Astăzi știm o mare varietate de gaze.Unele dintre aceste persoane care primesc metode de laborator de substanțe chimice care în sine sunt formate dintr-o reacții similare ca produse secundare.Și ce gazele sunt produse în natură?Principalele astfel de gaze naturale, de origine naturală sunt patru: gaze naturale
- , a cărui formulă CH4;Azot
- , N2;
- hidrogen, H2;
- de dioxid de carbon, CO2.
Desigur, există alte - oxigen, hidrogen sulfurat, amoniac, gaze inerte, monoxid de carbon.Cu toate acestea, cele de mai sus sunt, practic, importante pentru oameni și le-a folosit în diferite scopuri, inclusiv ca și combustibil.
Ce este gazul natural?
numit un gaz natural, care ne ofera natura.Că este, conținutul în interiorul pământului este mult mai mare și mai mult decât suma pe care este pregătit în industrie prin reacții chimice.
cunoscut sub numele de gaze naturale, metan, dar nu este așa.Dacă te uiți la componența fracțiunilor de gaz, se poate vedea următoarea compoziție componentă:
- metan (96%);Etan
- ;Propan
- ;Butan
- ;Hidrogen
- ;
- dioxid de carbon;Azot
- ;
- hidrogen sulfurat (mici, urme).
Astfel, se pare că a gazelor naturale - un amestec de mai multe gaze de origine naturală.
gaze naturale: formula
Din punct de vedere chimic, gaze naturale este un amestec de hidrocarburi liniare structură simplă - metan, etan, propan și butan.Dar ca un volum mai mare de toate metan, se obișnuiește să se formula generală de gaze naturale direct pentru a exprima formula metan.Deci, se dovedește că formula chimică a gazelor naturale metan CH4.
Celelalte componente sunt următoarea formulă empirică în chimie:
- etan - C2H6;
- Propan - C3H8;
- butan - C4H10;
- de dioxid de carbon - CO2;Azot
- - N2;
- hidrogenului - H2;
- hidrogen sulfurat - H2S.
amestec de substanțe și este un gaz natural.Formula metan compus de bază indică faptul că conținutul de carbon în acesta este foarte mic.Acest lucru afectează proprietățile sale fizice, cum ar fi capacitatea de a arde un incolor, fum complet punctul.În timp ce alți membri ai seria omoloage (o serie de hidrocarburi sau alcani saturate) în timpul arderii, pentru a forma o flacără de fum negru.
Fiind în natură
In natura, acest gaz este găsit adânc sub pământ, sub straturile groase și dense de roci sedimentare.Exista doua teorii principale ale originii de gaze naturale în natură.Teoria
- mișcărilor tectonice roci.Susținătorii acestei teorii cred că hidrocarburile conținute în măruntaiele pământului, și întotdeauna crește, ca urmare a mișcărilor tectonice și bucăți în sus.În partea de sus a presiunii ridicate și schimbarile de temperatura le face, ca urmare a reacțiilor chimice în cele două minerale naturale - petrol și gaze.
- teorie biogen sugerează o altă metodă, care a fost format ca urmare a gazelor naturale.Formula reflectă calitatea compoziția sa - carbon și hidrogen, ceea ce sugereaza ca formarea sa au participat ființe organice ale căror corpuri au fost în mare parte construite din aceste elemente vii, la fel ca toate lucrurile vii de pe planetă care există în această zi.De-a lungul timpului, resturi de plante și animale moarte sa scufundat sub fundul oceanului, în cazul în care nu a existat nici oxigen și nici bacterii poate descompune și recicla materia organică.Ca urmare, a existat o dezintegrare a oxidare anaerobă a biomasei, și peste milioane de ani, format două surse de minerale - petrol și gaze.În același timp, fundamentul atât este același - este parte din hidrocarburi și substanțe cu greutate moleculară mică.Formula chimică a gazului și uleiul se dovedește.Cu toate acestea, atunci când este expusă la diferite condiții și diferite produse se formează: de înaltă presiune și temperatură - gaz, low - ulei.
Astăzi, principalele domenii și rezervele de gaze au tari precum Rusia, Statele Unite ale Americii, Canada, Iran, Norvegia și Țările de Jos.
În agregarea sa de gaze naturale nu pot fi întotdeauna conținută numai în stare de gaz.Există mai multe opțiuni pentru condensare:
- gaze dizolvate în moleculele de ulei.
- gaz dizolvat în moleculele de apă.
- gaz hidrați face solide.
- În condiții normale - compus gazos.
Fiecare dintre aceste state are propriul domeniu și este foarte valoros pentru persoana.
obținute în laborator și industria
adăugarea la site-uri naturale de producție de gaze, există o serie de moduri de a ajunge la laborator.Cu toate acestea, aceste metode, desigur, sunt folosite numai pentru loturi mici de produs, ca un cost de gaze naturale de a sintetiza in laborator nu este profitabil.Metode
de laborator:
- hidroliza compușilor cu greutate moleculară mică - carbură de aluminiu: AL4C3 + 12H2O = 3CH4 + 4AL (OH) 3.Acetat de sodiu
- în prezența alcaliilor: NaOH = CH3COOH + CH4 + Na2CO3.
