Metaani

Metaani
Tunnisteet
IUPAC-nimi	Metyylihydridi
CAS-numero	74-82-8
PubChem CID	297
SMILES	C
Ominaisuudet
Molekyylikaava	CH4
Moolimassa	16,0 g/mol
Sulamispiste	−182,5 °C (90,7 K)
Kiehumispiste	−161,6 °C (111,55 K)
Tiheys	0,7168 g/dm3 (0 °C)
Liukoisuus veteen	3,5 mg/100 ml (17 °C)
	Infobox OK

Metaani (CH₄) on yksinkertaisin hiilivety ja alkaani. Se on hajuton, ilmaa kevyempi kaasu.

Maakaasu on pääosin metaania. Biokaasuksi kutsutaan biomassapohjaista kaasuseosta, joka on pääosin metaania. Synteettinen metaani on teollisesti valmistettua metaania. E-metaani on synteettistä metaania, joka on tehty sähköllä tehdystä vedystä ja hiilidioksidista.^[3]

Metaani on hiilidioksidin ohella yksi merkittävimmistä kasvihuonekaasuista. Metaanin osuus kaikista kasvihuonekaasujen yhdistetyistä lämmitysvaikutuksista on noin 20 %. ^[4]

Metaania syntyy eloperäisen aineksen mädäntyessä hapettomissa oloissa esimerkiksi eläinten ruoansulatuskanavissa, soissa, kaatopaikoilla ja riisipelloilla. Lisäksi metaania vapautuu fossiilisten polttoaineiden hankinnan ja jalostuksen yhteydessä. Eri esiintymispaikoissaan siitä käytetään esimerkiksi myös nimityksiä suokaasu ja kaivoskaasu. Kivihiilikaivoksissa tapahtuvat kaasuräjähdykset ovat metaanikaasun aiheuttamia, sillä sitä on myös kivihiilen huokosissa. Myös Marsin maaperästä vapautuu metaania. Jäätynyttä metaania esiintyy myös Pluton uloimmassa kerroksessa.

Metaanin palamisreaktio tuottaa runsaasti lämpöenergiaa: ${\rm {CH_{4}+2O_{2}\rightarrow CO_{2}+2H_{2}O\qquad -\Delta H_{c}^{\circ }=889\ kJ/mol}}$ . Polttoainekäytön lisäksi metaania käytetään useiden yhdisteiden synteesin lähtöaineena. Siitä valmistetaan muun muassa kloorattuja metaaneja, metanolia, eteeniä, vetysyanidia, vetysulfidia ja synteesikaasua.^[5]

Metaani kasvihuonekaasuna

Metaanin elinikä ilmakehässä on vain noin kymmenen vuotta^[6], joten se lämmittää ilmakehää muita kasvihuonekaasuja huomattavasti lyhyemmän aikaa. Laskelmissa metaanin ilmastoa lämmittävä vaikutus riippuu siksi muita kasvihuonekaasuja enemmän siitä, kuinka pitkää ajanjaksoa tarkastellaan päästöjen muodostumisen jälkeen. Yleisimmin käytetyllä sadan vuoden tarkasteluvälillä saadaan tulokseksi, että metaani lämmittää ilmakehää 25 kertaa enemmän kuin hiilidioksidi.^[7] Metaanilla on myös ilmakehän viilentymistä aiheuttava otsonia heikentävä vaikutus, joka on kuitenkin paljon pienempi kuin klooria ja bromia sisältävillä kaasuilla^[8]^[9].

Metaanin pitoisuus ilmakehässä on yli kaksinkertaistunut esiteollisen ajan jälkeen. Metaanin osuus globaaleista kasvihuonepäästöistä on sadan vuoden seuranta-ajalla noin 14 prosenttia ^[10]. Suomessa muiden kasvihuonekaasujen tuotanto on kuitenkin niin runsasta, että metaanin osuus ilmaston lämpenemisestä on vain 6 prosenttia^[11].

Suomessa metaanin päästöistä on puolet peräisin kaatopaikoilta ja jätevedenpuhdistuksesta, kakkossijalla päästölähteenä on karjatalous.^[12]

Fossiilisten polttoaineiden hankinta ja käyttö aiheuttavat 26 % maailman metaanipäästöistä ja kaatopaikkojen sekä jäteveden puhdistuksen yhteydessä vapautuu 20 prosenttia^[10]. Biomassan polton metaanipäästöt muodostavat noin 11 prosenttia ihmisen toiminnan aiheuttamista metaanipäästöistä^[13].

