El Metano

El metano

Metano

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Propiedades

Generales

Nombre

Metano

Fórmula química

CH4

Peso atómico

16,043 uma

Densidad

0.717 kg/m3 (gas)

Otras denominaciones

Gas del pantano; hidruro de metilo

Número CAS

74-82-8

Cambios de fase

Punto de fusión

90,6 K (-182,5 °C)

Punto de ebullición

111,55 K (-161,6 °C)

Punto triple

90,67 K (-182,48 °C)

0,117 bar

Punto crítico

190,6 K (-82,6 °C)

46 bar

ΔfusH

1,1 kJ/mol

ΔvapH

8,17 kJ/mol

Propiedades del gas

ΔfH0gas

-74,87 kJ/mol

ΔfG0gas

-50,828 kJ/mol

S0gas

188 J/(mol·K)

Cm

35,69 J/(mol·K)

Seguridad

Efectos agudos

Asfixia; en algunos casos inconsciencia, ataque cardíaco o lesiones cerebrales. El compuesto se transporta como líquido criogénico. Su exposición causará obviamente la congelación.

Efectos crónicos

 ???

Punto de inflamación

-188 °C

Temperatura de autoignición

537 °C

Límite explosivos

5-15%

Más información

Properties

NIST WebBook

MSDS

Hazardous Chemical Database

Valores en el SI y en condiciones normales (0 °C y 1 atm), salvo que se indique lo contrario.

Exenciones y referencias

El metano (del griego methy vino, y el sufijo -ano[1] ) es el hidrocarburo alcano más sencillo, cuya fórmula química es CH4.

Cada uno de los átomos de hidrógeno está unido al carbono por medio de un enlace covalente. Es una sustancia no polar que se presenta en forma de gas a temperaturas y presiones ordinarias. Es incoloro e inodoro y apenas soluble en agua en su fase líquida.

En la naturaleza se produce como producto final de la putrefacción anaeróbica de las plantas. Este proceso natural se puede aprovechar para producir biogás. Muchos microorganismos anaeróbicos lo generan utilizando el CO2 como aceptor final de electrones.

Constituye hasta el 97% del gas natural. En las minas de carbón se le llama grisú y es muy peligroso ya que es fácilmente inflamable y explosivo.

El metano es un gas de efecto invernadero relativamente potente que contribuye al calentamiento global del planeta Tierra ya que tiene un potencial de calentamiento global de 23.[2] Esto significa que en una media de tiempo de 100 años cada kg de CH4 calienta la Tierra 23 veces más que la misma masa de CO2, sin embargo hay aproximadamente 220 veces más dióxido de carbono en la atmósfera de la Tierra que metano por lo que el metano contribuye de manera menos importante al efecto invernadero.

Propiedades

El metano es el componente mayoritario del gas natural, aproximadamente un 97% en volumen a temperatura ambiente y presión estándar, por lo que se deduce que en condiciones standar de 0ºC y una atmósfera de presión tiene un comportamiento de gas ideal y el volumen se determina en función del componente mayoritario de la mezcla, lo que quiere decir que en un recipiente de un metro cúbico al 100% de mezcla habrá 0.97 metros cúbicos de gas natural; el metano es un gas incoloro e inodoro. Como medida de seguridad se añade un odorífero, habitualmente metanotiol o etanotiol. El metano tiene un punto de ebullición de -161,5 °C a una atmósfera y un punto de fusión de -183 °C. Como gas es sólo inflamable en un estrecho intervalo de concentración en el aire (5-15%). El metano líquido no es combustible.

Riesgos potenciales sobre la salud

El metano no es tóxico. Su principal peligro para la salud son las quemaduras que puede provocar si entra en ignición. Es altamente inflamable y puede formar mezclas explosivas con el aire. El metano reacciona violentamente con oxidantes, halógenos y algunos compuestos halogenados. El metano es también un asfixiante y puede desplazar al oxígeno en un espacio cerrado. La asfixia puede sobrevenir si la concentración de oxígeno se reduce por debajo del 19,5% por desplazamiento. Las concentraciones a las cuales se forman las barreras explosivas o inflamables son mucho más pequeñas que las concentraciones en las que el riesgo de asfixia es significativo. Si hay estructuras construidas sobre o cerca de vertederos, el metano despredido puede penetrar en el interior de los edificios y exponer a los ocupantes a niveles significativos de metano. Algunos edificios tienen sistemas por debajo de sus cimientos para capturar este gas y expulsarlo del edificio. Un ejemplo de este tipo de sistema se encuentra en el edificio Dakin, Brisbane, California.

Reacciones

Las principales reacciones del metano son: combustión, reformación con vapor (steam reforming) para dar gas de síntesis (syngas), y halogenación. En general, las reacciones del metano son difíciles de controlar. Por ejemplo, la oxidación parcial para llegar a metanol es difícil de conseguir; la reacción normalmente prosigue hasta dar dióxido de carbono y agua.

Combustión

En la combustión del metano hay involucrados una serie de pasos: Se cree que el metano reacciona en primer lugar con el oxígeno para formar formaldehído (HCHO o H2CO). Acto seguido el formaldehído se descompone en el radical formil, que a continuación da monóxido de carbono e hidrógeno. Este proceso es conocido en su conjunto como pirólisis oxidativa.

CH4 + O2 → CO + H2+ H2O

Siguiendo la pirolisis oxidativa, el H2 se oxida formando H2O, desprendiendo calor. Este proceso es muy rápido, siendo su duración habitual inferior a un milisegundo.

2H2+ O2→ 2H2O

Finalmente el CO se oxida, formando CO2 y liberando más calor. Este proceso generalmente es más lento que el resto de pasos, y requiere unos cuantos milisegundos para producirse.

Reformación

El enlace covalente carbono-hidrógeno se encuentra entre los más fuertes de todos los hidrocarburos, y por tanto su uso como materia prima es limitado. A pesar de la alta energía de activación necesaria para romper el enlace CH, el metano es todavía el principal material de partida para fabricar hidrógeno mediante reformación con vapor. La búsqueda de catalizadores que puedan facilitar la activación del enlace CH en el metano y otros alcanos ligeros es un área de investigación de gran importancia industrial.

Halogenación

El metano reacciona con los halógenos bajo condiciones adecuadas. La reacción tiene lugar de la siguiente manera.

CH4+ X2|→ CH3X + HX))

En donde X es un halógeno: flúor (F), Cloro (Cl), Bromo (Br)

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