Artikel: Metana GudangMovies21 Rebahinxxi

• Source: Metana

Metana adalah hidrokarbon paling sederhana yang berbentuk gas dengan rumus kimia CH4. Metana murni tidak berbau, tetapi jika digunakan untuk keperluan komersial, biasanya ditambahkan sedikit bau belerang untuk mendeteksi kebocoran yang mungkin terjadi.
Sebagai komponen utama gas alam, metana adalah sumber bahan bakar utama. Pembakaran satu molekul metana dengan oksigen akan melepaskan satu molekul CO2 (karbondioksida) dan dua molekul H2O (air):

CH4 + 2O2 → CO2 + 2H2O
Metana adalah salah satu gas rumah kaca. Konsentrasi metana di atmosfer pada tahun 1998, dinyatakan dalam fraksi mol, adalah 1.745 nmol/mol (bagian per miliar), naik dari 700 nmol/mol pada tahun 1750. Pada tahun 2008, kandungan gas metana di atmosfer sudah meningkat kembali menjadi 1.800 nmol/mol.




Karakteristik kimia dan ikatan


Metana adalah molekul tetrahedral dengan empat ikatan C-H yang ekuivalen. Struktur elektroniknya dapat dijelaskan dengan 4 ikatan orbital molekul yang dihasilkan dari orbital valensi C dan H yang saling melengkapi. Energi orbital molekul yang kecil dihasilkan dari orbital 2s pada atom karbon yang saling berpasangan dengan orbital 1s dari 4 atom hidrogen.
Pada suhu ruangan dan tekanan standar, metana adalah gas yang tidak berwarna darn tidak berbau. Bau dari metana (yang sengaja dibuat demi alasan keamanan) dihasilkan dari penambahan odoran seperti metanathiol atau etanathiol. Metana mempunyai titik didih −161 °C (−257.8 °F) pada tekanan 1 atmosfer. Sebagai gas, metana hanya mudah terbakar bila konsentrasinya mencapai 5-15% di udara. Metana yang berbentuk cair tidak akan terbakar kecuali diberi tekanan tinggi (4-5 atmosfer).




Reaksi kimia


Reaksi-reaksi utama pada metana adalah pembakaran, pembentukan ulang uap menjadi gas sintetis, dan halogenasi. Secara umum, reaksi metana sulit dikontrol. Oksidasi sebagian menjadi metanol, misalnya, merupakan reaksi yang agak sulit untuk dilakukan karena reaksi kimia yang terjadi tetap membentuk karbon dioksida dan air meskipun jumlah oksigen yang tersedia tidak mencukupi. Enzim metana mono oksigenase dapat digunakan untuk memproduksi metanol dari metana, tetapi karena jumlahnya yang terbatas maka tidak dapat digunakan dalam reaksi skala industri.




= Reaksi asam-basa

=
Seperti hidrokarbon lainnya, metana adalah asam yang sangat lemah. Nilai pKa-nya pada DMSO diperkirakan 56. Metana tidak dapat dideprotonasi dalam larutan, tetapi konjugat basanya dengan metillitium sudah diketahui. Protonasi dari metana dapat dibuat dengan cara mereaksikannya dengan superasam sehingga menghasilkan CH5+, terkadang disebut ion metanium.




= Pembakaran

=
Pada reaksi pembakaran metana, ada beberapa tahap yang dilewati. Hasil awal yang didapat adalah formaldehida (HCHO atau H2CO). Oksidasi formaldehid akan menghasilkan radikal formil (HCO), yang nantinya akan menghasilkan karbon monoksida (CO):

CH4 + O2 → CO + H2 + H2O
H2 akan teroksidasi menjadi H2O dan melepaskan panas. Reaksi ini berlangsung sangat cepat, biasanya bahkan kurang dari satu milisekon.

2 H2 + O2 → 2 H2O
Akhirnya, CO akan teroksidasi dan membentuk CO2 sambil melepaskan panas. Reaksi ini berlangsung lebih lambat daripada tahapan yang lainnya, biasanya membutuhkan waktu beberapa milisekon.

