Dnes vieme, širokú škálu plynov.Niektoré z týchto ľudí, ktorým laboratórne metódy chemikálií, ktoré sú samy tvorená podobné reakcie ako vedľajšie produkty.A čo plyny sú produkované v prírode?Medzi hlavné také plyny prírodné, prírodného pôvodu sú štyri:
- zemný plyn, ktorého vzorec CH4;
- dusík, N2;
- vodík, H2;
- oxid uhličitý, CO2.
Samozrejme, že existujú nejaké iné - kyslík, sírovodík, čpavok, inertné plyny, oxid uhoľnatý.Avšak, vyššie uvedené sú prakticky dôležité pre ľudí a používa ich na rôzne účely, vrátane ako palivo.
Čo je zemný plyn?
volal zemného plynu, ktoré nám príroda dáva.To znamená, že obsah v zemskom vnútri, je oveľa vyššia a vyššia ako suma, ktorá je pripravená v priemysle chemickými reakciami.
obyčajne známy ako zemný plyn, metán, ale nie je to tak.Ak sa pozriete na zloženie frakcií plynu, môžeme vidieť jeho ďalšie komponenty zloženie:
- metán (96%);
- etán;
- propán;
- bután;
- atóm vodíka;
- oxid uhličitý;
- dusík;
- sírovodík (malé, stopové množstvá).
Tak sa zdá, že zemný plyn - zmes viacerých plynov prírodného pôvodu.
Zemný plyn: Vzorec
Z chemického hľadiska je zemný plyn je zmes lineárnych uhľovodíkov jednoduchá konštrukcia - metánu, etánu, propánu a butánu.Ale ako väčšieho objemu všetkých metánu, to je obvyklé pre všeobecný vzorec zemného plynu priamo vyjadriť vzorec metánu.Takže sa ukazuje, že chemický vzorec zemného plynu metánu CH4.
Ďalšími súčasťami sú nasledujúce empirický vzorec v chémii:
- etán - C2H6;
- Propán - C3H8;
- bután - C4H10;
- oxid uhličitý - CO2;
- dusík - N2;
- vodíka - H2;
- sírovodík - H2S.
zmes látok a je zemný plyn.Formula metán jeho základné zlúčeniny ukazuje, že obsah uhlíka v ňom je veľmi malý.To ovplyvňuje jeho fyzikálne vlastnosti, ako je napríklad schopnosť spaľovať bezfarebný, úplne nefajčiarsky bod.Zatiaľ čo ostatní členovia jeho homologického radu (a mnohé z nasýtených uhľovodíkov alebo alkánov) v priebehu spaľovania za vzniku čiernej dymovú plameň.
Byť v prírode
v prírode, tento plyn sa nachádza hlboko pod zemou, pod hustý a husté vrstvy usadené horniny.Existujú dve hlavné teórie o pôvode zemného plynu v prírode.
- Teória tektonických pohybov skaly.Zástancovia tejto teórie veria, že uhľovodíky obsiahnuté v útrobách zeme, a vždy stúpať v dôsledku tektonických pohybov a kusy hore.V hornej časti vysokého tlaku a teplotných zmien aby boli v dôsledku chemických reakcií v oboch prírodné minerály - ropy a zemného plynu.
- biogénne teórie navrhne inú metódu, ktorá bola vytvorená v dôsledku zemného plynu.Vzorec odráža kvalitu jeho zloženie - uhlík a vodík, čo naznačuje, že jej tvorba sa zúčastnili žije organické bytosti, ktorých telá boli väčšinou postavené z týchto prvkov, rovnako ako všetky živé veci na planéte, ktorá existuje dodnes.V priebehu doby, pozostatky mŕtvych rastlín a zvierat klesol pod dnom oceánu, kde nie je ani kyslík ani baktérie môžu rozloží a recyklovať organickú hmotu.V dôsledku toho došlo k rozpadu anaeróbne oxidácie biomasy, a po milióny rokov, tvorili dva zdroje minerálov - ropy a zemného plynu.Zároveň sa základom ako je rovnaká - to je časť uhľovodíkov a nízkomolekulárnych látok.Chemický vzorec zemného plynu a ropy je toho dôkazom.Avšak, ak sú vystavené rôznym podmienkam a rôzne produkty sa tvoria: vysoký tlak a teplotu - plyn, low - olej.
