Natural gas: Formúla. Chemical Efnaformúla gas. Allar tegundir af jarðgasi

Í dag vitum við margs konar lofttegundum. Sumir af þessu fólki fékk rannsóknarstofuaðferðirnar efna, sum myndast sig vegna viðbragða og aukaafurða. Og hvað lofttegundir eru framleidd í náttúrunni? Helstu slíkar lofttegundir eðlilegt, náttúrulegt uppruna eru fjórar:

• náttúrulegt gas, sem uppskrift af metani, CH _4;
• Köfnunarefni, N _2;
• vetni, H _2;
• koldíoxíð, CO _2.

Að sjálfsögðu, það eru nokkrar aðrar - súrefni, vetni súlfíð, ammoníak, óvirkar lofttegundir, kolmónoxíð. Hins vegar er hér að ofan eru í raun mikilvægt fyrir fólk og nota þær fyrir mismunandi tilgangi, þar á meðal sem eldsneyti.

Hvað er jarðgas?

Natural gas er þekkt sem slík, sem náttúran gefur okkur. Það er efni sem innri jarðar er miklu hærri og meira en sú upphæð sem fæst í greininni vegna efnahvarfa.

Almennt þekktur sem jarðgas, metan, en þetta er ekki satt. Ef þú líta á samsetningu gas þáttum, getum við séð næsta þætti samsetningu hans:

• metani (96%);
• etan;
• própan;
• butane;
• vetni;
• koltvísýringur;
• nitur;
• vetnissúlfíð (lítill, rekja magn).

Þannig virðist það að jarðgas - blanda af nokkrum náttúrunni lofttegundir.

Natural gas: Formula

Frá efna sjónarmiði jarðgasi er blanda af línulegum vetniskolefna einfalt skipulag - metan, etan, própan og bútan. Hins vegar, þar stærri magn allra metan, viðtekna almennu formúluna náttúrulegt gas tjá beint formúlu metan. Þannig kemur í ljós að efnið uppskrift af jarðgasi metani metani, CH _4.

Þeir þættir sem eftir hafa eftirfarandi reynslugrunn formúluna í efnafræði:

• etan - C ₂ H _6;
• própan - C ₃ H _8;
• butan - C ₄ H _10;
• koldíoxíð - CO _2;
• köfnunarefni - N _2;
• H - H _2;
• vetni súlfíð - H ₂ S.

Blanda af slíkra efna er jarðgas. Helsta Formúlu metan efnasambandið hennar gefur til kynna að kolefnisinnihaldið þar af er mjög lítil. Þetta hefur áhrif á eðliseiginleika þess, svo sem hæfni til að brenna litlaust, alveg reykja lið. Á meðan aðrir meðlimir hennar samstæðrar raðir (röð mettuðum vetniskolefnum eða alkana) við bruna til þess að mynda svarta Smoky loga.

Vera úti í náttúrunni

Í náttúrunni, þetta gas er að finna djúpt neðanjarðar, þykk og þétt lag af seti rokk. Það eru tveir helstu kenningar um uppruna jarðgasi í náttúrunni.

1. Kenningin um skorpu hreyfingum steina. Talsmenn þessa kenningu telja að kolvetni sem er í iðrum jarðar og er alltaf hækkað vegna tectonic hreyfingar og niðurskurð upp. Efst á miklum þrýstingi og hitastig breytingar gera þá vegna efnahvarfa í tveimur náttúrulegum steinefnum - olíu og gasi.
2. Lífrænum kenning bendir aðra aðferð þar sem jarðgas myndast. Formúlan endurspeglar eigindlegri samsetningu hennar - kolefni og vetni, sem bendir til þess að myndun þess fór býr lífrænt verur hverra aðilar sóttu mestu byggð úr þessum þáttum, eins og öllum lifandi hlutum á jörðinni sem ríkir í dag. Með tímanum, leifar af dauðum plöntum og dýrum sökk undir hafsbotninum, þar var hvorki súrefni né bakteríur geta rotnar og endurvinna lífræn efni. Sem afleiðing af loftfirrtri rotnun lífmassa hefur átt sér stað, og á milljónum ára, uppspretta af tveimur steinefni - olíu og gasi. Þannig grundvelli bæði af því sama - það vetniskolefnum og að hluta til af eru með lágan sameindamassa. Efnaformúlan gassins og olíu sannar það. Hins vegar þegar kemst í snertingu við mismunandi aðstæður og mismunandi vörur eru mynduð: a hár þrýstingur og hitastig - gas, the lágmark - olíu.

