Täna me teame väga erinevaid gaase.Mõned neist inimestest, kes saavad laboratoorseid meetodeid kemikaalide mis ise ei moodustub sarnase reaktsioonidele kõrvalsaadusi.Ja mis gaasid toodetakse looduses?Peamised sellised gaasid loomulik, looduslikku päritolu on neli:
- maagaasi, mille valem CH4;
- lämmastik, N2;
- vesinik, H2;
- süsinikdioksiid CO2.
Muidugi on mõned muud - hapnik, vesiniksulfiidi, ammoniaagi, inertgaase, süsinikmonooksiidi.Kuid eespool on praktiliselt inimeste jaoks oluline ja kasutab neid erinevatel eesmärkidel, sealhulgas kütusena.
Mis on maagaas?
nimetatakse Maagaas, mida loodus annab meile.See tähendab, et sisu maakera sisemus on palju suurem ja rohkem kui summa, mis on koostatud tööstuse keemilisi reaktsioone.
üldtuntud kui maagaasi, metaani, kuid see ei ole nii.Kui te vaatate gaasi koostises fraktsioonid, näeme tema kõrval osa koostis:
- metaan (96%);
- etaan;
- propaan;
- butaan;
- vesinik;
- süsinikdioksiid;
- lämmastikku;
- vesiniksulfiidi (väike, jälgedena).
Seega tundub, et maagaasi - segu mitme gaasi looduslikku päritolu.
Maagaas: valem
Keemilisest vaatepunktist, maagaas on segu lineaarne, lihtsa struktuuriga - metaan, etaan, propaan ja butaan.Aga nagu suuremamahulist kõik metaan, on kombeks üldvalemiga maagaasi otseselt väljendada valemiga metaani.Niisiis, tuleb välja, et keemiline valem maagaasi metaani CH4.
Teised osad on järgmised empiiriline valem keemias:
- etaan - C2H6;
- Propaan - C3H8;
- butaan - C4H10;
- süsinikdioksiid - CO2;
- lämmastik - N2;
- Vesinik - H2;
- vesiniksulfiidi - H2S.
ainete segu ning on maagaasi.Vormel metaani selle aluselise ühendi näitab, et süsiniku sisaldus neis on väga väike.See mõjutab füüsikalisi omadusi, nagu võime põletada värvitu täiesti suitseta küsimuses.Kui teised liikmed tema homoloogilise rea (seeria küllastunud süsivesinikud või alkaanid) põlemisel moodustavad musta suitsune leegiga.
Looduse
Looduses seda gaasi leidub sügaval maa all, all paks ja tihe kihti settekivim.On kaks peamist teooriat päritolu maagaasi looduses.
- teooria tektooniliste liikumiste kivid.Pooldajad seda teooriat uskuda, et sisalduvate süsivesinike maapõue ning alati tõuseb tänu tektooniliste liikumiste ja kärped ülespoole.Ülaosas kõrge rõhu ja temperatuuri muutusi teha tulemusena neile keemiliste reaktsioonide kahes looduslikud mineraalid - nafta ja gaasi.
- biogeensete teooria viitab teine meetod, mis loodi tänu maagaasi.Valem peegeldab kvaliteeti selle koostist - süsiniku ja vesiniku, mis näitab, et selle moodustumist osales elavad orgaaniliste olendid, kelle kehad olid enamasti ehitatud välja need elemendid, nagu kõik elusolendid planeedil, mis eksisteerib tänaseni.Aja jooksul, jääb surnud taimede ja loomade vajus alla ookeani põhja, kus ei olnud hapnikku ega bakterid võivad laguneda ja recycle orgaanilist ainet.Selle tulemusena tekkis lagunemist anaeroobse oksüdatsiooni biomass ja miljonite aastate jooksul moodustunud kahest allikast mineraalide - nafta ja gaasi.Samal ajal sihtasutuse nii on sama - see on osaliselt süsivesinike ja väikese molekulmassiga ained.Keemiline valem gaasi ja nafta tõestab seda.Kuid kui nad puutuvad kokku erinevate tingimuste ja erinevate toodete moodustuvad: high rõhk ja temperatuur - gaasi, madal - õli.