- din gaz de sinteză: CO + 3H2 = CH4 + H2O.
- de elemente - hidrogen și carbon - la temperatură și presiune ridicate.Formulă chimică
de gaze naturale recunoscute de formula de metan, astfel încât toate reacțiile caracteristice alcani, sunt, de asemenea caracteristice acestui gaz.
Metanul industria minieră obținute de la depozitele naturale și prelucrarea ulterioară a fracțiilor.De asemenea, asigurați-vă că gazul produs trebuie să fie curățate.Deoarece formula metan gaze naturale prezintă doar o parte a componentelor pe care le conține.Pentru uz casnic are nevoie de gaz curat care nu conțin decât metan substanțe.Etan detașabil, propan, butan și alte gaze, de asemenea, sunt utilizate pe scară largă.Proprietățile fizice
gaz Formula oferă o idee despre ce proprietăților fizice ar trebui să aibă.Luați în considerare ce fel de caracteristici.
- solid incolor, inodor.
- densitate aproximativ între 0,7-1 variază kg / m3.
- temperatura de ardere 6500C.
- de aproape două ori mai ușoare decât aerul.
- căldura generată de arderea unui metru cub de gaze, egale cu 46 de milioane de jouli.
- În concentrații mari (peste 15%) în gazele de aer este foarte exploziv.
- Când este utilizat ca un combustibil are cifra octanică egal cu 130.
gaz pur se obține numai după trecerea printr-o instalație de tratare a apelor uzate special (instalare), care sunt ridicate pe site-ul de fosile.
aplicare
Există mai multe domenii majore de aplicare a gazelor naturale.La urma urmei, în afară de componenta sa principală, formula CH4 gazul este utilizat, și toate celelalte componente ale amestecului.
sfera 1. consumatorilor de viață.Aceasta include de gaz pentru gătit, încălzire a clădirilor rezidențiale, combustibil pentru cazane și așa mai departe.Gazul care este folosit pentru gătit, adăugarea unor substanțe speciale care fac parte din grupul de mercaptani.Acest lucru se face pentru a se asigura că, în caz de scurgeri de conducte sau alte omisiuni persoane de gaze s-ar putea mirosi și să ia măsuri.Amestec de gaze intern (care este un amestec de propan și butan) este extrem de exploziv în concentrații mai mari.Mercaptani, de asemenea, miros specific face și neplăcut de gaze naturale.Formula cuprinde elemente precum sulf și fosfor, ceea ce le conferă un caracter specific.
2. Produse chimice.În acest domeniu, una dintre principalele materii prime pentru multe reacții de compuși importante este gazul natural, formula care arată, în care sinteza poate lua parte: baza
- pentru producția de materiale plastice, care sunt materialul moderne cele mai comune pentru practic toate domeniile industriei;Materie primă
- în sinteza etinil, acid cianhidric și amoniac.Produse Sami listate în continuare sunt pe producția de multe fibre sintetice și țesături, îngrășăminte și izolare în construcții;Cauciuc
- , metanol, acizi organici - sunt formate din metan și alte substanțe.Sunt utilizate în aproape toate domeniile vieții umane;Polietilenă
- și mulți alți compuși de natură sintetică a ajuns datorită metan.
3. Utilizarea ca și combustibil.Și pentru orice tip de activitate umană, de la umplerea tipul corespunzător de lămpi de birou, și a centralelor termice.Acest tip de combustibil este considerată a fi corectă ecologic și adecvate pentru fundalul tuturor metodelor alternative.Cu toate acestea, în timpul arderii metanului, pentru a forma dioxid de carbon ca orice alt material organic.El este cunoscut a fi cauza efectului de seră Pământului.Prin urmare, oamenii este sarcina de a găsi o sursă și mai pură și de energie termică de înaltă calitate.
timp cât e surse principale care utilizează gaze naturale.Formula lui, dacă luăm toate componentele complexe, arată că este aproape o resursă regenerabilă, singura dată ce trebuie sa faci foarte mult.Țara noastră cu rezerve de gaze naturale sunt extrem de norocos, deoarece valoarea acestor resurse naturale va dura pentru multe sute de ani, nu numai Rusia, ci, de asemenea, în multe țări ale lumii, prin intermediul Export.
Azotul este o componentă de depozite gaze naturale și petrol.Mai mult decât atât, acest gaz ocupă cea mai mare parte a volumului în aer (78%) și se prezintă sub formă de compuși naturali din nitratul litosferei.
ca substanță simplu este aproape niciodată folosit de organisme vii azot.Formula are forma de N2 sale, sau, în ceea ce privește legăturile chimice, N≡N.Prezența unei astfel de legături puternice indică o stabilitate ridicată și inerția chimică a moleculei în condiții normale.Aceasta este ceea ce explică posibilitatea existenței unor cantități mari de gaz în stare liberă în atmosferă.
sub forma unei substanțe simplu este capabil de azot fixată prin organisme speciale - rhizobia.Ele sunt apoi prelucrate într-o formă adecvată pentru plante, iar acest gaz este astfel realizată nutriției minerale a sistemelor de rădăcină de plante.
