Senda inn spurningu
Sólin Sólin Rís 05:36 • sest 21:19 í Reykjavík
Tunglið Tunglið Rís 16:44 • Sest 05:50 í Reykjavík
Flóð Flóð Árdegis: 04:37 • Síðdegis: 17:05 í Reykjavík
Fjaran Fjara Árdegis: 10:57 • Síðdegis: 23:09 í Reykjavík
Visit the English version

Flokkun:

Þverfræðilegt efni Umhverfismál
Náttúruvísindi og verkfræði Eðlisfræði: í daglegu lífi
Náttúruvísindi og verkfræði Veðurfræði
Náttúruvísindi og verkfræði Efnafræði

Ef metan er að mestu leyti vetni, hvað gerir það svo óæskilega gastegund?

Þorsteinn Vilhjálmsson

Metan er efnasamband sem þýðir að hver sameind þess er gerð úr tveimur eða fleiri frumeindum (atómum) mismunandi frumefna. Efnasambönd hafa yfirleitt allt aðra eiginleika en frumefnin sem þau eru gerð úr.

Eitt þekktasta og mikilvægasta dæmið um þetta er vatnið (H2O; tvær vetnisfrumeindir og ein súrefnisfrumeind í hverri vatnssameind). Vatn er fljótandi við stofuhita en bæði vetni og súrefni eru í gasham við venjulegan hita nálægt yfirborði jarðar. Vetni er afar eldfimt en vatnið er fjarri því að vera eldfimt eins og við vitum.

Ekkert gas er alfarið "óæskilegt" eða "æskilegt"; slíkt fer eftir samhenginu. Vetnisgas getur til dæmis verið stórhættulegt ef ekki er rétt með það farið, af því að það er svo eldfimt. Á fyrri hluta tuttugustu aldar reyndu menn að nota vetni í loftbelgi og loftskip af því að það er svo létt í sér (léttasta gas sem til er) en það endaði með ósköpum og uppgjöf vegna þess að loftskipin brunnu hvert af öðru.

En af þessari sömu ástæðu, að vetni er svo eldfimt, er það álitlegur kostur sem eldsneyti og kannski á spyrjandi við það þegar hann gefur í skyn að vetni sé "æskileg" gastegund. Ýmsa erfiðleika þarf þó að yfirstíga til að nota vetni í stórum stíl sem eldsneyti á farartæki en ekki er tilefni til að fara út í þá sálma hér.

Efnafræðitáknið fyrir metan er CH4 sem lýsir því að í sameindinni er ein kolefnisfrumeind og fjórar vetnisfrumeindir. Sameindinni má einnig lýsa með mynd í þeim dúr sem sýnd er hér til hliðar. En þetta þýðir að í hverri sameind metans eru fjórar vetnissameindir og ein kolefnissameind og að því leyti er metan "að mestu leyti vetni" eins og spyrjandi segir. Hins vegar hefur kolefnisfrumeindin 12 sinnum meiri massa en vetnisfrumeindin þannig að massahlutföllin eru 3 hlutar kolefnis á móti einum af vetni.

Metan hefur, að minnsta kosti til skamms tíma, alls ekki verið talið alfarið "óæskileg gastegund". Það er ríkjandi þáttur í jarðgasi (e. natural gas) sem menn hafa dælt upp úr námum í jörðinni og notað til eldsneytis. En það myndast einnig á annan hátt, til dæmis í mýrum sem hefur orðið til þess að það er stundum kallað mýragas (e. swamp gas). Einnig myndast það í verulegum mæli í kúm og öðrum jórturdýrum vegna baktería sem þrífast í þeim og framleiða þetta gas.

Metan sem verður til með þessum hætti stígur upp og dreifist um lofthjúp jarðar svipað og til dæmis koltvíildi eða koltvísýringur sem myndast þegar við öndum og raunar við hvers konar bruna. Hins vegar er miklu minna af metani en koltvísýringi í lofthjúpnum (2 hlutar af milljón á móti 380 hlutum af CO2 árið 2005). Þar á móti kemur að hver metansameind er miklu virkari í gróðurhúsaáhrifum en hver koltvísýringssameind. Þannig er áætlað að hlutur CO2 í heildaráhrifunum árið 2005 hafi numið 82% en hlutur metans sé um 18% og er metan þar skýrt í öðru sæti. Tölur um þetta eru þó nokkuð á reiki ennþá en óvissan breytir því samt ekki að metan er engan veginn "æskileg" lofttegund séð frá þessu sjónarmiði þegar við viljum halda þessum áhrifum í skefjum!



