De chemische formule van aardgas is CH₄, de formule voor methaan. Methaan is verreweg het belangrijkste bestanddeel van aardgas en bepaalt grotendeels de eigenschappen ervan. Aardgas is dus geen enkelvoudige stof met één vaste formule, maar een mengsel van gassen waarbij methaan de hoofdrol speelt.
Wie zoekt naar “aardgas formule” wil doorgaans weten welke moleculen in aardgas zitten en hoe die zijn opgebouwd. Dat leggen we hier stap voor stap uit.
De formule van aardgas: methaan als hoofdbestanddeel
Methaan (CH₄) bestaat uit één koolstofatoom (C) dat is omgeven door vier waterstofatomen (H). Het is een kleurloos en geurloos gas bij kamertemperatuur. Omdat aardgas voor het grootste deel uit methaan bestaat, wordt CH₄ in de praktijk ook wel als “de formule van aardgas” beschouwd.
Puur aardgas zoals het uit de grond komt, bevat volgens gegevens van Wikipedia gemiddeld zo’n 81,30 volumeprocent methaan. Op molbasis is dat vergelijkbaar: ongeveer 81,29 mol-procent. In massa is de bijdrage van methaan iets lager, rond 70%, omdat de andere bestanddelen zwaarder zijn.
Welke andere stoffen zitten er in aardgas?
Naast methaan bevat aardgas nog een reeks andere koolwaterstoffen en verbindingen. De meest voorkomende zijn:
- Ethaan (C₂H₆): twee koolstofatomen, zes waterstofatomen. Dit gas zit in kleinere hoeveelheden in aardgas en heeft een hogere energiewaarde dan methaan.
- Propaan (C₃H₈): drie koolstofatomen en acht waterstofatomen. Bekend als onderdeel van lpg.
- Butaan (C₄H₁₀): vier koolstofatomen en tien waterstofatomen. Ook een bestanddeel van lpg.
- Stikstof (N₂): een kleurloos, neutraal gas dat de verbrandingswaarde van aardgas verlaagt.
- Koolstofdioxide (CO₂): aanwezig in kleine hoeveelheden, afhankelijk van de bron.
De exacte samenstelling verschilt per vindplaats. Nederlands aardgas (Groningengas) bevat van oudsher relatief veel stikstof en heeft daardoor een lagere calorische waarde dan Russisch of Noors aardgas. Dat heeft gevolgen voor de instelling van cv-ketels en gasfornuizen.
Samenstelling in een tabel
De onderstaande tabel geeft een indicatief beeld van de samenstelling van gemiddeld aardgas, gebaseerd op gepubliceerde gegevens:
| Stof | Formule | Volume-% | Mol-% | Massa-% |
|---|---|---|---|---|
| Methaan | CH₄ | 81,30 | 81,29 | 69,97 |
| Ethaan | C₂H₆ | variabel | variabel | hoger dan mol-% |
| Stikstof | N₂ | variabel | variabel | variabel |
| Koolstofdioxide | CO₂ | sporen | sporen | sporen |
Waarom heeft aardgas een geur, maar staat er geen geurstof in de formule?
Puur aardgas is van nature geurloos. De bekende “gaslucht” die je in huis ruikt, komt van een toegevoegd middel: mercaptaan (ook wel thiol genoemd). Dat is een zwavelhoudende verbinding met een scherpe, doordringende geur. Gasbedrijven voegen dit stof toe zodat lekkages snel te ruiken zijn. Mercaptaan zelf maakt geen deel uit van de chemische formule van aardgas.
Aardgas verbranden: de verbrandingsreactie
Als aardgas verbrandt, reageert methaan met zuurstof. De verbrandingsformule ziet er zo uit:
CH₄ + 2 O₂ → CO₂ + 2 H₂O
Eén molecule methaan reageert met twee moleculen zuurstof. Daarbij ontstaan één molecule koolstofdioxide en twee moleculen water. Dit is een volledige verbranding. Bij onvolledige verbranding, door te weinig zuurstof, ontstaat ook koolstofmonoxide (CO), een kleurloos en giftig gas. Dat is de reden waarom goede ventilatie bij gastoestellen zo belangrijk is.
De formule van aardgas is dus eigenlijk de formule van methaan, CH₄, aangevuld met kleinere hoeveelheden zwaardere koolwaterstoffen en inerte gassen. Wil je weten hoe het aardgas uit jouw leiding er precies uitziet, dan kun je de samenstelling opvragen bij je netbeheerder. Die verschilt namelijk per regio en per gasbron.
