גז טבעי: הנוסחה.

היום אנחנו יודעים במגוון רחב של גזים.חלק מהאנשים האלה מקבלים שיטות מעבדה של חומרים כימיים אשר בעצמם נוצרים על ידי תגובות דומות כתוצרי.ומה גזים מיוצרים בטבע?הגזים כגון העיקריים טבעי, ממקור הטבעי הם ארבעה: גז טבעי

• , הנוסחה שCH4;חנקן
• , N2;מימן
• , H2;
• פחמן דו חמצני, CO2.

כמובן, יש כמה אחר - חמצן, פחמן חד חמצני מימן גופרתי, אמוניה, גזים אצילים,.עם זאת, מעל חשובים כמעט לאנשים והשתמשו בהם למטרות שונות, לרבות כדלק.

מהו גז טבעי?

נקרא גז טבעי, שהטבע נותן לנו.כלומר, התוכן בפנים של כדור הארץ הוא גבוה בהרבה ויותר מהסכום שהוא מוכן בתעשייה על ידי תגובות כימיות.

ידוע בכינויו גז טבעי, מתאן, אבל זה לא כל כך.אם אתה מסתכל על ההרכב של השברים הגז, אנו יכולים לראות את יצירתו הבאה רכיב: מתאן

• (96%);אתאן
• ;פרופאן
• ;וטאן
• ;מימן
• ;
• פחמן דו חמצני;חנקן
• ;גופרי
• מימן (כמויות קטנות, עקבות).

לפיכך, נראה כי גז טבעי - תערובת של כמה גזים ממקור טבעי.

גז טבעי: נוסחת

מנקודת המבט כימית, גז טבעי הוא תערובת של פחמימנים ליניארי מבנה פשוט - מתאן, אתאן, פרופאן ובוטאן.אבל כפי שנפח גדול יותר של כל תאן, נהוג הנוסחה הכללית של גז טבעי ישירות להביע את הנוסחה של מתאן.אז, מתברר שהנוסחה הכימית של CH4 תאן גז טבעי.

רכיבים אחרים בנוסחה הבאה האמפירית בכימיה: אתאן

• - C2H6;
• פרופאן - C3H8;וטאן
• - C4H10;
• פחמן דו חמצני - CO2;חנקן
• - N2;מימן
• - H2;גופרי
• מימן - H2S.תערובת

של חומרים וגז טבעי.מתאן פורמולה המתחם הבסיסי שלה מצביע על כך שתוכן פחמן בי הוא קטן מאוד.זה משפיע על המאפיינים הפיזיים שלו, כגון היכולת לשרוף חסר צבע, לעשן נקודה לחלוטין.בעוד חברים אחרים בסדרה שלו ההומולוגית (סדרה של פחמימנים או אלקאנים רוויים) בעת השריפה של טופס להבה עשן שחורה.

להיות בטבע

בטבע, גז זה נמצא עמוק מתחת לאדמה, מתחת לשכבות העבות וצפופות של סלעי משקע.ישנן שתי תאוריות עיקריות של מקור הגז טבעי בטבע.תיאורית

1. של תנועות הטקטוניים סלעים.תומכי תאוריה זו מאמינים שפחמימנים כלולים במעמקי האדמה, ותמיד לעלות כתוצאה מתנועות הטקטוניים וחתכים כלפי מעלה.בחלק העליון של לחץ הגבוה ושינויי טמפרטורה לגרום להם כתוצאה מתגובות כימיות בשני מינרלים טבעיים - נפט וגז.
2. תאוריה הביוגניים מציעה שיטה אחרת, שנוצר כתוצאה מגז טבעי.הנוסחה מבטאת את איכות הרכבה - פחמן ומימן, אשר טוען כי הקמתו השתתפו יצורים חיים אורגניים שגופותיהם בעיקר בנוי מאלמנטים אלה, כמו כל יצורי החיים על פני כדור הארץ שקיימת עד עצם היום הזה.לאורך זמן, השרידים של צמחים ובעלי חיים מתים שקעו מתחת לקרקעית האוקיינוס, שבו לא הייתה לא חמצן ולא חיידקים יכולים לפרק ולמחזר את החומר האורגני.כתוצאה מכך, לא היה התפוררות של חמצון אנאירובי של ביומסה, ובמשך מיליוני שנים, יצר שני מקורות מינרלים - נפט וגז.באותו הזמן את היסוד של שניהם הוא אותו הדבר - זה הוא חלק מפחמימנים וחומרי משקל מולקולריים נמוכים.הנוסחה הכימית של הגז ונפט מוכיחה את זה.עם זאת, כאשר הם נחשפים לתנאים שונים ומוצרים שונים נוצרים: לחץ גבוה וטמפרטורה - גז, נמוך - שמן.

