Wasser-Wissen


Methan

Stoffsystem

Sumpfgas (CH4), farbloses, geruchloses, ungiftiges Gas, verbrennt zu Kohlendioxid (CO2) und Wasser. Vorkommen im Erdgas (80 - 90%), Leuchtgas (rd. 30%), sowie als Grubengas in Steinkohlenflözen. Methan ist Ausgangsstoff für die Herstellung von Acetylen und wird als Heiz- und Treibgas verwendet. Methan besitzt eine atmosphärische Lebenszeit von ca. 12 Jahren; es reichert sich in der Atmosphäre an (derzeit rund 1,7 ppm). Es ist ein etwa 30-fach stärkeres Treibhausgas als CO2 und ist daher Teil der Klimadiskussion.

Dichte: 0,72 g/L (Methan : Luft = 0,558) Schmelztemperatur: -182 °C Siedetemperatur: -161 °C Wasserlöslichkeit: schwach löslich (bei 20 °C 35 mL/L) andere Löslichkeiten: org. Lösungsmittel (Alkohol, Ether, usw.) Explosionsgrenze: 5 - 15 Vol.-% (Luft).

Herstellung und Anwendung

Großtechnisch kann Methan durch eine Reinigung von Erdgas gewonnen werden (Methananteil bis zu 90%). Es entsteht aber auch in großen Mengen bei der Erdöldestillation und bei der Fischer-Tropsch-Synthese. Hierbei wird Synthesegas (ein Gemisch aus Kohlenstoffmonoxid und Wasserstoff) in einem Kontaktofen mit einem Cobaltkatalysator zu Erdölfraktionen umgesetzt, woraus das Methan abdestilliert werden kann. Bei der bakteriellen Zersetzung organischer Stoffe wie Gras, Stalldung, Jauche und Klärschlamm entsteht vorwiegend Methan. Methanbakterien bauen die Abfallstoffe in einer biochemischen Reaktion zu Methan (60%), Kohlenstoffdioxid (35%), Stickstoff, Wasserstoff und Schwefelwasserstoff um. Eine Kuh produziert pro Tag etwa 10 - 20 kg Mist, daraus können 1-2 Kubikmeter Biogas hergestellt werden. Die Biomasse, welche eine Kuh in einem Jahr erzeugt, entspricht der Energie von 300 Liter Heizöl.

Die hauptsächliche Verwendung ist als Heizgas, als wichtiger Rohstoff für chemische Synthesen, zur Herstellung von Ethin (Pyrolyse bei 1.400 °C im Lichtbogen), zur Herstellung von Halogenalkanen, z.B. Dichlormethan, zur Gewinnung von Blausäure und zur Herstellung von Schwefelkohlenstoff.

Umwelteinfluss und Gesundheit

Das farb- und geruchlose Gas verbrennt mit bläulicher Flamme zu Kohlenstoffdioxid und Wasser. Methan-Luft-Gemische sind explosiv. Derartige Gemische verursachen in Steinkohlebergwerken zusammen mit dem Kohlestaub oft die sogenannten "schlagenden Wetter". In höheren Konzentrationen wirkt es betäubend und erstickend.

Abwasserreinigung/Trinkwasseraufbereitung

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