Metaanipäästöjen arvellaan tulevaisuudessa syntyvän enenevissä määrin kaatopaikoille kasaantuvasta jätteestä.^[14] Suomen kaatopaikkojen metaanipäästöt laskivat kuitenkin voimakkaasti vuosina 1995–2006.^[15]

Karjatalouden metaanipäästöt syntyvät nurmirehua syövien märehtijöiden ruoansulatuksessa sekä lannan varastoinnissa ja käsittelyssä. Metaanin muodostumista pyritään vähentämällä kohottamalla rehun hyötysuhdetta ja sen kautta vähentämällä sen kulutusta. Yli viisi prosenttia rehun energiasta muuttuu metaaniksi, ja sen talteenotto on vaikeaa sisätiloissakin. Kehitteillä on rehu, jonka ansiosta metaanin muodostuminen vähenisi.^[12]

Siperian turvesoiden ikiroudan sulamisesta voi aiheutua jopa 70 000 miljoonan tonnin metaanipäästöt, jotka edelleen kiihdyttäisivät ilmastonmuutosta.^[16] Kaksi kolmasosaa metaanipäästöistä on ihmisen aiheuttamaa.

Ilmakehän metaanipitoisuus nousi poikkeuksellisen paljon vuonna 2007. Syytä ei tiedetä. Pohjoisessa epäillään Siperian soiden vapauttavan metaania ikiroudan sulaessa ilmaston lämmettyä.^[17]

Katso myös

Lähteet

↑ Susan Budavari (päätoim.): The Merck Index, s. 1018. (12th Edition) Merck & Co., 1996. ISBN 978-0-911910-12-4 (englanniksi)
↑ Metaani Käyttöturvallisuustiedote. 5.12.2012. Sigma Aldrich (Merck). Viitattu 9.3.2018. (suomeksi)
↑ E-metaani Gasum. Viitattu 26.9.2024.
↑ Methane
↑ Alén, Raimo: Kokoelma orgaanisia yhdisteitä: Ominaisuudet ja käyttökohteet, s. 18. Helsinki: Consalen Consulting, 2009. ISBN 978-952-92-5627-3
↑ IPCC:n neljännen arviointiraportin toinen luku. Changes in Atmospheric Constituents and in Radiative Forcing. Taulukko 2,14. Intergovernmental Panel on Climate Change 2007.
↑ Paper concludes cutting meat won't reduce a person's carbon footprint much Stuff. 7.7.2021. Viitattu 30.11.2021. (englanniksi)
↑ Ilmasto-opas.fi: Ilmastonmuutos ilmiönä - Ilmasto-opas.fi Ilmasto-opas. Arkistoitu 30.11.2021. Viitattu 30.11.2021.
↑ Twenty Questions And Answers About The Ozone Layer, UNEP/D.W. Fahey 2002 (Arkistoitu – Internet Archive), s. 12
↑ ^a ^b Global Methane Emissions and Mitigation Opportunities. http://www.globalmethane.org/documents/analysis_fs_en.pdf
↑ Greenhouse gas emissions in Finland 1990–2003. National inventory report to the UNFCCC. 27 May 2005. http://www.stat.fi/tup/khkinv/nir_2005_unfccc.pdf (Arkistoitu – Internet Archive)
↑ ^a ^b Kristiina Yli-Kovero: Nautojen metaanipäästöjä halutaan vähentää uudenlaisella rehulla. Helsingin Sanomat, 7.11.2009, s. B9. Artikkelin verkkoversio.
↑ Puun polton pienhiukkaspäästöt. Kuopion yliopiston ympäristötieteiden laitoksen monistesarja 2/2005. http://www.uku.fi/fine/src/raportit/PIPOLoppuraportti2005.pdf
↑ Johanna Mannila: Metaani – se toinen kasvihuonekaasu 21.11.2006. Helsingin Sanomat. Viitattu 4.7.2007.
↑ Metaanipäästöt Suomessa 1990–2006 (1000 t) Tilastokeskus 18.4.2008
↑ Ian Sample: Warming Hits 'Tipping Point' 11.8.2005. The Guardian. Viitattu 12.6.2007.
↑ Ilmakehän metaanipitoisuus kohosi yllättäen viime vuonna, Tutkijat eivät ymmärrä metaanin kiertokulkua luonnossa riittävästi, Helsingin Sanomat 31.10.2008 A4

Aiheesta muualla

Metaanin kansainvälinen kemikaalikortti
Human Metabolome Database: Methane (englanniksi)
KEGG: Methane (englanniksi)
ChemBlink: Methane (englanniksi)

Yksinkertaisimmat hiilivedyt

Alkaanit

metaani	etaani	propaani	butaani	pentaani	heksaani	heptaani	oktaani	nonaani	dekaani	undekaani	dodekaani
CH₄	C₂H₆	C₃H₈	C₄H₁₀	C₅H₁₂	C₆H₁₄	C₇H₁₆	C₈H₁₈	C₉H₂₀	C₁₀H₂₂	C₁₁H₂₄	C₁₂H₂₆

Alkeenit

	eteeni	propeeni	buteeni	penteeni	hekseeni	hepteeni	okteeni	noneeni	dekeeni	undekeeni	dodekeeni
	C₂H₄	C₃H₆	C₄H₈	C₅H₁₀	C₆H₁₂	C₇H₁₄	C₈H₁₆	C₉H₁₈	C₁₀H₂₀	C₁₁H₂₂	C₁₂H₂₄