היום, יש לי תחומים העיקריים ועתודות גז מדינות כמו רוסיה, ארצות הברית, קנדה, איראן, נורבגיה והולנד.

בצבירה של גז טבעי לא תמיד הכיל רק במצב של גז.ישנן מספר אפשרויות לעיבוי: גז

1. מומסים במולקולות שמן.גז
2. מומס במולקולות המים.
3. גז מהווה נוזלים מוצקים.
4. בנסיבות רגילות - מתחם גזים.יש

כל אחד ממצבים אלה התחום והוא בעל ערך רב לאדם.

שהושג בתוספת

המעבדה ו התעשייה לאתרים טבעיים של הפקת גז, יש מספר הדרכים להשיג אותו למעבדה.עם זאת, שיטות אלה, כמובן, משמשים רק לקבוצות קטנות של מוצר, כמו עלות של גז טבעי לסנתז במעבדה היא לא רווחית.שיטות המעבדה

1. הידרוליזה של תרכובות משקל מולקולריות נמוכות - קרביד אלומיניום: AL4C3 + 12H2O = 3CH4 + 4AL (OH) 3.נתרן אצטט
2. בנוכחות אלקלי: NaOH = CH3COOH + CH4 + Na2CO3.
3. מגז סינטטי: CO + 3H2 = CH4 + H2O.
4. מאלמנטים - מימן ופחמן - בטמפרטורה ולחץ גבוהים.נוסחת

הכימית של גז טבעי המוכר על ידי הנוסחה של מתאן, כך שכל התגובות האופייניות של אלקאנים, גם אופיינית של גז זה.

תאן תעשיית הכרייה התקבל מפיקדונות טבעיים ועיבוד נוסף של שברים.כמו כן, הקפד גז המוצר צריך לנקות.בגלל נוסחה מתאן גז טבעי מציגה רק חלק מהמרכיבים שהוא מכיל.לשימוש ביתי צריך גז נקי המכיל לא יותר מחומרים אחרים מתאן.אתאן נתיק, פרופאן, בוטאן וגזים אחרים גם נמצאים בשימוש נרחב.גז פורמולה

תכונות פיסיקליות

נותן מושג על מה פיזי נכסים שבצריכים להחזיק.לשקול איזה סוג של מאפיינים.

1. חסר צבע מוצק, חסר ריח.צפיפות משוער
2. משתנה בין .7-1 קילוגרם / מ 3.6500c טמפרטורת בעירת
3. .
4. שתי פעמים כמעט קלה מאוויר.חום
5. שנוצר על ידי הבעירה של מטר מעוקב אחד של גז, שווה 46 מיליון ג'אולז.
6. בריכוזים גבוהים (מעל 15%) בגז האוויר הוא מאוד נפיץ.
7. כאשר שמש דלק לוקח מספר אוקטן שווה 130. גז טהור

מתקבל רק לאחר שעבר את זה דרך מפעל מיוחד לטיפול בשפכים (התקנה), אשר הוקם באתר של מאובנים.

יישום

יש כמה תחומים עיקריים של יישום של גז טבעי.אחרי הכל, בנוסף למרכיב העיקרי שלה, משמש גז CH4 הנוסחה, וכל המרכיבים האחרים של התערובת.תחום 1. צרכן

חיים.זה כולל גז לבישול, חימום של מבני מגורים, דלק לדוד וכן הלאה.הגז המשמש לבישול, להוסיף חומרים מיוחדים המשתייכים לקבוצה של mercaptans.הדבר נעשה כדי להבטיח כי במקרה של דליפת צינור או מחדלים אחרים אנשי גז עלולים להריח אותו ולנקוט בפעולה.תערובת גז מקומי (שהוא תערובת של בנזין ווטאן) היא מאוד נפיצה בריכוזים גבוהים יותר.Mercaptans גם לעשות ריח ספציפי ולא נעים של גז טבעי.הנוסחה מורכבת של אלמנטים כגון גופרית וזרחן, אשר נותן להם אופי מסוים.