2 CO + O2 → 2 CO2
Hasil reaksi akhir dari persamaan diatas adalah:

CH4 + 2 O2 → CO2 + 2 H2O (ΔH = −891 kJ/mol (dalam kondisi temperatur dan tekanan standar))




= Reaksi dengan halogen

=
Metana bereaksi dengan halogen maka reaksi kimianya adalah:

CH4 + X2 → CH3X + HX
dimana X adalah atom halogen: fluorin (F), klorin (Cl), bromin (Br), atau iodin (I). Mekanisme untuk proses ini dinamakan halogenasi radikal bebas. Reaksi dimulai dengan radikal Cl· menempel pada metana untuk menghasilkan CH3·, keduanya bergabung dan membentuk metil klorida (CH3Cl). Reaksi lainnya akan menghasilkan diklorometana (CH2Cl2), kloroform (CHCl3), dan karbon tetraklorida (CCl4). Energi yang diperlukan untuk reaksi ini dapat melalui radiasi ultraviolet atau pemanasan.




Penggunaan


Metana digunakan dalam proses industri kimia dan dapat diangkut sebagai cairan yang dibekukan (gas alam cair, atau LNG). Ketika dalam bentuk cairan yang dibekukan, metana akan lebih berat daripada udara karena gas metana yang didinginkan akan mempunyai massa jenis yang lebih besar, . Metana yang berada pada suhu ruangan biasa akan lebih ringan daripada udara. Gas alam, yang sebagian besar adalah metana, biasanya didistribusikan melalui jalur pipa.




= Bahan bakar

=

Metana adalah salah satu bahan bakar yang penting dalam pembangkitan listrik, dengan cara membakarnya dalam turbin gas atau pemanas uap. Jika dibandingkan dengan bahan bakar fosil lainnya, pembakaran metana menghasilkan gas karbon dioksida yang lebih sedikit untuk setiap satuan panas yang dihasilkan. Panas pembakaran yang dihasilkan metana adalah 891 kJ/mol. Jumlah panas ini lebih sedikit dibandingkan dengan bahan bakar hidrokarbon lainnya, tetapi jika dilihat rasio antara panas yang dihasilkan dengan massa molekul metana (16 g/mol), maka metana akan menghasilkan panas per satuan massa (55,7 kJ/mol) yang lebih besar daripada hidrokarbon lainnya. Di banyak kota, metana dialirkan melalui pipa ke rumah-rumah dan digunakan untuk pemanas rumah dan kebutuhan memasak. Metana yang dialirkan di rumah ini biasanya dikenal dengan gas alam. Gas alam mempunyai kandungan energi 39 megajoule per meter kubik, atau 1.000 BTU per kaki kubik standar.
Metana dalam bentuk gas alam terkompresi digunakan sebagai bahan bakar kendaraan dan telah terbukti juga sebagai bahan bakar yang lebih ramah lingkungan daripada bahan bakar fosil lain macam bensin dan diesel.




= Propelan roket

=
Metana cair yang dimurnikan dan juga LNG digunakan sebagai bahan bakar propelan kriogenik temperatur rendah roket, bila dikombinasikan dengan oksigen cair, seperti pada mesin TQ-12, BE-4, Raptor, dan YF-215. Karena kesamaan antara metana dan LNG, mesin-mesin tersebut umumnya dikelompokkan bersama di bawah istilah methalox.
Sebagai bahan bakar roket cair, kombinasi metana/oksigen cair menawarkan keuntungan dibandingkan kombinasi minyak tanah/oksigen cair, atau kerolox, dalam menghasilkan molekul-molekul gas buang kecil, mengurangi kokas atau pengendapan jelaga pada komponen-komponen mesin. Metana lebih mudah disimpan daripada hidrogen karena titik didih dan kepadatannya yang lebih tinggi, serta tidak adanya kerapuhan hidrogen. Berat molekul gas buang yang lebih rendah juga meningkatkan fraksi energi panas yang berupa energi kinetik yang tersedia untuk propulsi, sehingga meningkatkan impuls spesifik roket. Dibandingkan dengan hidrogen cair, energi spesifik metana lebih rendah tetapi kekurangan ini diimbangi oleh kepadatan dan kisaran suhu metana yang lebih besar, yang memungkinkan tangki yang lebih kecil dan lebih ringan untuk massa bahan bakar tertentu. Metana cair memiliki kisaran suhu (91–112 K) yang hampir sesuai dengan oksigen cair (54–90 K). Bahan bakar ini saat ini digunakan dalam kendaraan peluncur operasional seperti Zhuque-2 dan Vulcan serta peluncur yang sedang dikembangkan seperti Starship, Neutron, dan Terran R.




