Metano

Química

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Metano é o menor e mais simples hidrocarboneto. É um composto orgânico com apenas um carbono em sua cadeia. Possui geometria tetraédrica e forma uma substância polar, incolor, gasosa e inflamável. É um dos gases produzidos em processos:

  • de decomposição da matéria orgânica;
  • de digestão;
  • abiogênicos (não decorrente de organismos vivos), como incêndios florestais.

É possível encontrar o metano também no petróleo e no manto terrestre como uma das substâncias primordiais na formação da terra. É um dos gases responsáveis pela aceleração do efeito estufa. Possui uma menor permanência na atmosfera, se comparado ao dióxido de carbono, no entanto, é altamente capaz de absorver calor e raios infravermelhos. A combustão do metano tem como produto gases como CO2, vapor d’água e fuligem.

Leia também: Ácido sulfúrico – composto químico largamente utilizado pelas indústrias

O que é metano?

Metano é o menor e mais simples dos hidrocarbonetos, molécula orgânica com apenas um átomo de carbono ligada a quatro hidrogênios.

Características do metano

  • Molécula orgânica
  • Saturada
  • Geometria tetraédrica
  • Substância polar (não se solubiliza em água)
  • Incolor
  • Gasoso em condições normais de temperatura e pressão
  • Inflamável (quando em contato com ar atmosférico)

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Fórmula do metano

A fórmula molecular do metano é CH4, um carbono ligado a quatro átomos de hidrogênio.

A molécula de metano é formada por um carbono ligado a quatro hidrogênios.
A molécula de metano é formada por um carbono ligado a quatro hidrogênios.

Fontes do gás metano

  • Bióticas (oriundas de outros seres vivos

→ Processo digestivo de animais herbívoros, carnívoros e onívoros: o processo digestivo dos animais libera o gás metano no ambiente. O processo digestivo de ruminantes, como bovinos, emite metano em maior quantidade.

Fazendas de criação bovina tem um ambiente rico em metano, devido ao processo digestivo que acontece no organismo dos ruminantes.
Fazendas de criação bovina tem um ambiente rico em metano, devido ao processo digestivo que acontece no organismo dos ruminantes.

Fermentação por bactérias metanogênicas: são microrganismos que participam do processo de decomposição anaeróbica (decomposição sem a presença de oxigênio), transformando matéria orgânica mais complexa em gás metano, dióxido de carbono e outras moléculas mais simples. Processo que acontece nos pântanos, onde se tem um ecossistema rico em matéria orgânica úmida em processo de decomposição.

Veja também: Qual o tempo de decomposição do lixo?

  • Abióticas (fontes naturais e petroquímicas)

Falhas geológicas: no manto terrestre está localizado a maior concentração de metano da Terra, seja por uma falha geológica que pode levar ao seu vazamento, seja por condições de temperatura que favoreçam reações que o liberam.

Combustíveis fosseis: o metano é um dos hidrocarbonetos que podem ser extraídos do petróleo. Há também a formação de metano como produto de reações químicas com hidrocarbonetos maiores.

Usos e importância do metano

O metano é utilizado principalmente como fonte de energia. O gás produzido (biogás) em aterros sanitários ou lixões é drenado por um tubo e então mandado para uma usina que o converte em energia. Em São Paulo, 700 mil pessoas são beneficiadas pela energia que advém do biogás extraído do lixo urbano.

No caso da agropecuária, utiliza-se biodigestores para trato e retirada do biogás contido no excremento dos animais (fezes). A energia adquirida por meio do biogás é utilizada para funcionamento da fazenda e beneficiamento de comunidades locais. A energia provinda do metano é também utilizada em negociações de créditos de carbono (iniciativa em função da redução do aquecimento global).

Aterro sanitário com tubulação de coleta do biogás produzido.
Aterro sanitário com tubulação de coleta do biogás produzido.

Reação de combustão do metano

A combustão do metano pode acontecer de forma completa, formando dióxido de carbono (CO2) e água (H2O), ou ainda pode ser uma combustão parcial ou incompleta, tendo neste caso como produto o monóxido de carbono (CO), a fuligem (C) e a água. Veja, a seguir, as reações balanceadas da combustão completa e parcial do metano:

  • Completa:

CH4 (g) + 2.O2(g)  ◻ CO2(g) + 2.H2O(g)

  • Incompleta com formação de monóxido de carbono (CO):

CH4 (g) + 3/2.O2(g) ◻ CO(g) + 2H2O(g)

  • Incompleta formando fuligem (C)

CH4(g) + O(g)2  ◻ C(s) + 2.H2O(g)

Veja também: O que é combustão?

Perigos do metano

O gás metano é um dos responsáveis pelo aceleramento do efeito estufa, estando em menor quantidade na atmosfera, quando comparado com o dióxido de carbono. No entanto, seu potencial energético é 60x maior, além da alta capacidade de absorção de radiação infravermelha. Portanto, apesar de o metano não possuir uma longa permanência na atmosfera, os danos causados ao ambiente chegam a ser 20x maiores que os causados pelo dióxido de carbono.

Para a saúde humana, o metano também apresenta riscos de intoxicação. A inalação do gás pode causar asfixia, colapsos no sistema nervoso e parada cardíaca.

Exercícios resolvidos

Questão 1 – (Enem – 2016) A coleta das fezes dos animais domésticos em sacolas plásticas e o seu descarte em lixeiras convencionais podem criar condições de degradação que geram produtos prejudiciais ao meio ambiente. (Figura 1)

A figura 2 ilustra o Projeto Park Spark, desenvolvido em Cambridge, MA (EUA), em que as fezes dos animais domésticos são recolhidas em sacolas biodegradáveis e jogadas em um biodigestor instalado em parques públicos; e os produtos são utilizados em equipamentos no próprio parque.

Uma inovação desse projeto é possibilitar o(a):

A) Queima de gás metano
B) Armazenamento de gás carbônico
C) Decomposição aeróbica das fezes
D) Uso mais eficiente de combustíveis fósseis
E) Fixação de carbono em moléculas orgânicas

Resolução

Alternativa A. Possibilita a queima e do gás metano, que é convertido em energia que pode ser utilizada para abastecer os sistemas elétricos do parque.

Questão 2 – (Enem) De acordo com o relatório “A grande sombra da pecuária” (Livestock’s Long Shadow), feito pela Organização das Nações Unidas para a Agricultura e a Alimentação, o gado é responsável por cerca de 18% do aquecimento global, uma contribuição maior que a do setor de transportes.

A criação de gado em larga escala contribui para o aquecimento global por meio da emissão de

  1. metano durante o processo de digestão.
  2. óxido nitroso durante o processo de ruminação
  3. clorofluorcarbono durante o transporte de carne.
  4. óxido nitroso durante o processo respiratório.
  5. dióxido de enxofre durante o consumo de pastagens.

Resolução

Alternativa A. O processo digestivo de animais ruminantes acontece por bactérias metanogênicas, tendo como um dos principais produtos finais o gás metano, que é o segundo principal gás responsável pelo agravamento do efeito estufa.

 

Por Laysa Bernardes Marques de Araujo
Professora de Química

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ARAúJO, Laysa Bernardes Marques de. "Metano"; Brasil Escola. Disponível em: https://brasilescola.uol.com.br/quimica/metano.htm. Acesso em 02 de dezembro de 2020.