Täna, peamised valdkonnad ja gaasivarud on sellised riigid nagu Venemaa, Ameerika Ühendriigid, Kanada, Iraan, Norra ja Holland.
Oma liitmise maagaasi pruugi alati esitatud ainult riik gaasi.On mitmeid võimalusi kondenseerumine:
- gaasi lahustunud õli molekulid.
- lahustunud gaaside vee molekulid.
- Gaas moodustab tahke hüdraadid.
- Tavaolukorras - gaasilised ühendid.
Kõik need riigid on oma valdkonnas ja on väga väärtuslik inimene.
saadud laboris ja tööstuses
lisaks kasvukohti gaasi tootmise, seal on mitmeid viise, kuidas saada seda laboris.Kuid need meetodid, muidugi, kasutatakse ainult väikestes kogustes produkti, kui maagaasi maksumuse sünteesida laboris ei ole tulus.
laboratoorsete meetoditega:
- hüdrolüüs väikese molekulmassiga ühendid - alumiiniumist karbiid: AL4C3 + 12H2O = 3CH4 + 4AL (OH) 3.
- naatriumatsetaati kohalolekul leelise: NaOH = CH3COOH + CH4 + Na2CO3.
- alates syngas: CO + 3H2 = CH4 + H2O.
- elementidest - vesinikust ja süsiniku - kõrgendatud temperatuuril ja rõhul.
keemiline valem maagaasi tunnustatud valem metaani, nii et kõik reaktsioonid iseloomulik alkaanid on iseloomulik ka see gaas.
Mäetööstus metaani saadud looduslikest ja edasine töötlemine fraktsioonid.Samuti tuleb kindlasti toote gaasi vaja puhastada.Kuna maagaasi metaani Valem näitab ainult osa komponente, et see sisaldab.Kodumajapidamises kasutamiseks peab puhas gaasi, mis ei sisalda aineid, välja arvatud metaan.Kaheosaline etaani, propaani, butaani ja teisi gaase ka kasutatakse laialdaselt.
füüsikalised omadused
Vormel gaasi annab aimu sellest, mida füüsikalised omadused peaks olema.Mõtle, millised omadused.
- värvitu tahke aine, lõhnatu.
- Ligikaudne tihedusega varieerub 0,7-1 kg / m3.
- põlemistemperatuur 6500c.
- ligi kaks korda kergem kui õhk.
- soojus põlemisel üks kuupmeeter gaasi, mis võrdub 46 miljonit džauli.
- Kõrge sisaldus (üle 15%) õhus gaas on väga plahvatusohtlik.
- Kui kasutatakse kütusena võtab oktaaniarv võrdne 130.
puhast gaasi saadakse alles pärast kulgeb läbi spetsiaalse reoveepuhasti (paigaldus), mis on püstitatud saidi fossiilsete.
taotlemine
On mitmeid peamisi taotluse maagaasi.Lõppude lõpuks, lisaks oma põhikomponent, valemiga CH4 kasutatakse gaasi, ning kõik muud komponendid segu.
1. Tarbija eluvaldkonnas.See hõlmab gaasi toiduvalmistamiseks, elamute kütteks, kütuse katel ja nii edasi.Gaasi mida kasutatakse toidu valmistamiseks, lisada spetsiaalseid aineid, mis kuuluvad gruppi merkaptaanid.Seda tehakse, et tagada, et lekke toru või muu tegevusetus gaasi inimesed võivad seda lõhna ja tegutsema.Riigisisesed gaasisegu (mis on segu propaan ja butaan) on äärmiselt plahvatusohtlik kõrgemaid kontsentratsioone.Merkaptaanid teha konkreetseid ja ebameeldivat lõhna maagaasi.Valem koosneb elementidest nagu väävel ja fosfor, mis annab neile eripära.
