Gaz natirèl: fòmil la. Chimik fòmil gaz. Tout kalite gaz natirèl

Jodi a nou konnen yon gran varyete gaz. Gen kèk nan moun sa yo te resevwa metòd laboratwa nan pwodwi chimik, gen kèk fòme tèt yo kòm yon rezilta nan reyaksyon kòm pa-pwodwi yo. Ak sa ki gaz ki pwodwi nan lanati? prensipal gaz sa yo natirèl, orijin nan natirèl yo kat:

• gaz natirèl, ki gen fòmil nan CH _4;
• Azòt, N _2;
• idwojèn, H _2;
• gaz kabonik, CO _2.

Natirèlman, gen kèk lòt - oksijèn, SULFIDE idwojèn, amonyak, gaz inaktif, monoksid kabòn. Sepandan, pi wo a nan yo se esansyèlman enpòtan pou pèp la, li sèvi ak yo pou rezon diferan, ki gen ladan kòm yon gaz.

Ki sa ki se gaz natirèl?

se gaz natirèl li te ye tankou sa yo, ki nati ban nou. Sa se, sa ki ekri nan ki nan enteryè a nan Latè a se pi wo ak plis pase kantite lajan an ki se jwenn nan endistri a kòm yon rezilta nan reyaksyon chimik.

Souvan konnen kòm gaz natirèl, metàn, men sa a se pa vre. Si ou gade nan konpozisyon sa a nan fraksyon yo gaz, nou ka wè konpozisyon pwochen eleman li yo:

• metàn (96%);
• etan;
• gaz pwopàn;
• butan;
• idwojèn;
• gaz kabonik;
• azòt;
• SULFIDE idwojèn (ti, kantite lajan tras).

Se konsa, li parèt ke gaz natirèl la - yon melanj de plizyè gaz ki rive natirèlman.

Gaz natirèl: Fòmil

Soti nan pwen a pwodui chimik de vi gaz natirèl se yon melanj de idrokarbur lineyè senp estrikti - metàn, etan, gaz pwopàn ak butan. Sepandan, depi yon volim pi gwo nan tout metàn a, aksepte fòmil jeneral gaz natirèl la dirèkteman eksprime fòmil metàn. Se konsa, li sanble ke fòmil la pwodui chimik nan gaz natirèl metàn CH _4.

eleman ki rete yo gen fòmil sa a anpirik nan chimi:

• etan - C ₂ H _6;
• gaz pwopàn - C ₃ H _8;
• butan - C ₄ H _10;
• gaz kabonik - CO _2;
• nitwojèn - N _2;
• H - H _2;
• SULFIDE idwojèn - H ₂ S.

Yon melanj nan sibstans ki sou sa yo se gaz natirèl. prensipal konpoze Fòmil metàn li endike ke kontni an kabòn ladan l 'se piti anpil. Sa a afekte pwopriyete fizik li yo, tankou kapasite nan boule yon san koulè, konplètman fimen pwen. Pandan ke lòt manm nan li yo seri omolog (seri satire idrokarbur oswa alkan) pandan ki degaje konbisyon yo fòme nwa flanm dife fume.

Pou ou kab vin nan lanati

Nan lanati, se gaz sa a jwenn gwo twou san fon anba tè, kouch yo epè epi dans nan wòch sedimantè. Gen de teyori prensipal ki gen orijin a nan gaz natirèl nan lanati.

1. Teyori a nan mouvman tektonik wòch. Défenseur nan teyori sa a kwè ke idrokarbur ki genyen nan zantray ki sou latè a ak se toujou leve soti vivan kòm yon rezilta nan mouvman tektonik ak koupe yo. Nan tèt la nan presyon an segondè, epi chanjman tanperati fè yo kòm yon rezilta nan reyaksyon chimik nan de mineral yo natirèl - lwil oliv ak gaz.
2. teyori byojenik sijere yon lòt metòd nan ki se gaz natirèl te fòme. Fòmil la reflete konpozisyon kalitatif li yo - kabòn ak idwojèn, ki sijere ke fòmasyon li yo te pran k ap viv èt òganik ki gen kò yo te ale nan sitou bati soti nan eleman sa yo, tankou tout sa ki vivan sou planèt sa a ki egziste jouk jòdi a. Apre yon tan, kadav yo nan plant mouri ak bèt te plonje anba a fon lanmè, kote te gen ni oksijèn ni bakteri ka dekonpoze ak resikle pwoblèm nan òganik. Kòm yon rezilta nan pouri anba tè anaerobik nan Biomass te fèt, ak sou dè milyon de ane sa yo, yon sous de mineral - lwil oliv ak gaz. Se konsa baz nan tou de nan menm bagay la - li idrokarbur epi an pati nan sibstans ki sou ki ba pwa molekilè. Fòmil la chimik nan gaz la ak lwil oliv pwouve li. Sepandan, lè ekspoze a kondisyon diferan ak pwodui diferan yo ki te fòme: yon presyon ki wo ak tanperati - gaz, ki ba la - lwil oliv.