Produksi






= Proses biologi

=

Di alam, metana diproduksi oleh alam dalam proses yang disebut metanogenesis. Proses yang memiliki beberapa tahap ini digunakan oleh beberapa mikroorganisme sebagai sumber energi. Reaksi bersihnya adalah:

CO2 + 8 H+ + 8 e- → CH4 + 2 H2O
Tahapan akhir dari proses ini dikatalis oleh enzim metil-koenzim M reduktase. Metanogenesis merupakan salah satu bentuk respirasi anaerob yang digunakan oleh organisme yang menempati tempat pembuangan akhir, hewan pemamah biak, dan rayap.
Sampai saat ini belum diketahui dengan pasti apakah beberapa tanaman juga termasuk dalam emisi metana.




= Proses industri

=
Metana dapat diproduksi dengan hidrogenasi karbon dioksida dalam proses Sabatier. Metana juga merupakan hasil samping hidrogenasi karbon monoksida dalam proses Fischer-Tropsch. Teknologi ini dipakai dalam skala industri untuk memproduksi molekul yang rantainya lebih panjang dari metana.




Keberadaan


Metana ditemukan dan diisolasi oleh Alessandro Volta antara tahun 1776 dan 1778 ketika ia mempelajari gas rawa dari Danau Maggiore. Metana merupakan komponen utama pada gas alam, sekitar 87% dari volume. Saat ini, metana dihasilkan dari ekstraksi di ladang gas alam. Gas alam pada level dangkal (tekanan rendah) dibentuk oleh dekomposisi anaerob beberapa substansi organik dan membentuk metana dari dalam, jauh dari permukaan bumi. Secara umum, sedimen ini terkubur jauh di dalam dan karena mengalami suhu dan tekanan tinggi, maka terbentuk gas alam.
Metana biasanya diangkut melalui jalur pipa dalam bentuk gas alam atau juga dengan pengangkut LNG bila dibawa dalam bentuk cair, hanya beberapa negara saja yang mengangkutnya memakai truk.




= Sumber alternatif

=
Selain ladang gas, metode alternatif untuk mendapatkan metana adalah melalui biogas yang dihasilkan oleh fermentasi substansi organik, misalnya pupuk kandang, limbah cair, tempat pembuangan sampah, pada kondisi anaerob (tanpa oksigen). Penanaman padi juga menghasilkan metana dalam jumlah besar selama pertumbuhannya. Metana hidrat/klarat merupakan salah satu sumber masa depan metana yang potensial. Saat ini, hewan ternak adalah penyumbang 16% emisi metana dunia ke atmosfer. Beberapa penelitian telah menemukan beberapa cara untuk mengurangi metana yang dihasilkan oleh hewan pemamah biak.

Sebuah studi yang paling baru pada tahun 2009 menyebutkan bahwa 51% emisi gas rumah kaca global dihasilkan oleh siklus hidup dan rantai pengiriman produk ternak, termasuk semua daging, susu dan produk samping lainnya, dan proses pengangkutan mereka.