Þess má að lokum geta til fróðleiks að gös í lofthjúpnum þurfa að hafa að minnsta kosti þrjár frumeindir í sameind til þess að gleypa verulega innrauða geislun (varmageislun) og taka þátt í gróðurhúsaáhrifunum. Þetta á bæði við koltvísýring og metan en hins vegar ekki um algengustu gös lofthjúpsins, nitur og súrefni sem mynda bæði tveggja frumeinda sameindir þar sem báðar frumeindirnar eru eins í hvoru tilviki um sig. Til að fá skýringu á þessu merkilega skilyrði um fjölda frumeinda í sameind þarf að leita til svokallaðrar skammtafræði.

Helsta heimild:

Robert Henson, The Rough Guide to Climate Change, 2. útgáfa. London: Penguin/Rough Guides, janúar 2008. -- Við mælum með þessari litlu en efnismiklu bók handa lesendum sem vilja skýrar, aðgengilegar og staðgóðar upplýsingar um loftslagsbreytingarnar sem nú eru að gerast á jörðinni.

Myndir:

Höfundur

Þorsteinn Vilhjálmsson

Þorsteinn Vilhjálmsson

prófessor emeritus, ritstjóri Vísindavefsins 2000-2010 og ritstjóri Evrópuvefsins 2011

Útgáfudagur

28.4.2008

Spyrjandi

Snorri Gylfason

Efnisorð

Tilvísun

Þorsteinn Vilhjálmsson. „Ef metan er að mestu leyti vetni, hvað gerir það svo óæskilega gastegund?“ Vísindavefurinn, 28. apríl 2008. Sótt 20. apríl 2024. http://visindavefur.is/svar.php?id=47334.

Þorsteinn Vilhjálmsson. (2008, 28. apríl). Ef metan er að mestu leyti vetni, hvað gerir það svo óæskilega gastegund? Vísindavefurinn. Sótt af http://visindavefur.is/svar.php?id=47334

Þorsteinn Vilhjálmsson. „Ef metan er að mestu leyti vetni, hvað gerir það svo óæskilega gastegund?“ Vísindavefurinn. 28. apr. 2008. Vefsíða. 20. apr. 2024. <http://visindavefur.is/svar.php?id=47334>.

Chicago | APA | MLA

Þessi síða notar vafrakökur Nánari upplýsingar

Ég samþykki
Spyrja

Sendu inn spurningu LeiðbeiningarTil baka

Hér getur þú sent okkur nýjar spurningar um vísindaleg efni.

Hafðu spurninguna stutta og hnitmiðaða og sendu aðeins eina í einu. Einlægar og vandaðar spurningar um mikilvæg efni eru líklegastar til að kalla fram vönduð og greið svör. Ekki er víst að tími vinnist til að svara öllum spurningum.

Persónulegar upplýsingar um spyrjendur eru eingöngu notaðar í starfsemi vefsins, til dæmis til að svör verði við hæfi spyrjenda. Spurningum er ekki sinnt ef spyrjandi villir á sér heimildir eða segir ekki nægileg deili á sér.

Spurningum sem eru ekki á verksviði vefsins er eytt.

Að öðru leyti er hægt að spyrja Vísindavefinn um allt milli himins og jarðar!

=

Senda grein til vinar

=

Ef metan er að mestu leyti vetni, hvað gerir það svo óæskilega gastegund?
Metan er efnasamband sem þýðir að hver sameind þess er gerð úr tveimur eða fleiri frumeindum (atómum) mismunandi frumefna. Efnasambönd hafa yfirleitt allt aðra eiginleika en frumefnin sem þau eru gerð úr.

Eitt þekktasta og mikilvægasta dæmið um þetta er vatnið (H2O; tvær vetnisfrumeindir og ein súrefnisfrumeind í hverri vatnssameind). Vatn er fljótandi við stofuhita en bæði vetni og súrefni eru í gasham við venjulegan hita nálægt yfirborði jarðar. Vetni er afar eldfimt en vatnið er fjarri því að vera eldfimt eins og við vitum.