Jodi a, jaden yo prensipal ak rezèv gaz natirèl gen peyi tankou peyi Larisi, USA, Kanada, Iran, Norway ak Netherlands.

Dapre eta li yo nan agrégation de gaz natirèl pa ka toujou dwe genyen sèlman nan eta a ki gaz. Gen plizyè opsyon pou kondansasyon an:

1. gaz la fonn nan molekil sa yo lwil oliv.
2. Gaz fonn nan molekil sa yo dlo.
3. idrat gaz fòme yon solid.
4. Anba kondisyon nòmal - gaz konpoze.

Chak nan eta sa yo gen jaden pwòp li yo, epi li se trè enpòtan nan kò moun.

Lè w nan laboratwa a ak endistri

Anplis de sa nan gaz natirèl kote pwodiksyon, gen yon nimewo nan fason yo jwenn li nan laboratwa a. Metòd sa yo, sepandan, pral sètènman dwe itilize sèlman pou pi piti lo nan pwodwi, depi pri a gaz natirèl nan aplike nan sentèz la laboratwa se pa pwofitab.

metòd Laboratwa:

1. Enzymatique ba konpoze molekilè - aliminyòm carbure: AL ₄ C ₃ + 12H ₂ O = 3CH ₄ + 4AL (OH) _3.
2. Sodyòm ACETATE nan prezans alkali: CH ₃ COOH + NaOH = CH ₄ + Na ₂ CO _3.
3. Soti nan syngas: CO + 3H ₂ = CH ₄ + H ₂ O.
4. Soti nan sibstans ki sou senp - kabòn ak idwojèn - nan tanperati ki wo ak presyon.

Fòmil la chimik nan fòmil metàn gaz natirèl reflete, pou ke tout reyaksyon karakteristik alkan, karakterize pou yon gaz bay yo.

Endistri a pwodwi metàn ekstraksyon soti nan depo natirèl ak plis pwosesis nan fraksyon. Epitou, se gaz la pwodwi mande bezwen netwaye. Apre metàn gaz natirèl fòmil montre sèlman yon pati nan eleman yo ke li gen. Pou itilize nan kay la bezwen gaz pwòp ki gen pa gen okenn lòt pase metàn sibstans ki sou. Detachable etan, gaz pwopàn, butan ak lòt gaz yo tou lajman itilize.

pwopriyete fizik

ekwasyon gaz bay yon lide de sa kalite fizik li dwe genyen. Konsidere ki kalite karakteristik.

1. Enkolor solid, san odè.
2. Genyen apeprè swivan dansite varye ant 0,7-1 kg / m ^3.
3. Tanperati a ki degaje konbisyon nan 650 ⁰ C.
4. Prèske de fwa pi lejè pase lè.
5. Chalè a pibliye pa ki degaje konbisyon an nan yon sèl mèt kib gaz, egal a 46 milyon dola joul.
6. Nan pi wo konsantrasyon (plis pase 15%) nan gaz la lè se yon bagay ki eksplozif.
7. Lè yo itilize kòm yon ekspozisyon gaz Nimewo oktan egal a 130.

se gaz la pi bon kalite jwenn sèlman apre yo fin pase l 'nan yon plant tretman espesyal (plant), ki fè yo bati sou sit la nan fè ekstraksyon fosil.

aplikasyon

Gen plizyè zòn prensipal la pou sèvi ak gaz natirèl. Apre adisyon a eleman prensipal li yo, gaz la ki fòmil CH ₄ itilize ak tout lòt eleman nan melanj la.

1. Konsomatè esfè nan lavi yo. Isit la li refere a yon kwit manje gaz, chofaj nan bilding rezidansyèl, gaz pou chodyèr ak pou fè. gaz la itilize pou kwit manje, ajoute sibstans ki sou espesyal sa ki nan gwoup la nan mèrkaptan. Sa a se fè asire ke nan evènman an nan flit nan tiyo gaz oswa lòt bagay ap tonbe ke gen moun ki ka pran sant li epi li pran aksyon. melanj gaz domestik (ki se yon melanj de gaz pwopàn ak butan) se trè eksplozif nan pi wo konsantrasyon. Mèrkaptan tou fè espesifik ak dezagreyab odè de gaz natirèl. Fòmil la konprann nan eleman tankou souf ak fosfò, ki bay yo yon espesifik.