= Di atmosfer Bumi

=

Metana terbentuk dekat permukaan bumi, terutama karena aktivitas mikroorganisme yang melakukan proses metanogenesis. Gas ini kemudian terbawa ke stratosfer oleh udara yang naik di iklim tropis. Konsentrasi metana di udara sebenarnya sudah dapat dikontrol secara alami-tapi karena banyak aktivitas manusia yang menghasilkan metana maka sekarang membuat gas ini menjadi salah satu gas rumah kaca, penyebab pemanasan global. Secara alami, metana bereaksi dengan radikal hidroksil. Metana memiliki waktu "hidup" sekitar 10 tahun, baru setelah itu akan hilang dengan berubah menjadi karbon dioksida dan air.
Metana juga berpengaruh terhadap rusaknya lapisan ozon.
Sebagai tambahan, ada sejumlah besar metana dalam bentuk metana klarat di dasar laut dan kerak bumi. Sebagian besar metana ini dihasilkan oleh proses metanogenesis.
Pada tahun 2010, kandungan metana di Arktik diperkirakan 1850 nmol/mol, 2 kali lebih tinggi jika dibandingkan sampai 400.000 tahun sebelumnya. Pada sejarahnya, konsentrasi metana di atmosfer bumi berkisar antara 300 dan 400 nmol/mol selama periode glasial/zaman es dan 600-700 nmol/mol pada periode interglasial. Level konsentrasi metana ini bahkan bertambah jauh lebih besar daripada penambahan karbon dioksida.
Metana di atmosfer bumi merupakan salah satu gas rumah kaca yang utama, dengan potensi pemanasan global 25 kali lebih besar daripada CO2 dalam periode 100 tahun,). Hal ini berarti, emisi metana lebih mempunyai efek 25 kali lipat daripada emisi karbon dioksida dengan jumlah yang sama dalam periode 100 tahun. Metana mempunyai efek yang besar dalam jangka waktu pendek (waktu "hidup" 8,4 tahun di atmosfer), sedangkan karbon dioksida mempunyai efek kecil dalam jangka waktu lama (lebih dari 100 tahun). Konsentrasi metana di atmosfer sudah meningkat 150% dari tahun 1750 dan menyumbang 20% efek radiasi yang dihasilkan gas rumah kaca secara global. Biasanya, metana yang dihasilkan dari tempat pembuangan akhir akan dibakar sehingga dihasilkan CO2 daripada metana, karena gas ini lebih berbahaya untuk ozon. Belakangan ini, metana yang dihasilkan dari penambangan batu bara telah berhasil digunakan untuk membangkitkan listrik.




= Di luar Bumi

=
Metana telah terdeteksi dan dipercaya eksis di beberapa lokasi di tata surya. Di kebanyakan tempat, dipercaya metana dibentuk oleh proses abiotik, kecuali di Mars dan Titan.

Bulan – jejak terdeteksi dari permukaan
Mars – atmosfer Mars mengandung 10 nmol/mol metana. Di bulan Januari 2009, ilmuwan NASA mengumumkan bahwa mereka telah mengetahui kalau Mars beberapa kali melepaskan metana ke atmosfernya di beberapa lokasi, sehingga beberapa ilmuwan ini berspekulasi adanya aktivitas biologi di bawah permukaan Mars.
Jupiter – atmosfernya mengandung 0.3% metana
Saturnus – atmosfernya mengandung 0.4% metana
Iapetus
Titan — atmosfernya mengandung 1.6% metana dan ada ribuan danau metana yang telah ditemukan di permukaannya. Di bagian atas dari atmosfernya, metana diubah menjadi molekul lain yang lebih kompleks misalnya asetilena, sebuah proses yang juga menghasilkan molekul hidrogen. Ada bukti bahwa asetilena dan hidrogen diproses ulang menjadi metana di permukaannya. Para ilmuwan memperkirakan adanya katalis eksotik, atau bentuk-bentuk kehidupan metanogenik yang belum dikenali.
Enceladus – atmosfernya mengandung 1.7% metana
Uranus – atmosfernya mengandung 2.3% metana
Ariel – metana dipercaya sebagai salah satu konstituen dalam permukaan es pada Ariel.
Miranda
Oberon – sekitar 20% permukaan Oberon terdiri dari senyawa karbon-nitrogen yang mengandung metana
Titania – sekitar 20% permukaan Titania terdiri dari senyawa organik yang mengandung metana
Umbriel – metana merupakan salah satu konstituen es permukaan Umbriel
Neptunus – atmosfernya mengandung 1.6% metana
Triton – Triton mempunyai atmosfer yang mengandung nitrogen dalam jumlah kecil dengan metana dekat permukaannya.
Pluto – analisis spektroskopik dari permukaan Pluto mengindikasikan adanya sejumlah kecil metana
Charon – metana dipercaya ada di Charon, tetapi belum dapat dipastikan
Eris – cahaya inframerah dari objek mengindikasikan adanya es metana
Komet Halley
Komet Hyakutake – observasi terestrial menemukan etana dan metana pada komet ini
Planet ekstrasurya HD 189733b – Ini adalah pendeteksian pertama kalinya bahwa ditemukan senyawa organik pada planet di luar tata surya. Sumbernya masih belum diketahui, ditambah lagi dengan suhu planet yang panas (sekitar 700 °C) maka biasanya akan membentuk karbon monoksida.
Awan antarbintang