2. keemiatehase.Selles valdkonnas, üks peamisi lähteainete paljude reaktsioonide toota oluline ühendid on maagaasi, valem, mis näitab, kus sünteesi ta saab osaleda:
- aluseks plastmasside tootmiseks, mis on kõige levinum kaasaegne materjal praktiliselt kõigis valdkondades tööstuse;
- tooraine sünteesi etünüüli, vesiniktsüaniid ja ammoniaaki.Sami loetletud toodete edaspidi on tootmise paljud sünteetilised kiud ja riie, väetiste ja isolatsioon ehituses;
- kumm, metanool, orgaanilisi happeid - moodustuvad metaani ja muid aineid.Kasutatakse peaaegu kõigis valdkondades inimelu
- polüetüleenist ja paljud teised ühendid sünteetilise iseloomuga sain tänu metaani.
3. Kasutamine kütusena.Ja igasuguse inimtegevuse alates täites sobivat tüüpi laualambid ning soojuselektrijaamade.Selline kütus peetakse ökoloogiliselt õige ja asjakohane taustal kõiki alternatiivseid meetodeid.Kuid ajal metaani põletamiseks moodustamiseks süsinikdioksiidi nagu muud orgaanilist materjali.Ta on teadaolevalt põhjustavad Maa kasvuhooneefekti.Seega, inimesed on ülesande leida veelgi puhas ja kvaliteetne soojusenergia allikaks.
kaua, kui see on peamised allikad, mis kasutavad maagaasi.Vormel teda, kui me võtame kõik keerulised komponendid, näitab, et see on peaaegu taastuv loodusvara, ainus kord, kui on vaja teha väga palju.Meie riik gaasivarud on väga õnnelik, sest summa selliste loodusvarade kestab sadu aastaid mitte ainult Venemaal, vaid ka paljudes maailma riikides läbi ekspordi.
Lämmastik on osa maagaasi ja nafta hoiused.Peale selle gaasi hõivab enamik mahu õhus (78%) ning seda esineb kujul looduslikud ühendid litosfääris nitraati.
Nii lihtne aine on peaaegu kunagi kasutanud elusorganismid lämmastikku.Valem on vormistatud tema N2, või, nii keemilisi sidemeid, N≡N.Niisuguste tugev seos näitab kõrge stabiilsus ja keemiline inertsus molekuli tavalistel tingimustel.See on see, mida selgitab võimaluse olemasolu suures koguses gaasi vabas olekus atmosfääri.
kujul lihtsa aine on võimeline lämmastikku fikseeritud spetsiaalse organismid - rhizobia.Need on siis töödeldud kujul, mis sobib taimede, ja see gaas niimoodi tegelema mineraaltoitumise plant juurestiku.
On mitmeid suuri ühendid, milles on lämmastiku iseloomuga.Valem järgmine:
- oksiidid - NO2, N2O, N2O5;
- acid - HNO2 lämmastikushape ja lämmastikhape HNO3 (moodustunud Välgulöökide oksiidivabad õhus);
- salpeeter - KNO3, NaNO3, ja nii edasi.
Man lämmastikku kasutatakse mitte ainult gaasi, kuid vedelas olekus.Ta on võimeline vedelaks muutuda temperatuuridel alla -1700S, seda saab kasutada külmutamiseks taime- ja loomsete kudede paljude materjalide.Seetõttu kasutatakse laialdaselt vedela lämmastikuga on meditsiinis.
Ka lämmastik on aluseks selle üks peamisi ühendid - ammoniaak.Tootmine aine kogust, sest see on laialt majapidamises ja tööstuses (ettevalmistamise kummid, värvid, plast, sünteetilised kiud, orgaanilised happed, värvide tootmisel, lõhkeainete ja nii edasi).
Süsinikdioksiid
Milline valem aine?Süsinikdioksiid on kirjutatud CO2.Kovalentsideme molekulis nõrgalt polaarse, tugevad keemilised kahekordse kangusega vahel süsiniku ja hapniku.See näitab stabiilsust ja inertsus molekulide tavalistes tingimustes.Seda fakti kinnitab olemasolu vaba süsinikdioksiidi Maa atmosfääris.
