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Química

Metano

Sara Nahra
Publicado por Sara Nahra
Última atualização: 20/9/2019

Introdução

O metano é um hidrocarboneto alifáticosaturado, ou seja, sua cadeia é aberta e há somente ligações simples entre os átomos. Trata-se de um dos hidrocarbonetos mais importantes.

É classificado como alcano e contém apenas um átomo de carbono ligado a quatro átomos de hidrogênio por meio de ligações simples, apresentando fórmula molecular CH4.

O nome metano vem justamente da quantidade de carbonos presente na cadeia carbônica (1 carbono = MET), seguido da presença de ligações simples entre os átomos (AN), e a finalização do nome vem de sua função orgânica (hidrocarboneto = O).

Por apresentar um único carbono, suas forças intermoleculares são fracas, do tipo Van der Waals, logo, é encontrado na natureza na forma gasosa. Como contém apenas átomos de carbono e hidrogênio, o tipo de ligação que se forma é a covalente.

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O metano é um gás inodoro e incolor. Sua fórmula eletrônica é:

Fórmula eletrônica do metano.

Pela estrutura acima, percebemos que o metano é apolar. Já sua fórmula estrutural está mostrada abaixo:

Fórmula estrutural do metano.

Vemos que a geometria molecular do metano é tetraédrica, com o átomo de carbono ocupando o centro do tetraedro. O ângulo entre as ligações C – H é de 109°28’.

O metano possui baixa solubilidade em água, é solúvel em solventes orgânicos e, quando adicionado ao ar, forma uma mistura de alto teor inflamável.

Esse gás foi preparado em laboratório pela primeira vez em 1854, pelo químico e historiador francês Marcellin Berthelot. A reação de obtenção do metano está mostrada a seguir:

CS2 + 2 H2S + 8 Cu → 4 Cu2S + CH4 

O metano ocorre na natureza por meio da decomposição de material orgânico em ausência de ar. É o principal componente do gás natural, servindo de combustível, e é encontrado em jazidas de petróleo, em bolsões, ou, ainda, em jazidas de carvão nos interstícios e nos pântanos.

O metano pode também ser encontrado nos aterros sanitários, onde o lixo e a terra são depositados em sucessivas camadas, o que faz com que o material orgânico seja decomposto na ausência de ar. É gerado, assim, uma mistura gasosa rica em CH4 denominada gasolixo.

Nos biodigestores, é produzida uma mistura gasosa constituída principalmente de gás metano conhecida como biogás. O biogás é obtido através da degradação bacteriana de restos de animais e vegetais.

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Reação de combustão do metano

Existem três diferentes reações de combustão do metano (uma combustão completa e outras duas incompletas), que dão origem a diversos gases, dependendo do tipo de combustão, além de água. Também liberam diferentes quantidades de energia. As equações abaixo representam essas reações:

  • Combustão completa: CH4 (g) + 2 O2 (g) → CO2 (g) + 2 H2O (l)            ΔH = -891 kJ
  • Combustão incompleta: CH4 (g) + 3/2 O2 (g) → CO (g) + 2 H2O (l)       ΔH = -607 kJ
  • Combustão incompleta: CH4 (g) + O2 (g) → C (g) + 2 H2O (l)                ΔH = -607 kJ

Apesar de o metano ser um gás inofensivo, sua combustão incompleta gera substâncias extremamente tóxicas para o ser humano, como o monóxido de carbono (CO), por exemplo, que é considerado um asfixiante.

O gás metano e o efeito estufa

Juntamente com o gás carbônico (CO2) e outros gases (CFC, N2O, etc.), o metano contribui para o efeito estufa e, consequentemente, para o aquecimento global. Esses gases absorvem grande parte das radiações infravermelhas provenientes do Sol, enquanto o resto volta para o espaço.

O aumento na concentração desses gases na atmosfera provocaria uma significativa mudança climática, com o aumento da temperatura média na Terra. Isso acarretaria em sérios danos ao meio ambiente, como o derretimento de gelo das calotas polares, a elevação no nível dos oceanos e a inundação de diversas regiões costeiras.


Exercícios

Exercício 1
(UFRGS/2001)

O gás metano (CH4) pode ser obtido no espaço sideral pelo choque entre os átomos de hidrogênio liberados pelas estrelas e o grafite presente na poeira cósmica. Sobre as moléculas do metano pode-se afirmar que o tipo de ligação intermolecular e sua geometria são, respectivamente:

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