Methan

Methan ist eine organisch-chemische Verbindung aus der Klasse der Kohlenwasserstoffe, die den Gruppen der Alkane und der Stammhydride zugeordnet wird.

Bezeichnungen und Identifikatoren

Bezeichnung
Methan

Formel
CH₄

Molekulargewicht, Molekülmasse
16,043 (g/mol)

CAS-Nummer
74-82-8

EINECS EC-Nummer (EG-Nummer)
200-812-7

InChI Key
VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N

Weitere Bezeichnungen, Synonyme
Methylwasserstoff; Carban; Sumpfgas

Englische Bezeichnung
Methane
Carbon tetrahydride; Carburetted hydrogen; Hydrogen carbide; Marsh gas; Methyl hydride

Handelsnamen; Präparate
R-50; Gaz combustible HEN; HP Fuelgas ET

Chemische Formeln

Brutto- bzw. Summenformel und Strukturformel der chemischen Verbindung Methan:

CH₄

M_r = 16,043 g/mol
SMILES: C

Daten und Eigenschaften

Übersicht über die (bekannten) chemischen und physikalischen Eigenschaften: Methan. Es gelten - soweit nicht anders angegeben - Raumumgebungsbedingungen (Normaldruck, 0 % Luftfeuchtigkeit, 20 °C).

Reines Methan ist unter Standardbedingungen ein farbloses, geschmack- und geruchloses Gas, das mit blasser, schwach leuchtender Flamme an der Luft verbrennt.

Methan kommt als kompromiertes Gas unter hohem Druck (200 bar) in entsprechenden Druckbehältern in den Handel (Compressed Natural Gas, CNG); der Mantel der Gasflaschen ist rot (brennbar).

Löslichkeit:
+ Löslich in Diethylether, Ethanol, Benzol, Methanol , Toluol.
- Praktisch unlöslich in Wasser (24,4 mg Gas pro Liter Wasser bei 25 °C); schwer löslich in Aceton.
- Verteilungskoeffizient logPOW = 1,09.

Schmelzpunkt
-182,65 °C

Siedepunkt
-161,65 °C

Flammpunkt
-188 °C

Zündtemperatur
536,85 °C

Dichte
0,657 kg cm^-3 bei 20 °C

0,42 g cm^-3 (flüssig, am Siedepunkt)

Säurekonstanten pK_S
pK_1s = 48

Oberflächenspannung
0,014 N/m bei -161 °C

Brechnungsindex
n_D = 1,000444 bei 0 °C

Standard-Bildungsenthalpie
-74,6 kJ/mol [g] bei 25 °C

Standard-Entropie
186,3 J/(mol K) bei 25 °C

Gibbs freie Energie
-50,5 kJ/mol

Verdampfungs-Enthalpie
8,17 kJ/mol

Schmelz-Enthalpie
1,1 kJ/mol

Verbrennungs-Enthalpie
-890,8 kJ/mol

Wärmekapazität
35,69 J/(mol K)

Heizwert
35,89 MJ m^-3
50,013 MJ kg^-1

Kritische Punkte
T_c = -82,59 °C
p_c = 4,599 MPa
ρ_c = 562,2 kg m^-3
V_c = 98,60 cm³/mol

Tripelpunkt
-182,48 °C / 0,117 bar

Dipolmoment
0 D

Ionisierungsenergie
12,51 eV

Magnetische Suszeptibilität χ
-17,4 × 10^-6 cm³ mol^-1

Kristallstruktur, Struktur:
Methan bildet plastische Kristalle (Methan I), d. h. die H-Atome im Festkörper sind nicht an bestimmte Gitterplätze gebunden: Kubisch, Raumgruppe Fm3m, Nr. 225.

Methan - Löslichkeit in Wasser

Methan in der Atmosphäre

Das nachfolgende Diagramm zeigt die jährliche Entwicklung der Methan-Konzentration in der Atmosphäre von 1983 bis 2021. Im April 2023 lag der Wert bei 1922,20 ppb.

Die Daten basieren auf den am Mauna-Loa-Observatorium (MLO) gemessenen Methanwerten und sind als Mittelwerte aller Messungen eines Jahres dargestellt (Rote Linie = Trendlinie).