Keamanan


Metana tidak beracun, tetapi sangat mudah terbakar dan dapat menimbulkan ledakan apabila bercampur dengan udara. Metana sangat reaktif pada oksidator, halogen, dan beberapa senyawa lain yang mengandung unsur halogen. Metana juga bersifat gas asfiksian dan dapat menggantikan oksigen dalam ruangan tertutup. Asfiksia dapat terjadi apabila konsentrasi oksigen di udara berkurang sampai di bawah 16% volume, karena kebanyakan orang hanya dapat mentoleransi pengurangan kadar oksigen sampai 16% tanpa merasa sakit. Gas metana dapat masuk ke dalam interior sebuah gedung yang dekat dengan tempat pembuangan akhir dan menyebabkan orang didalamnya terpapar metana. Beberapa gedung telah dilengkapi sistem keamanan dibawah basement mereka untuk secara aktif menghisap gas metana ini dan membuangnya keluar gedung.




Perbandingan propelan roket cair di permukaan laut dan dalam ruang hampa


Data dalam tabel di bawah ini berasal dari buku Huzel & Huang "Modern Engineering for Design of Liquid-Propellant Rocket Engines", 1992, American Institute of Aeronautics and Astronautics, Washington, (ISBN 1-56347-013- 6); Berisi hasil yang diterbitkan oleh Rocketdyne berdasarkan perhitungan yang dilakukan dengan asumsi pembakaran adiabatik, ekspansi isentropik uniaxial dan penyesuaian berkelanjutan rasio campuran oksidan/bahan bakar sebagai fungsi ketinggian. Perhitungan ini dilakukan untuk tekanan ruang bakar sebesar 1.000 PSI, yaitu 1.000 "pon per inci persegi", yang dalam satuan internasional (SI) setara dengan 6.894.757 Pa. Kecepatan ejeksi pada tekanan yang lebih rendah dapat diperkirakan dengan menerapkan koefisien dari grafik seberang.
Besaran yang ditampilkan dalam tabel ini adalah sebagai berikut:

ratio, perbandingan pencampuran (laju aliran massa oksidan terhadap laju aliran massa bahan bakar)
v e, kecepatan ejeksi gas buang, dinyatakan dalam meter per detik
ρ, kepadatan nyata propelan, dinyatakan dalam gram per sentimeter kubik
T C, suhu keseimbangan di ruang bakar, dinyatakan dalam °C
C*, kecepatan karakteristik, dinyatakan dalam meter per detik
Tujuan tabel ini adalah untuk menjelaskan evolusi parameter antara lepas landas dan kedatangan di orbit: di sebelah kiri, nilai di permukaan laut; di sebelah kanan, sama dalam kehampaan. Ini adalah nilai nominal yang dihitung untuk sistem ideal, dibulatkan dalam satuan SI (komposisi dinyatakan dalam persentase massa):