2. מוצרים כימיים.בתחום זה, אחד מחומרי המוצא העיקריים לתגובות רבות לייצר תרכובות חשובות הוא גז טבעי, הנוסחה שמראה שבסינתזה שהוא יכול לקחת חלק: בסיס

• לייצור פלסטיק, שהם החומר מודרני הנפוץ ביותר לכמעט כל תחומי התעשייה;חומר גלם
• בסינתזה של ethynyl, מימן ציאניד ואמוניה.מוצרי סמי מופיעים להלן הם על הייצור של הרבה סיבים סינטטיים ובדים, דשנים ובידוד בבנייה;גומי
• , מתנול, חומצות אורגניות - נוצרים מתאן וחומרים אחרים.משמש כמעט בכל תחומי החיים אנושיים;פוליאתילן
• והטבע סינטטי תרכובות רבות אחרות קיבלו את זה בזכות תאן.

3. השתמש כדלק.ועבור כל סוג של פעילות אנושית, החל מהמילוי את הסוג המתאים של מנורות שולחן, ולתחנות כוח תרמיות.סוג זה של דלק נחשב לנכון לסביבה ומתאימה לרקע של כל השיטות חלופיות.עם זאת, בעת השריפה של מתאן ליצירת פחמן דו חמצני כמו כל חומר אורגני אחר.הוא ידוע כגורם לאפקט החממה של כדור הארץ.לכן, האנשים הוא המשימה של מציאת מקור באיכות גבוהה עוד יותר טהור ושל אנרגיה תרמית.

עוד זה מקורות עיקריים המשתמשים בגז טבעי.נוסחתו, אם ייקחו את כל הרכיבים המורכבים, מראה כי היא כמעט משאב מתחדש, הפעם היחידה שאתה צריך לעשות הרבה מאוד.המדינה שלנו עם רזרבות של גז מאוד מזל, כי כמות משאבים טבעיים כגון תימשך לאורך מאות רבות של שנים לא רק רוסיה עצמה, אלא גם במדינות רבות בעולם באמצעות יצוא.

חנקן הוא מרכיב של מרבצי גז טבעי ונפט.יתר על כן, גז זה תופס את רוב הנפח באוויר (78%) ומתרחש בצורה של תרכובות טבעיות בחנק הליתוספרה.חומר כפשוט

הוא כמעט אף פעם לא בשימוש על ידי חיים חנקן אורגניזמים.יש נוסחת צורת N2, או, במונחים של קשרים כימיים, N≡N.הימצאותו של קישור חזק כגון מציינת יציבות גבוהה ואדישות כימית של המולקולה בתנאים רגילים.זה מה שמסביר את האפשרות לקיומו של כמויות גדולות של גז במדינה החופשית באטמוספרה.

בצורה של חומר פשוט הוא מסוגל חנקן הקבוע על ידי אורגניזמים מיוחדים - rhizobia.אז הם מעובדים לצורה מתאימה לצמחים, וגז זה ובכך ביצע תזונת מינרלים של מערכות שורשי צמח.

יש כמה תרכובות גדולות שיש בו חנקן בטבע.הנוסחה מהפעולות הבאות: תחמוצות

• - NO2, N2O, N2O5;
• חומצה - חנקן HNO2 וHNO3 החנקן (שהוקם על ידי הפרשות ברק מתחמוצות באוויר);חנקתי
• - KNO3, NaNO3, וכן הלאה.חנקן

אדם משמש לא רק כגז, אבל במצב הנוזלי.יש לו את היכולת להפוך נוזלי בטמפרטורות נמוכות -1700S, ניתן להשתמש בו להקפאת רקמות צמחים ובעלי חיים, חומרים רבים.חנקן נוזלי לכן בשימוש נרחב הוא ברפואה.

כמו כן, חנקן הוא הבסיס לאחת מהתרכובות העיקריות שלה - אמוניה.תפוסה ייצור של החומר, כפי שהוא בשימוש נרחב במשק הבית והתעשייה (גומי הכנה, צבעים, פלסטיק, סיבים סינטטיים, חומצות אורגניות, ייצור צבע, חומרי נפץ וכן הלאה).

פחמן דו חמצני

מהי הנוסחא של חומר?פחמן דו חמצני שכתוב כCO2.קשר קוולנטי בכוח מולקולה קוטבי חלש, חזק כימי כפול בין פחמן וחמצן.זה מצביע על היציבות ואדישות של מולקולות בתנאים רגילים.עובדה זו אושר על ידי קיומו של דו תחמוצת הפחמן חופשית באטמוספרה של כדור הארץ.