2. Chimik pwodiksyon an. Nan zòn sa a, youn nan prensipal materyèl yo kòmanse pou anpil reyaksyon enpòtan pwodwi konpoze se gaz natirèl, fòmil la ki demontre sentèz nan ki li ka patisipe:

• baz nan pwodiksyon an nan plastik yo, ki se materyèl ki pi komen modèn pou pratikman tout zòn nan nan endistri;
• matyè premyè nan sentèz la nan ethynyl, cyanide idwojèn ak amonyak. Sami pwodwi sa yo nan tan kap vini an ale nan pwodiksyon an nan anpil fib sentetik ak twal, angrè ak izolasyon nan konstriksyon;
• kawotchou, méthanol, konsantrasyon òganik asid - yo fòme nan metàn ak lòt sibstans ki sou. Yo te itilize nan pratikman tout zòn nan nan lavi moun;
• PE ak anpil lòt konpoze sentetik nati resevwa remèsye metàn.

3. Sèvi ak kòm yon gaz. Anplis, pou nenpòt ki kalite aktivite imen, sòti nan ranpli kalite ki apwopriye a nan lanp tab ak nan plant tèmik pouvwa. Sa a se di ki kalite gaz konsidere yo dwe ekolojik kòrèk epi yo apwopriye nan background nan nan tout metòd altènatif. Sepandan, ki degaje konbisyon an nan metàn nan yo fòme gaz kabonik kòm nenpòt lòt materyèl òganik. Apre sa, li se konnen yo dwe kòz la nan efè lakòz efè tèmik Latè a. Se poutèt sa, pèp la ta dwe jwenn travay la menm plis pi bon kalite ak-wo kalite sous enèji tèmik.

Sa a tout sous yo debaz ki sèvi ak gaz natirèl. Fòmil l ', si ou pran tout eleman yo konplèks, montre ke li se prèske yon resous renouvlab, tan la sèlman ou bezwen fè anpil. Peyi nou an ak rezèv de gaz natirèl yo ekstrèman chans paske kantite lajan an nan resous sa yo natirèl pral pase pou plizyè santèn ane, se pa sèlman Larisi, men anpil lòt peyi nan ekspòtasyon.

azòt

Li se yon pati nan lwil oliv ak gaz natirèl depo yo. Anplis de sa, gaz la okipe yon gwo pati nan volim nan nan lè (78%) ak rive nan fòm la nan konpoze natirèl nan nitrat nan litosfè.

Kòm yon sibstans ki sou senp pratikman itilize pa k ap viv òganis nitwojèn. Fòmil la se nan fòm ₂ N a, oswa, an tèm de lyezon chimik, N≡N. Prezans nan tout moun ki tankou yon koneksyon fò endike yon estabilite ak chimik segondè inèrsi nan molekil nan kondisyon nòmal. Sa a se sa eksplike posibilite pou egzistans lan nan yon gwo kantite lajan nan gaz sa a nan fòm lan gratis nan atmosfè a.

Nan yon sibstans ki sou senp ki kapab nan azòt fiks òganis patikilye - rizobyom. Yo Lè sa a, trete nan yon fòm plis apwopriye pou plant la gaz e konsa pote nitrisyon nan mineral nan sistèm rasin plant.

Gen plizyè konpoze debaz yo, nan fòm lan ki egziste nan nitwojèn lanati. Fòmil la nan bagay sa yo:

• oksid - NO _2, N ₂ O, N ₂ O _5;
• asid - protoksid ak nitrique HNO ₂ HNO ₃ (ki te pwodwi pa ekoulman soti nan oksid nan lè zèklè);
• nitrat - kno _3, Nano _3, ak sou sa.

se nitwojèn Man itilize pa sèlman kòm yon gaz, men nan eta a likid. Li te gen kapasite a yo vin likid nan tanperati ki anba a -170 ⁰ C, sa ki fè li apwopriye pou lè w konjele legim ak bèt tisi, anpil materyèl yo. Se pou rezon sa itilize nan toupatou nan azòt likid se nan medikaman.

Epitou nitwojèn se yon baz pou jwenn youn nan koneksyon prensipal li yo - amonyak. Pwodiksyon kantite nan sibstans la, kòm li se lajman ki itilize nan nan kay la ak endistri (gom preparasyon, teintures, plastik, fib sentetik, konsantrasyon òganik asid, pwodiksyon penti, eksplozif ak sou sa).

gaz kabonik

Ki sa ki se fòmil la nan sibstans la? se gaz kabonik ekri tankou CO _2. Kovalan kosyon nan molekil la chetif polè, fòs doub chimik solid ant kabòn a ak oksijèn. Sa a endike estabilite an ak inèrsi nan molekil la nan kondisyon nòmal. Verite sa a konfime pa egzistans lan nan gaz la kabòn gratis nan atmosfè a.