Ekkert gas er alfarið "óæskilegt" eða "æskilegt"; slíkt fer eftir samhenginu. Vetnisgas getur til dæmis verið stórhættulegt ef ekki er rétt með það farið, af því að það er svo eldfimt. Á fyrri hluta tuttugustu aldar reyndu menn að nota vetni í loftbelgi og loftskip af því að það er svo létt í sér (léttasta gas sem til er) en það endaði með ósköpum og uppgjöf vegna þess að loftskipin brunnu hvert af öðru.

En af þessari sömu ástæðu, að vetni er svo eldfimt, er það álitlegur kostur sem eldsneyti og kannski á spyrjandi við það þegar hann gefur í skyn að vetni sé "æskileg" gastegund. Ýmsa erfiðleika þarf þó að yfirstíga til að nota vetni í stórum stíl sem eldsneyti á farartæki en ekki er tilefni til að fara út í þá sálma hér.

Efnafræðitáknið fyrir metan er CH4 sem lýsir því að í sameindinni er ein kolefnisfrumeind og fjórar vetnisfrumeindir. Sameindinni má einnig lýsa með mynd í þeim dúr sem sýnd er hér til hliðar. En þetta þýðir að í hverri sameind metans eru fjórar vetnissameindir og ein kolefnissameind og að því leyti er metan "að mestu leyti vetni" eins og spyrjandi segir. Hins vegar hefur kolefnisfrumeindin 12 sinnum meiri massa en vetnisfrumeindin þannig að massahlutföllin eru 3 hlutar kolefnis á móti einum af vetni.

Metan hefur, að minnsta kosti til skamms tíma, alls ekki verið talið alfarið "óæskileg gastegund". Það er ríkjandi þáttur í jarðgasi (e. natural gas) sem menn hafa dælt upp úr námum í jörðinni og notað til eldsneytis. En það myndast einnig á annan hátt, til dæmis í mýrum sem hefur orðið til þess að það er stundum kallað mýragas (e. swamp gas). Einnig myndast það í verulegum mæli í kúm og öðrum jórturdýrum vegna baktería sem þrífast í þeim og framleiða þetta gas.

Metan sem verður til með þessum hætti stígur upp og dreifist um lofthjúp jarðar svipað og til dæmis koltvíildi eða koltvísýringur sem myndast þegar við öndum og raunar við hvers konar bruna. Hins vegar er miklu minna af metani en koltvísýringi í lofthjúpnum (2 hlutar af milljón á móti 380 hlutum af CO2 árið 2005). Þar á móti kemur að hver metansameind er miklu virkari í gróðurhúsaáhrifum en hver koltvísýringssameind. Þannig er áætlað að hlutur CO2 í heildaráhrifunum árið 2005 hafi numið 82% en hlutur metans sé um 18% og er metan þar skýrt í öðru sæti. Tölur um þetta eru þó nokkuð á reiki ennþá en óvissan breytir því samt ekki að metan er engan veginn "æskileg" lofttegund séð frá þessu sjónarmiði þegar við viljum halda þessum áhrifum í skefjum!



Þess má að lokum geta til fróðleiks að gös í lofthjúpnum þurfa að hafa að minnsta kosti þrjár frumeindir í sameind til þess að gleypa verulega innrauða geislun (varmageislun) og taka þátt í gróðurhúsaáhrifunum. Þetta á bæði við koltvísýring og metan en hins vegar ekki um algengustu gös lofthjúpsins, nitur og súrefni sem mynda bæði tveggja frumeinda sameindir þar sem báðar frumeindirnar eru eins í hvoru tilviki um sig. Til að fá skýringu á þessu merkilega skilyrði um fjölda frumeinda í sameind þarf að leita til svokallaðrar skammtafræði.

Helsta heimild:

Robert Henson, The Rough Guide to Climate Change, 2. útgáfa. London: Penguin/Rough Guides, janúar 2008. -- Við mælum með þessari litlu en efnismiklu bók handa lesendum sem vilja skýrar, aðgengilegar og staðgóðar upplýsingar um loftslagsbreytingarnar sem nú eru að gerast á jörðinni.

Myndir:...