Dnes, hlavné oblasti a rezervy plynu majú krajiny ako Rusko, Spojené štáty, Kanada, Irán, Nórsku a Holandsku.
Vo svojom agregáciu zemného plynu nemusí byť vždy obsiahnutá iba v stave plynu.Existuje niekoľko možností pre kondenzáciu:
- plynu rozpustené v molekulách ropy.
- plynu rozpustí v molekulami vody.
- Gas tvorí pevné hydráty.
- Za normálnych okolností - plynné látky.
Každý z týchto štátov má svoje vlastné pole a je veľmi cenná na osobu.
získané v laboratóriu a priemysel
vedľa prírodných lokalít výroby plynu, existuje celý rad spôsobov, ako získať ho do laboratória.Avšak, tieto metódy, samozrejme, sú používané len pre malé série výrobku, ako nákladov na zemný plyn syntetizovať v laboratóriu nie je rentabilné.
Laboratórne metódy:
- Hydrolýza nízkomolekulárnych látok - karbidu hliník: AL4C3 + 12H2O = 3CH4 + 4AL (OH) 3.
- octan sodný, v prítomnosti alkálie: NaOH = CH3COOH + CH4 + Na2CO3.
- od syntézny plyn: CO + 3H2 = CH4 + H2O.
- z prvkov - vodík a uhlík - pri zvýšenej teplote a tlaku.
chemický vzorec zemného plynu evidovaných podľa vzorca metánu, takže všetky charakteristické reakcie alkánov, sú tiež charakteristika tohto plynu.
banský priemysel metánu získavaná z prírodných ložísk a ich ďalšie spracovanie frakcií.Tiež sa uistite, potrebuje plyn produkt vyčistiť.Vzhľadom k tomu, zemný plyn metán vzorec ukazuje iba časť zložiek, ktoré obsahuje.Pre použitie v domácnosti potrebuje čistého plynu obsahujúceho žiadne iné ako metán látok.Odnímateľná etán, propán, bután a iné plyny sú tiež široko používané.
fyzikálne vlastnosti
Formula plyn dáva predstavu o tom, čo fyzikálne vlastnosti by mal mať.Zvážte, aké charakteristiky.
- forme bezfarebné pevné látky, bez zápachu.
- Približná hustota sa pohybuje medzi 0.7-1 kg / m3.
- teplota spaľovania 6500c.
- takmer dvakrát ľahší ako vzduch.
- teplo vytvárané pri spaľovaní jeden kubický meter plynu, ktorá sa rovná 46 miliónov joulov.
- Vo vysokých koncentráciách (nad 15%), vo vzduchu plynu je veľmi výbušný.
- Pri použití ako palivo má oktánové číslo rovná 130.
čistého plynu sa získa až po priechodom cez špeciálny čistiarne odpadových vôd (inštalácia), ktoré sú postavené na mieste fosílie.
Aplikácia
Existuje niekoľko hlavných oblastí použitia zemného plynu.Koniec koncov, okrem svojej hlavnej zložka, vzorec CH4 plyn je používaný, a všetky ostatné zložky zmesi.
1. Spotrebná sfére života.To zahŕňa plyn na varenie, vykurovanie obytných budov, palivo pre kotly a tak ďalej.Plyn, ktorý sa používa na varenie, pridať špeciálne látky, ktoré patria do skupiny merkaptanov.Toto je robené zabezpečiť, aby v prípade úniku potrubie alebo iné opomenutia plynové ľudia môžu cítiť ju a prijať opatrenia.Domáci zmes plynov (čo je zmes propánu a butánu) je extrémne výbušný vo vyšších koncentráciách.Merkaptány tiež zvláštne a nepríjemný zápach zemného plynu.Vzorec sa skladá z prvkov, ako je obsah síry a fosforu, čo im dáva špecifický charakter.
