METANO

Composto chimico di formula CH₄: è l' idrocarburo di struttura più semplice e il capostipite della serie degli alcani . Venne scoperto nel 1778 da Alessandro Volta nel gas che si svolge dal fondo delle paludi per la fermentazione della cellulosa dei detriti vegetali a opera di microrganismi anaerobi : di qui il nome di gas delle paludi con il quale esso venne dapprima indicato. Analoga origine ha probabilmente il metano che si libera nelle miniere di carbon fossile e che mescolandosi con l'aria forma le miscele esplosive indicate con il nome di grisou . I gas ottenuti dalla distillazione del carbon fossile , e cioè il gas illuminante e quello di cokeria , contengono il 20-30% di metano; il metano è talora presente anche nei gas di molti vulcani. 

PREPARAZIONI, CARATTERISCHE E IMPIEGHI

Il metano può essere preparato per sintesi diretta con diversi metodi che però hanno solo interesse teorico: industrialmente viene ottenuto isolandolo dai gas naturali che costituiscono vasti giacimenti o da gas industriali, come quelli illuminante e di cokeria. Il gas naturale grezzo viene in genere sottoposto a un trattamento che ha lo scopo di recuperare gli idrocarburi liquidi contenutivi allo stato di vapore, i quali vengono poi utilizzati come benzine , e spesso a un frazionamento per separare allo stato puro alcuni suoi componenti come il butano , richiesto per la produzione della gomma sintetica, e il solfuro di idrogeno, che viene trasformato in zolfo libero o in acido solforico . Il metano puro si presenta come un gas incoloro e inodoro, pochissimo solubile in acqua, con peso specifico riferito all'aria di 0,5547; alla pressione atmosferica liquefa a –161,5 ºC e solidifica a –182,5 ºC. La sua temperatura critica, al disopra della quale il metano non può essere liquefatto, è di –82 ºC e la pressione richiesta per liquefarlo a tale temperatura è di 45,8 atm . All'aria il metano brucia con fiamma poco luminosa e fortemente calorifica: le miscele con l'aria esplodono facendovi scoccare una scintilla o introducendovi un oggetto rovente. A temperature superiori a 1200 ºC si scinde negli elementi costitutivi. Il metano è un'importante fonte di energia termica, inoltre trova impiego come materiale di base per la fabbricazione di importanti prodotti chimici quali l' idrogeno , il nerofumo , l' acetilene , i solventi clorurati come cloroformio e tetracloruro di carbonio e altri prodotti chimici di largo uso. 

PRODUZIONE

A partire dalla metà degli anni Ottanta del sec. XX la produzione di metano è salita da 1670 miliardi di m³ del 1985 ai 2120 miliardi di m³ del 1995 e i 2492 miliardi di m³ del 2001. Tra i principali produttori la Russia occupa il primo posto, seguita dagli Stati Uniti, un tempo massimo produttore mondiale, e dal Canada. Notevole è anche la produzione in alcuni Paesi dell’Europa occidentale (Regno Unito, Paesi Bassi, Norvegia), che peraltro è anche area di consumo e di destinazione di un importante flusso di esportazione da Paesi ex sovietici e nordafricani. Altro grande importatore e consumatore di metano è il Giappone. Secondo le stime della World Energy Conference le riserve di metano ammontano a circa 180.635 miliardi di m³ nel 2004, per lo più localizzate nell’Europa orientale (47.000 miliardi di m³, in Russia), nel Medio Oriente (in particolare, in Iran con 26.500 miliardi di m³ e Qatar con 25.783 miliardi di m³), in Asia e Oceania (i principali giacimenti sono in Indonesia con 3735 miliardi di m³, Australia con 3930 miliardi di m³ e Malesia con 2478 miliardi di m³), in Africa (Nigeria con 5100 miliardi di m³ e Algeria con 4532 miliardi di m³) e nelle Americhe (Stati Uniti con 5400 miliardi di m³, Venezuela con 4195 miliardi di m³ e Canada con 1670 miliardi di m³). La più importante tra le riserve dell’Europa occidentale è la Norvegia con 3550 miliardi di m³. In Italia, nel 2002, i consumi di metano hanno raggiunto circa i 70 miliardi di m³, mentre la produzione ammonta a 15.442.294.000 nel 2001.

IDRATI DI METANO

Sostanze cristalline appartenenti alla classe dei clatrati , costituite da un reticolo di acqua ghiacciata al cui interno sono intrappolate molecole di metano. Il rapporto molare tra metano e acqua è variabile e può arrivare fino a 1:5,75, cosicché un metro cubo di idrato può contenere più di 100 m³ di metano misurati in condizioni normali. Ingenti giacimenti di idrati di metano sono stati rinvenuti in varie zone di permafrost (Siberia, Alaska) e su molti fondali oceanici. Secondo le stime più accreditate, le riserve potenziali di idrati di metano sarebbero di gran lunga superiori a quelle di gas naturale, e dunque esse sono considerate con notevole interesse come nuovi fonti di metano. Tuttavia, numerosi problemi tecnologici restano ancora da risolvere per rendere fattibile ed economicamente conveniente la loro estrazione.