See aine on osa maagaasist ja naftast, ja kogunevad atmosfääri ülemistes kihtides planeedi, põhjustades nn kasvuhooneefekti.
tohutu süsinikdioksiidi moodustunud fossiilsete kütuste põletamine tahes.Pole oluline, kas kivisüsi, puit, gaasi või muu kütuse viib täieliku põlemise tekke vee ja aine.
Selgub, et kogunemine atmosfääri on paratamatu.Seetõttu on oluline ülesanne tänapäeva ühiskonnas on otsida alternatiivi, mis annab vähemalt kasvuhoonegaaside kütust.
Vesinik
Teine ronida ühend esineb koosseisu looduslikud mineraalid - on vesinik.Gaasi valem - H2.Lihtsaim kõigist teadaolevatest asja täna.
Tänu oma eriomadused perioodilisuse tabeli võtab kaks asendit - üks leelismetallid ja halogeenid.Ühe elektron on võimeline andma seda (metallist omadused, taastamine) ja saama (mittemetallilised omadused, oksüdatsiooni).
põhiliseks kasutamist - see on keskkonnasõbralik kütus, mille kohta teadlased näha tulevikku.Põhjused:
- piiramatult gaasivarud;
- hariduse tõttu põletamine on ainult vesi.
aga täielik tehnoloogia arengu vesiniku energiaallikana vaja muuta palju rohkem nüansse.
valem mass, tihedus ja maht gaaside
füüsika ja keemia rakendada mõningaid lihtsaid viise, kuidas lahendada gaasid.Näiteks, kui me räägime üks põhilisi parameetreid, nagu gaasi mass arvutamise valemi on järgmine:
m = V * þ, kus þ - on mateeria tihedus ja V - selle maht.
Näiteks kui meil on vaja arvutada mass maagaasi maht 1 kuupmeeter normaalsetes tingimustes, võtame keskmise väärtuse standard tihedus viide materjali.See on võrdne 0,68 kg / m3.Nüüd, kui me teame, maht ja tihedus gaasi valem arvutamiseks vastab täielikult nõuetele.Seejärel:
m (CH4) = 0,68 kg / m3 * 1 m3 = 0,68 kg kuupmeetrites vähendada.
valemiga gaasi maht, seevastu koosneb massi ja pingemõõdikud.See tähendab, et võime väljendada väärtus eespool konfiguratsiooni:
V = m / th, seejärel standardsetel tingimustel maht 2 kg metaani on võrdne 2 / 0,68 = 2914 m3.
ka keerukamatel juhtudel (kui tingimused on mittestandardsed) arvutamisel massi ja mahu gaaside võrrandist Mendelejev-Clapeyroni, mis on kujul:
p * V = m / M * R * T, kus p - gaasi rõhk, V -selle maht, m ja M - mass ja molaarmass, siis R - universaalne gaasikonstant võrdub 8,314, T - temperatuur Kelvini.
See valem toodab gaasi mahu arvutused on väga lähedane väärtus Ideaalse gaasi, mis eksisteerib puhtalt oletuslik ja kasutatakse abstraktseid mõisteid probleemide lahendamisel füüsikas ja keemias.Samuti on võimalik arvutada maht Boyle võrrand, mis on vormistatud:
V = Vr * pH * T / p * Tn, kus väärtused indeksi n - on väärtus normaalsel standardseid tingimusi.
arvutamist oli kõige täpsem ja kooskõlas reaalsusega, tuleb arvestada seda parameetrit, tihedus gaasi.Arvutamise valem on see parameeter siiski vaieldav küsimus.Vastu võetud kasutamine tavaline puhas, mis on kujul:
þ = m0 * n, kus m0 - molaarmass (kg) ja n - kontsentratsioon unit - 1 / m3.
Kuid mõningatel juhtudel on vajalik kasutada muid, keerukamad ja täielik arvutusi mitut muutujat täpse ja lähemale suurepärane tulemus.