2. Chemická výroba.V tejto oblasti, je jedným z hlavných východiskových materiálov pre mnoho reakcií pôsobí výrazné zlúčeniny, je zemný plyn, vzorec, ktorý ukazuje, v ktorom syntéza sa môže zúčastniť:
- základ pre výrobu plastov, ktoré sú najčastejšie moderný materiál pre prakticky vo všetkých oblastiach priemyslu;
- surovina pri syntéze ethynyl, kyanovodíka a amoniaku.Sami produkty uvedené ďalej sú na produkciu radu syntetických vlákien a tkanín, hnojív a izolácie v stavebníctve;
- kaučuk, metanol, organické kyseliny, - sú vytvorené z metánu a iných látok.Používajú sa prakticky vo všetkých oblastiach ľudského života;
- polyetylén a mnoho ďalších zlúčenín syntetická povaha ho vďaka metánu.
3. Použitie ako palivo.A pre akýkoľvek druh ľudskej činnosti, od naplnenia vhodný typ stolové lampy, a tepelných elektrární.Tento druh paliva je považovaný za ekologicky správne a vhodné, aby na pozadí všetkých alternatívnych metód.Avšak, počas spaľovania metánu za vzniku oxidu uhličitého, ako akéhokoľvek iného organického materiálu.Je o ňom známe, že je príčinou zemského skleníkového efektu.Z tohto dôvodu, ľudia ich úlohu nájsť ešte čistý a vysoko kvalitný zdroj tepelnej energie.
dlho, ako je to hlavné zdroje, ktoré používajú zemný plyn.Formula mu, ak budeme mať všetky komplexné komponenty, ukazuje, že je takmer obnoviteľný zdroj, jediný okamih, kedy budete musieť urobiť veľmi veľa.Naša krajina sa zásoby zemného plynu sú veľmi šťastie, pretože suma týchto prírodných zdrojov bude trvať mnoho storočí nielen samotné Rusko, ale aj v mnohých krajinách sveta prostredníctvom exportných.
Dusík je súčasťou zemného plynu a ropných ložísk.Okrem toho, tento plyn zaberá väčšinu objemu vo vzduchu (78%), a vyskytuje sa vo forme prírodných látok v dusičnanu litosféry.
Tak jednoduché, látka je takmer nikdy použitý živými organizmami dusíka.Vzorec má podobu svojho N2, alebo, pokiaľ ide o chemické väzby, N≡N.Prítomnosť také silné väzby indikuje, vysokú stabilitu a chemickú inertnosť molekuly za bežných podmienok.To je to, čo vysvetľuje možnosť existencie veľkého množstva plynu vo voľnom stave v atmosfére.
vo forme jednoduchej látky, je schopný dusíka stanovené špeciálnymi organizmy - rhizobia.Tie sú potom spracované do formy vhodnej pre rastliny, a tento plyn sa teda vykonáva minerálne výživy koreňových systémov rastlín.
existuje niekoľko veľkých zlúčeniny, v ktorých je atóm dusíka v prírode.Vzorec nasledujúcich:
- oxidov - NO2, N2O, N2O5;
- kyselina - HNO2 dusitá a kyselina dusičná HNO3 (vytvorený výboja blesku z oxidov vo vzduchu);
- liadok - KNO3, NaNO3, a tak ďalej.
Man dusík je využívaný nielen ako plyn, ale v kvapalnom stave.On má schopnosť stať sa kvapalné pri teplotách pod -1700S, môže byť použitý pre zmrazovanie rastlinných a živočíšnych tkanív, mnoho materiálov.Z tohto dôvodu sa široko používa tekutý dusík je v medicíne.
Tiež dusík je základom pre jeden zo svojich hlavných látok - amoniak.Výroba hmotnosti látky, pretože to je široko používaný v domácnosti a priemysle (príprava gumy, farbivá, plasty, syntetické vlákna, organické kyseliny, výroba maľovať, výbušniny a tak ďalej).
Oxid uhličitý
Aký je vzorec látky?Oxid uhličitý je písaný ako CO2.Kovalentná väzba v molekule slabo polárne, silné chemické dvojitou pevnosťou medzi uhlíkom a kyslíkom.To znamená, stabilitu a inertnosť molekúl za normálnych podmienok.Túto skutočnosť potvrdzuje aj existencia voľného oxidu uhličitého v zemskej atmosfére.