חומר זה הוא רכיב של גז טבעי ונפט, ומצטברים באטמוספרה העליונה של כדור הארץ, גורם לאפקט החממה שנקרא.כמות עצומה

של פחמן דו חמצני שנוצרה על ידי שריפת דלקים מאובנים מכל סוג.אם פחם, עץ, גז או הפניות דלק אחרות כדי להשלים בעירה של המים ההיווצרות והחומר.

מתברר כי ההצטברות באווירה היא בלתי נמנעת.לכן, משימה חשובה של החברה המודרנית הוא החיפוש אחר אלטרנטיבה, לתת מינימום של דלק חממה.מימן

נוסף לטפס מתחם המתרחש בהרכב מינרלים טבעיים - הוא מימן.נוסחת גז היא - H2.הקל ביותר של כל החומר הידוע היום.

בשל המאפיינים המיוחדים שלו בטבלה המחזורית לוקח שתי עמדות - בין מתכות והלוגני אלקלי.עם אלקטרון אחד הוא מסוגל לתת לו כ( תכונות מתכתיות, התאוששות) ולקבל (נכסים שאינם מתכתיים, חמצון).אזור העיקרי

שימוש - זה דלק ידידותי לסביבה, שהחוקרים רואים את העתיד.סיבות: כמות בלתי מוגבלת

• של עתודות גז;חינוך
• כתוצאה מהשריפה הוא רק מים.

עם זאת, פיתוח טכנולוגיה מלא של מימן כמקור אנרגיה דורש שינוי של רבות יותר דקויות.נוסחת

לחישוב המסה, הצפיפות והנפח של גזי

בפיסיקה וכימיה להחיל כמה דרכים בסיסיות להתיישב גזים.לדוגמא, אם אנחנו מדברים על אחד מהפרמטרים הבסיסיים ביותר, כגון המסה של נוסחת הגז לחישוב מדברים עליו הוא כדלקמן: TH מ '

= * V, שבו ה - היא צפיפות חומר, וV - את נפחו.

לדוגמא, אם אנחנו צריכים לחשב את המסה של גז טבעי בנפח של 1 מ"ק בתנאים רגילים, אנחנו לוקחים את הערך הממוצע של חומר התייחסות צפיפות הסטנדרטי שלה.זה יהיה שווה ל0.68 קילוגרם / מ 3.עכשיו שאנחנו יודעים את הנפח וצפיפות של הגז, הנוסחה לחישוב באופן מלא עומדת בדרישות.אז: דקות

(CH4) = 0,68 קילוגרם / מ 3 * 1 m3 = 0,68 קילוגרם כמ"ק מופחת.

גז פורמולה נפח, לעומת זאת, מורכב ממדדי המסה וצפיפות.כלומר, אנו יכולים לבטא את הערך של התצורה לעיל: = מ '

V / ה, אז בתנאים סטנדרטיים הנפח של 2 קילוגרם של מתאן הוא שווה ל 2 / 0.68 = 2,914 M3.

גם במקרים מורכבים יותר (כאשר התנאים לא סטנדרטי) לחישוב המסה והנפח של גזים באמצעות משוואת מנדלייב-Clapeyron, שבה יש את הטופס: * p * M / V = ​​מ 'R

* T, כאשר p - לחץ גז, V -הנפח, מ 'שלה וM - מסה ומסה טוחנת, בהתאמה, R - גז אוניוורסלי קבוע שווה ל8.314, T - הטמפרטורה בקלווין.נוסחת

זה מייצרת חישובי נפח גז הם קרובים מאוד לערכו של הגז האידיאלי, שקיים אך ורק היפותטי ומשמש למושגים מופשטים בפתרון בעיות בפיסיקה ובכימיה.כמו כן ניתן לחשב את הנפח של המשוואה של בויל, שבה יש את הטופס:

V = Vr * pH * T / p * TN, שבו ערכיו של המדד n - הוא הערך בתנאים סטנדרטיים רגילים.

לחישוב היה מדויק ועקבי עם המציאות ביותר, יש צורך לקחת בחשבון פרמטר זה, הצפיפות של הגז.הנוסחה לחישוב פרמטר זה היא עדיין נקודה שנויה במחלוקת.שאומץ על ידי שימוש במישור הרגיל, שבה יש את הטופס: = M0 TH

* n, בי M0 - מסה מולקולרית (קילוגרם) וn - ריכוז יחידה - 1 / M3.

עם זאת, במקרים מסוימים יש צורך להשתמש בחישובים אחרים, מורכבים יותר ולהשלים עם משתנים מרובים עבור מדויק וקרוב יותר לתוצאה האידיאלית.