Materyèl sa a se yon eleman ki nan gaz natirèl ak lwil oliv, epi tou li akimile nan atmosfè a anwo nan planèt la, sa ki lakòz efè a lakòz efè tèmik sa yo rele.

Kantite lajan an vas nan gaz kabonik fòme pandan ki degaje konbisyon an nan nenpòt ki kalite gaz òganik. Si chabon, bwa, gaz oswa lòt gaz, ranpli ki degaje konbisyon ki kapab lakòz nan dlo a fòmasyon ak sibstans la.

Pakonsekan, li vire soti ke akumulasyon li yo nan atmosfè a se inevitab. Se poutèt sa, yon travay enpòtan nan sosyete modèn se rechèch la pou yon altènativ, ki kapab redwi efè lakòz efè tèmik gaz.

idwojèn

Yon lòt konpoze grenpe ki fèt nan konpozisyon sa a nan mineral natirèl - se idwojèn. Gaz ki gen fòmil - H _2. pi fasil a nan tout matyè li te ye jodi a.

Mèsi a pwopriyete espesyal li yo nan sistèm nan peryodik okipe de pozisyon - nan mitan metal alkali ak alojèn. Èske w gen yon sèl elèktron se kapab nan bay li kòm yon (pwopriyete metalik, restorasyon) epi aksepte (ki pa metalik pwopriyete yo, oksidasyon).

Zòn nan prensipal nan itilize - se yon gaz zanmitay anviwònman an, pou ki chèchè yo wè lavni an. rezon ki fè:

• nimewo san limit nan aksyon nan gaz sa a;
• fòmasyon kòm yon rezilta nan ki degaje konbisyon a se sèlman dlo.

Sepandan, teknoloji devlopman an konplè sou idwojèn kòm yon sous enèji bezwen yo dwe amelyore toujou anpil nuans.

Fòmil pou mas kalkil, dansite, ak volim nan gaz

Nan fizik ak chimi aplike yon kèk fason debaz nan rezoud gaz la. Pou egzanp, si li se youn nan paramèt ki pi enpòtan tankou mas la nan gaz la, pou fòmil kalkil se:

m = V * th, dans th - se dansite la nan yon sibstans ki sou ak V - volim li yo.

Pou egzanp, si nou bezwen kalkile mas la nan volim gaz natirèl nan 1 mèt kib nan kondisyon nòmal, Lè sa a, nou pran valè a vle di nan estanda a nan dansite li yo nan materyèl la referans. Li pral egal a 0.68 kg / m ^3. Koulye a, ke nou konnen volim a ak dansite nan gaz la, pou kalkil la nan fòmil la se byen konfòm ak kondisyon yo. Lè sa a,:

m (CH ₄₎ = 0.68 kg / m ³ * 1 ^m3 = 0,68 kg, kòm redwi mèt kib.

Fòmil volim gaz, nan kontras, konsiste de mas ak dansite endikatè yo. Sa se, nou ka eksprime valè a nan configuration la, te pi wo a:

V = m / th, Lè sa a, nan kondisyon estanda nan 2 kantite lajan kg nan metàn ki egal a 2 / 0,68 = 2,914 m ^3.

Epitou, nan ka pi konplèks (lè kondisyon yo ki pa estanda) nan kalkile mas la ak volim nan gaz itilize Mendeleyev-Clapeyron ekwasyon, ki te gen fòm nan:

p * V = m / M * R * T, kote p - presyon gaz, V - volim li yo, m ak M - mas ak molè mas, respektivman, R - gaz inivèsèl konstan egal a 8,314, T - tanperati a nan Kelvins.

Sa a fòmil volim gaz pwodui estimasyon trè pre nan valè a nan gaz ideyal la, ki egziste piman ipotetik epi li se itilize nan konsèp abstrè nan rezoud pwoblèm nan fizik ak chimi. Li posib tou yo kalkile volim nan ekwasyon an Boyle, ki te gen fòm nan:

V = p _n * V _N * T / p * T _n, kote valè endèks N - yo se valè nan kondisyon estanda nòmal.

Nan kalkil la te pi egzat a ak ki konsistan avèk reyalite, a tankou yon opsyon dwe konsidere, kòm dansite la nan gaz la. Fòmil la pou kalkile paramèt sa a se toujou yon pwen soulve vini. Deside sèvi ak senp ki pi komen, ki se:

Þ = m ₀ * n, kote m ₀ - molekilè mas (kg) n - konsantrasyon inite - 1 / m ^3.

Sepandan, nan kèk ka li nesesè yo sèvi ak lòt, kalkil pi konplèks ak ranpli ak varyab miltip yo pwodwi egzat ak pi pre rezilta a ideyal.