Táto látka je súčasťou zemného plynu a ropy, a hromadia sa v horných vrstvách atmosféry planéty, čo spôsobuje tzv skleníkový efekt.
obrovské množstvo oxidu uhličitého tvorí spaľovanie fosílnych palív akéhokoľvek druhu.Nech uhlia, dreva, plynu alebo iných palivových vedie k úplnému spaľovaniu tvorby vody a látky.
Ukazuje sa, že hromadenie v atmosfére je nevyhnutný.Preto je dôležitou úlohou modernej spoločnosti je hľadanie alternatívu, čo minimálne skleníkového paliva.
Hydrogen
Ďalšie vyšplhať zlúčenina vyskytujúca sa v kompozícii prírodných minerálov - je vodík.Plyn Vzorec je - H2.Najjednoduchší zo všetkých známych látok dnes.
Vďaka svojim špeciálnym vlastnostiam v periodickej tabuľke má dve polohy - mimo alkalických kovov a halogénov.U jedného elektrónu je schopný dať to ako (kovové vlastnosti, využitie) a prijímať (nekovové vlastnosti, oxidácia).
hlavná oblasť použitia - je to šetrné k životnému prostrediu paliva, pre ktoré vedci vidia budúcnosť.Dôvody:
- neobmedzené množstvo zásob plynu;
- vzdelávanie ako dôsledok spaľovania je len voda.
Avšak, kompletné technológie vývoj vodíka ako zdroja energie vyžaduje úpravy mnohých ďalších nuáns.
vzorec pre výpočet hmotnosť, hustotu a objemu plynu
Vo fyzike a chémii platí niekoľko základných spôsobov, ako usadiť plynov.Napríklad, v prípade hovoríme o jednu zo základných parametrov, ako je napríklad hmotnosť vzorca plynu pre výpočet je nasledujúci:
m = V * þ, kde Th - je hustota hmoty, a V - jej objem.
Napríklad, ak je potrebné na výpočet hmotnosti objemu zemného plynu 1 kubický meter za normálnych podmienok, vezmeme priemernú hodnotu štandardný referenčný hustota materiálu.To sa bude rovnať 0,68 kg / m3.Teraz, keď vieme, objem a hustota plynu, vzorec pre výpočet plne spĺňa požiadavky.Potom:
m (CH4) = 0,68 kg / m3 * 1 m3 = 0,68 kg as kubických metrov znížená.
objem Formula plynu, na rozdiel od, sa skladá z indikátorov hmoty a hustoty.To znamená, že môžeme vyjadriť hodnotu vyššie uvedenú konfigurácií:
V = m / TH, potom za štandardných podmienok objem 2 kg metánu sa rovná 2 / 0,68 = 2914 m3.
tiež v zložitejších prípadoch (kedy sú podmienky, non-standard) na výpočet hmotnosti a objemu plynu z rovnice Mendelejev-Clapeyronovej, ktorý má tvar:
p * V = m / M * R * T, kde P - tlak plynu, V -jej objem, m a M - hmotnosť a molárna hmotnosti, respektíve, R - univerzálna plynová konštanta rovná 8.314, T - teplota v Kelvinoch.
Tento vzorec produkuje výpočty objemu plynu sú veľmi blízko hodnote ideálneho plynu, ktorý existuje čisto hypotetická a používa sa na abstraktné pojmy pri riešení problémov vo fyzike a chémii.Je tiež možné vypočítať objem Boylovho rovnice, ktorý má tvar:
V = Vr * pH * T / p * Tn, kde hodnoty indexu n - je hodnota, pri normálnych štandardných podmienok.
výpočtu bola najpresnejšia a v súlade s realitou, je potrebné vziať do úvahy tento parameter, hustoty plynu.Vzorec na výpočet tohto parametra je stále diskutabilná.Prijaté použitím obvyklej jednoduchej, ktorý má tvar:
þ = m0 * n, kde m0 - molekulová hmotnosť (kg) a n - koncentrácia jednotka - 1 / m3.
Avšak, v niektorých prípadoch je nutné použiť iné, zložitejšie a kompletné výpočty s viacerými premennými pre presné a bližšie k ideálnej výsledku.