Lihat pula






Referensi






Pranala luar



Gavin Schmidt, Methane: A Scientific Journey from Obscurity to Climate Super-Stardom Diarsipkan 2004-09-10 di Wayback Machine., NASA Goddard, September 2004
Methane thermodynamics
International Chemical Safety Card 0291
Methane Hydrates
Safety data for methane Diarsipkan 2007-10-11 di Wayback Machine.
Methane-eating bug holds promise for cutting greenhouse gas Diarsipkan 2010-06-04 di Wayback Machine.. Media Release, GNS Science, New Zealand]
Catalytic conversion of methane to more useful chemicals and fuels Diarsipkan 2010-07-02 di Wayback Machine.
Methane as a Savior of the Dairy Industry Diarsipkan 2009-08-28 di Wayback Machine.

Kata Kunci Pencarian:

• Metana
• Metana klatrat
• Alkana
• Rembesan dingin
• Gas fosil
• Pemanasan global
• Gas rumah kaca
• Kearifan lokal
• Hidrokarbon
• Biodegradasi
• Eucosma metana
• Langsdorfia metana
• Talicada
• Athanase-Charles-Marie Charette de la Contrie
• Germanic strong verb
• Ember (non-profit organisation)
• Burnakura Gold Mine
• Kuridala Township site
• List of Pheidole species
• Santrampur Assembly constituency

Artikel Terkait "metana"

Metana - Learn Web3 blockchain development & get hired

Discover Metana’s hands-on programs in Web3, data analytics, software engineering, cybersecurity, and UX/UI design. Whether you’re new to coding or looking to advance, we’ll equip you with the in-demand skills to thrive in today’s tech world.

Web3 Solidity Bootcamp (Ethereum Blockchain) - Metana

When you learn Web3 skills, you put yourself in a position to transform your career, income, and future. Metana’s Solidity bootcamp trains you for a Web3 career in as few as 16 to 22 weeks.

Full Stack Web3 Bootcamp - Metana

Metana’s web3 beginner bootcamp is like no other. Go beyond learning FrontEnd, Backend, DevOps, but Solidity, tokens, and NFTs. We believe you can become a blockchain engineer through expert mentorship.

Top 5 Ethereum Layer 2 Projects You Should Know - Metana

27 Sep 2024 · Metana is a pioneer in education and career transformation, specializing in today’s most in-demand skills. The leading source for training, staffing, and career transitions, we foster a flourishing community of professionals pursuing careers they love.

Full Stack Developer Roadmap for 2024 - Metana

22 Des 2023 · Metana is a pioneer in education and career transformation, specializing in today’s most in-demand skills. The leading source for training, staffing, and career transitions, we foster a flourishing community of professionals pursuing careers they love.

10 Best Web3 Bootcamps and Courses - Metana

21 Okt 2024 · For beginners, Metana offers a full-stack development bootcamp, starting from zero coding experience and progressing to advanced Web3 concepts. Whether you aim to become a DApp developer or a smart contract specialist, Metana walks you through each step of your journey, turning your dream of becoming a Web3 developer into a reality.

Metana's Job Guarantee - Web3 Bootcamp

Metana is about showing you the fastest path from where you are now to the dream applicant companies want. That’s why we stand behind our job guarantee. Download the full agreement here.

Web3 Rust Bootcamp (Solana Blockchain) - Metana

Metana is a pioneer in education and career transformation, specializing in today’s most in-demand skills. The leading source for training, staffing, and career transitions, we foster a flourishing community of professionals pursuing careers they love.

8 High-Paying IT Jobs You Should Consider in 2025 - Metana

29 Okt 2024 · Metana is a pioneer in education and career transformation, specializing in today’s most in-demand skills. The leading source for training, staffing, and career transitions, we foster a flourishing community of professionals pursuing careers they love.

Scaling Solutions for Ethereum: Overcoming the Bottleneck

16 Agu 2024 · Metana is a pioneer in education and career transformation, specializing in today’s most in-demand skills. The leading source for training, staffing, and career transitions, we foster a flourishing community of professionals pursuing careers they love.