Maagaasi koostis ja omadused
Maagaas, sarnaselt teiste põlevate maavaradega, nagu turvas, pruunsüsi, kivisüsi, põlevkivi ja nafta, on biogeenne maavara. Need maavarad kujunevad organismide elusaine surmajärgse ümbermoodustumise teel ja selles peituva süsiniku säilitamise näol. Maagaas on õhust kergem lõhnata, värvita ja maitseta gaasiliste süsivesinike segu, mille peamine koostiskomponent on metaan (tabel 1). Näiteks Eestis müüdav maagaas sisaldab 98% metaani.
Tabel 1. Maagaasi keemiline koostis
*Vedelgaas on naftakeemiatööstuse kõrvalprodukt, mille koostise moodustab süsivesinikühendite veeldatud (aurustatud) segu. Küttegaasides kasutatakse enim propaani C3H8, butaani C4H10 või nende segusid.
Maagaas on hüdrofoobne ega lahustu vees. Siiski sisaldab maagaas teatud määral vett (niiskust), mis esineb seal hüdraatide moodustumise tõttu. Hüdraatide moodustamist omakorda soodustavad kõrge rõhk ja madal temperatuur.
Maagaasile lisatakse ebameeldiva lõhnaga ühendit (CH2)4S (THT - tetrahüdrotiofeen), et inimene tajuks maagaasi leket õhus sisalduse juures 0,05-0,2%. Inimese ninast tundlikumad on gaasiandurid, millega saab tagada töö- ja eluruumide ohutust gaasiõnnetuste korral.
Maagaasi koostises olev metaan on nn kasvuhoonegaas. Lisaks tekitab selle kasutamine teiseseid gaasilisi produkte, mis astuvad atmosfääris erinevatesse reaktsioonidesse:
- metaani, lämmastikoksiidide ja süsinikmonooksiidi reageerimisel umbes 410 nm lainepikkusega valguskiirguse toimel moodustub pinnalähedane osoon
- metaani põlemisel eraldub kasvuhoonegaas CO2 ja vesi
CH4 +2O2= CO2 + 2H2O - metaan reageerib sarnaselt teistele süsivesikutele atomaarse hapnikuga, mille tulemusena moodustuvad alküülradikal ja hüdroksüülradikal.
CH4 + O → CH3∙ + OH∙
Nende osakeste reageerimisel hapnikuga moodustub aga metüülperoksüülradikal H3COO∙, mis osaleb atmosfääris väga paljudes ahelreaktsioonides põhjustades näiteks sudu.
Ülesanne
Maagaasi peamine komponent on metaan CH4, gaasiballoonides kasutatakse enamasti propaani C3H8. Kui palju õhku on vaja 1 liitri mõlema gaasi täielikuks põlemiseks? Õhk sisaldab 20,95 mahu-% hapnikku.