Alkyynit

	etyyni	propyyni	butyyni	pentyyni	heksyyni	heptyyni	oktyyni	nonyyni	dekyyni	undekyyni	dodekyyni
	C₂H₂	C₃H₄	C₄H₆	C₅H₈	C₆H₁₀	C₇H₁₂	C₈H₁₄	C₉H₁₆	C₁₀H₁₈	C₁₁H₂₀	C₁₂H₂₂

Ilmastonmuutos ja ilmaston lämpeneminen

Syyt	Kasvihuoneilmiö Kasvihuonekaasu Hiilidioksidi Metaani Auringon aktiivisuus Ilmaston viileneminen Milankovićin jaksot Vulkanismi Laattatektoniikka Termohaliinikierto
Vaikutukset	Ilmastopakolaisuus Merien happamoituminen Merenpinnan nousu Tulvat Sadannan muutokset Kuivuuskaudet Lämpöaallot Äärimmäiset sääilmiöt Trooppiset hirmumyrskyt
Tiede	Hallitustenvälinen ilmastopaneeli IPCC Ilmastoherkkyys Ilmastomalli Palautekytkennät Kaupunkisaarekeilmiö Keskiajan lämmin kausi Pieni jääkausi Hiilinielu Otsonikato Historialliset vaikutukset
Keskustelu ja politiikka	Hillitseminen Hinku-verkosto Sopeutuminen Kioton sopimus Kööpenhaminan ilmastokokous UNFCCC Päästökauppa Sternin raportti Uusiutuva energia Energiansäästö Oregonin vetoomus Energiapolitiikka Euroopan unionin energiapolitiikka Suomen energiapolitiikka Kiinan energiapolitiikka

[Merck-1] Susan Budavari (päätoim.): The Merck Index, s. 1018. (12th Edition) Merck & Co., 1996. ISBN 978-0-911910-12-4 (englanniksi)

[2] Metaani Käyttöturvallisuustiedote. 5.12.2012. Sigma Aldrich (Merck). Viitattu 9.3.2018. (suomeksi)

[3] E-metaani Gasum. Viitattu 26.9.2024.

[4] Methane

[alen-5] Alén, Raimo: Kokoelma orgaanisia yhdisteitä: Ominaisuudet ja käyttökohteet, s. 18. Helsinki: Consalen Consulting, 2009. ISBN 978-952-92-5627-3

[6] IPCC:n neljännen arviointiraportin toinen luku. Changes in Atmospheric Constituents and in Radiative Forcing. Taulukko 2,14. Intergovernmental Panel on Climate Change 2007.

[7] Paper concludes cutting meat won't reduce a person's carbon footprint much Stuff. 7.7.2021. Viitattu 30.11.2021. (englanniksi)

[8] Ilmasto-opas.fi: Ilmastonmuutos ilmiönä - Ilmasto-opas.fi Ilmasto-opas. Arkistoitu 30.11.2021. Viitattu 30.11.2021.

[9] Twenty Questions And Answers About The Ozone Layer, UNEP/D.W. Fahey 2002 (Arkistoitu – Internet Archive), s. 12

[Nimetön-rEqz-1-10] Global Methane Emissions and Mitigation Opportunities. http://www.globalmethane.org/documents/analysis_fs_en.pdf

[11] Greenhouse gas emissions in Finland 1990–2003. National inventory report to the UNFCCC. 27 May 2005. http://www.stat.fi/tup/khkinv/nir_2005_unfccc.pdf (Arkistoitu – Internet Archive)

[kyk-12] Kristiina Yli-Kovero: Nautojen metaanipäästöjä halutaan vähentää uudenlaisella rehulla. Helsingin Sanomat, 7.11.2009, s. B9. Artikkelin verkkoversio.

[13] Puun polton pienhiukkaspäästöt. Kuopion yliopiston ympäristötieteiden laitoksen monistesarja 2/2005. http://www.uku.fi/fine/src/raportit/PIPOLoppuraportti2005.pdf

[14] Johanna Mannila: Metaani – se toinen kasvihuonekaasu 21.11.2006. Helsingin Sanomat. Viitattu 4.7.2007.

[15] Metaanipäästöt Suomessa 1990–2006 (1000 t) Tilastokeskus 18.4.2008

[16] Ian Sample: Warming Hits 'Tipping Point' 11.8.2005. The Guardian. Viitattu 12.6.2007.

[17] Ilmakehän metaanipitoisuus kohosi yllättäen viime vuonna, Tutkijat eivät ymmärrä metaanin kiertokulkua luonnossa riittävästi, Helsingin Sanomat 31.10.2008 A4

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]

[12]

[13]

[14]

[15]

[16]

[17]