Există mai multe compuși majore în care există un atom de azot în natură.Formula de următoarele: oxizi de
- - NO2, N2O, N2O5;
- Acid - azot HNO2 și HNO3 nitric (format din evacuările de trăsnet din oxizi în aer);
- salpetru - KNO3, NaNO3, și așa mai departe.Azot
Man este folosit nu numai ca un gaz, dar în stare lichidă.El are capacitatea de a deveni lichid la temperaturi sub -1700S, acesta poate fi utilizat pentru congelarea țesuturile vegetale și animale, multe materiale.Azot lichid Prin urmare, este larg utilizat este în medicină.
asemenea, azotul este baza pentru unul dintre principalii compușii săi - amoniac.Tonaj producerea substanței, așa cum este utilizat pe scară largă în industria de uz casnic și (cauciucuri de pregătire, coloranți, mase plastice, fibre sintetice, acizi organici, de producție vopsea, explozibili și așa mai departe).
Dioxidul de carbon
Care este formula de substanță?Dioxidul de carbon este scris sub formă de CO2.Covalente obligațiuni în putere o moleculă slab polar, puternic chimic dublu între carbon și oxigen.Aceasta indică stabilitatea și inerția molecule în condiții normale.Acest fapt este confirmat de existența de dioxid de carbon liber în atmosfera Pământului.
Această substanță este o componentă de gaze naturale și petrol, și se acumulează în atmosfera superioară a planetei, determinând așa-numitul efectul de seră.
mare cantitate de dioxid de carbon format prin arderea combustibililor fosili de orice fel.Dacă cărbune, lemn, gaz sau alte piste de combustibil pentru a finaliza ardere a apei de formare și substanța.
Se pare că acumularea în atmosferă este inevitabilă.Prin urmare, o sarcină importantă a societății moderne este căutarea unei alternative, oferind un minim de combustibil cu efect de seră.
hidrogen
alt urca un compus care apare în compoziția de minerale naturale - este hidrogen.Formula de gaz este - H2.Cel mai simplu de corpuri cunoscute astăzi.
Datorită proprietăților sale deosebite din tabelul periodic are două poziții - printre metale alcaline și halogeni.Cu un singur electron este în măsură să-i dea ca un (proprietăți metalice, de recuperare) și să primească (proprietăți nemetalice, oxidare).Zona principală
de utilizare - este un combustibil ecologic, pentru care cercetatorii vedea viitorul.Motive: cantitate nelimitată
- din rezervele de gaz;Educație
- ca urmare a arderii este doar apă.
Cu toate acestea, dezvoltarea tehnologiei completă a hidrogenului ca sursă de energie necesită modificarea mult mai multe nuanțe.Formula
pentru calcularea masei, densitatea și volumul de gaze
în fizică și chimie aplică câteva modalități de bază de soluționare a gazelor.De exemplu, dacă este vorba despre una dintre parametrii cele mai de bază, cum ar fi masa de formula de gaz de calcul este următoarea:
m = V * lea, în cazul în care mai - este densitatea materiei, și V - volumul său.
De exemplu, dacă avem nevoie pentru a calcula masa volumului de gaze naturale de la 1 metru cub în condiții normale, vom lua valoarea medie a materialului de referință de densitate standard.Acesta va fi egală cu 0,68 kg / m3.Acum că știm volumul și densitatea gazului, formula de calcul a deplin îndeplinește cerințele.Apoi:
m (CH4) = 0,68 kg / m3 * 1 m3 = 0,68 kg ca de metri cubi reduse.
volum de gaz Formula, în schimb, este format din indicatorii de masă și densitate.Adică, putem exprima valoarea configurației de mai sus:
V = m / ț, apoi în condiții standard volumul 2 kg de metan este egal cu 2 / 0.68 = 2914 m3.
de asemenea, în cazuri mai complexe (în cazul în care condițiile sunt non-standard) pentru calculul masei și volumului de gaze folosind ecuația Mendeleev-Clapeyron, care are forma:
p * V = m / M * R * T, unde p - presiunea gazului, V -volumul său, m și M - masă și masa molară, respectiv, R - gaz universal constant egal cu 8.314, T - temperatura în grade Kelvin.
Această formulă produce calcule de volum de gaz sunt foarte aproape de valoarea gazului ideal, care există pur ipotetic și este folosit pentru a concepte abstracte în rezolvarea problemelor în fizică și chimie.De asemenea, este posibil să se calculeze volumul de ecuația lui Boyle, care are forma:
V = Vr * pH * T / p * Tn, unde valorile indicelui n - este valoarea în condiții standard normale.
la calculul a fost cele mai complete si coerente cu realitatea, este necesar să se ia în considerare acest parametru, densitatea de gaz.Formula de calcul acest parametru este încă un punct de discuție.Adoptat prin utilizarea câmpie de obicei, care are forma:
þ = m0 * n, unde m0 - masa moleculară (kg) și n - concentrație unitate - 1 / m3.
Totuși, în unele cazuri, este necesar să se utilizeze alte calcule, mai complexe și complete cu variabile multiple pentru acuratețea apropiat de rezultatul ideal.