيدات الحشرية والألعاب النارية.
أضرار غاز الميثان
يعد غاز الميثان من الغازات الدفيئة التي تشمل أيضًا ثاني أكسيد الكربون وأكسيد النيتروز، حيث تُساهم هذه الغازات في احتباس الحرارة المنبعثة من سطح الأرض في الغلاف الجوي. تؤدي زيادة تركيز هذه الغازات إلى حدوث تغييرات ملحوظة في مناخ الأرض، حيث يُعتبر غاز الميثان ذا تأثيرات خطيرة، حيث تفوق قدرته على تسخين الغلاف الجوي تأثير ثاني أكسيد الكربون بمعدل يبلغ خمسة وعشرون مرة.