Spektroskopische Daten:

SPLASH (Massenspektrum)
splash10-014i-9000000000-42e2bf163f3e1178d2b7

MoNA Mass Bank of North America (Massenspektren)
VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N

SpectraBase (NMR, IR, FTIR, Raman, UV-Vis, MS ... Spektrum)
EkUAlGqAVkW

NIST IR-Spektrum
Methane

Human Metabolome Database (GC-MS-, LC-MS/MS-Spektren, NMR)
HMDB0002714

Berechnetes NMR-Spektrum (Predict Spectra via NMRDB)
¹H NMR Spektrum, ¹³C NMR Spektrum.

Prozentuale und isotopische Zusammensetzung:

Massenbezogene elementare Zusammensetzung und Isotopen-Anteile der Verbindung Methan - CH₄ - berechnet auf Grundlage der Molekülmasse.

Symbol
Element EAnzahl x
der Atome E_xDaten des Elements
und der Isotope *Prozentanteile
der IsotopeProzent-Anteil von
E_x an FormelmasseC
Kohlenstoff1ΣA_r = 12,011 u
¹²C: 12 u [98,94 %]
¹³C: 13,00335 u [1,06 %]
¹⁴C: 14,00324 u [<< 1 %]
¹²C: 74,07395 %
¹³C: 0,7936 %
¹⁴C: Spuren
74,8675 %H
Wasserstoff4 A_r = 1,008 u
ΣA_r = 4,032 u
²H: 2,0141 u [0,01 %]
³H: 3,01605 u [<< 1 %]
¹H: 1,00783 u [99,99 %]
²H: 0,00251 %
³H: Spuren
¹H: 25,12994 %
25,1325 %

*) Die dritte Spalte führt die Atommassen bzw. Isotopenmassen der beteligten Elemente sowie - in eckigen Klammern - die natürliche Isotopenzusammensetzung auf.

Weitere berechnete Daten

Die molare Masse ist M = 16,043 Gramm pro Mol.

Die Stoffmenge von einem Kilogramm der Substanz ist n = 62,332 mol.

Die Stoffmenge von einem Gramm der Substanz ist n = 0,062 mol.

Monoisotopische Masse: 16,0313001288 Da - bezogen auf ¹²C¹H₄.

Gefahren-Hinweise nach GHS

(Allgemeine Hinweise ohne Gewähr auf Richtigkeit und Vollständigkeit! Die Angaben ersetzen weder das Sicherheitsdatenblatt Chemikalien noch eine Gefährdungsbeurteilung, sondern geben eine allgemeine Übersicht hinsichtlich der Gefährdung durch den Gefahrstoff.)

Signalwort: Gefahr

Gefahrenhinweise (H-Sätze):

H220
Extrem entzündbares Gas.

Methan bildet mit der Luft explosionsfähige Gemische in einem Bereich von 4,4 bis 16,5 Vol.-% CH₄.

Kennzeichnung in der EU: Siehe ECHA Substance Infocard 100.000.739.

Internationales Sicherheitsdatenblatt (SDS, MSDS) siehe ICSC: 0291 [englisch].

Zur Toxikologie und zum Arbeitsschutz beim Umgang mit Methan sowie Maßnahmen im Gefahrenfall siehe: Gefahrstoffinformationssystem GESTIS, ZVG-Nr. 010000.

Beförderung gefährlicher Güter (Gefahrgut-Kennzeichnung): UN-Nummer 1972.

Externe Informationsquellen

PubChem:ID 297ChemSpider:ID 291Kegg Datenbank:ID C01438UNII der FDA (USA):Unique Ingredient Identifier OP0UW79H66EPA CompTox Chemicals Dashboard:DTXSID8025545Beilstein Datenbank:1718732 (Referenznummer)Gmelin Referenz:59Andere CAS-Nummern:131452-56-7 (ebenfalls verwendete, veraltete oder gelöschte Registrierungsnummern)

Hersteller und Bezugsquellen

In der nachfolgenden Tabelle sind Produzenten und Lieferanten von Methan als kommerzielle Chemikalie für Labor, Forschung, Industrie und Produktion mit den entsprechenden Kontaktdaten verzeichnet.