Í dag, meginsvið og náttúruleg gas áskilur hafa lönd eins og Rússland, USA, Kanada, Íran, Noregi og Hollandi.

Samkvæmt stöðu þess á samloðun á jarðgasi er ekki alltaf hægt að finna aðeins í loftkenndu formi. Það eru nokkrir valkostir í þéttingu:

1. Gasið leyst í olíu sameindir.
2. Gas leyst upp i vatninu sameindir.
3. Gas hýdröt mynda fast efni.
4. Við venjulegar aðstæður - loftkennd efnasambandi.

Hver þessara ríkja hefur eigin sínu sviði, og er mjög dýrmæt mönnum.

Getting í rannsóknarstofu og iðnaði

Auk þess að náttúrulegt gas framleiðslu stöðum, there ert a tala af lifnaðarhættir til fá hana í Lab. Þessar aðferðir, hins vegar verður örugglega notað aðeins fyrir smærri lotur af vöru, þar sem náttúrulegt gas kostnaður við að innleiða í myndun rannsóknarstofu er ekki arðbær.

Rannsóknarstofa aðferðir:

1. Vatnsrof I með lágan sameindaþunga efnasamböndin - áli carbide: AL ₄ C ₃ + 12H ₂ O = 3CH ₄ + 4AL (OH) _3.
2. Natríumasetat í viðurvist basa: _CH3 COOH + NaOH = CH ₄ + Na ₂ CO _3.
3. Frá syngas: CO + 3H ₂ = CH ₄ + H ₂ O.
4. Frá einföldum efna - kolefni og vetni og - við hækkað hitastig og þrýsting.

The efnafræðilega samsetningu jarðgasi metan formúlu endurspeglast, þannig að allir viðbrögð einkennandi fyrir alkana, sem einkennast af fyrir tiltekið gas.

The iðnaður framleitt metan útdrátt úr náttúrulegum innlánum og frekari úrvinnslu úr þáttum. Einnig varan gas er krafist þarfir þrif. Eftir jarðgasi metani formúla sýnir aðeins hluta af skilgreindum hluti sem það inniheldur. Til heimilisnota þarf hreint gas sem inniheldur engin önnur en metan efni. Meðfylgjandi etan, própan, bútan og aðrar lofttegundir eru einnig mikið notaðar.

eðliseiginleikar

gas jöfnu gefur hugmynd um hvað líkamlegt eiginleikar sem hann verður að eiga. Íhuga hvers konar eiginleikum.

1. Litlaust fast efni, lyktarlaust.
2. Áætlaða þéttleiki er breytilegt milli 0,7-1 kg / ^m3.
3. Brennsla Hitastig 650 ⁰ C.
4. Næstum tvisvar sinnum léttara en loft.
5. The hita út sem myndast við bruna einum rúmmetra af gasi, sem svarar til 46 milljónir júlum.
6. Við hærri styrkleika, (meira en 15%) í lofti gas er mjög sprengiefni.
7. Þegar það er notað sem eldsneyti er yfirlit oktan Fjöldi sem svarar til 130.

Hreina gas fæst aðeins eftir brottför í gegnum sérstaka meðferð plantna (plöntur), sem eru reist á staðnum á steingervinga útdrátt.

umsókn

Það eru nokkrir helstu sviðum notkun á jarðgasi. Eftir að hafa bætt við helstu hluti hennar, the gas sem í formúlunni er CH ₄ notuðu og alla aðra efnisþætti blöndunnar.

1. Vísitala kúlu á lífi. Hér vísar það til matreiðslu gas, hita íbúðarhúsa, eldsneyti fyrir katla og svo framvegis. The gas er notað til eldunar, bæta við sérstökum efnum sem tilheyra hópi merkaptan. Þetta er gert til að tryggja að ef leki rör gas eða öðrum fyrnist að fólk getur lykta það og grípa til aðgerða. Blandan Domestic gas (sem er blanda af própan og bútan) er ákaflega sprengiefni í hærri styrk. Merkaptön einnig gera sérstaka og óþægilega lykt af jarðgasi. Formúlan samanstendur af þætti svo sem brennisteini og fosfór, sem gefur þeim Sértæki.

2. Chemical framleiðslu. Á þessu sviði, einn af helstu upphafsefiia fyrir mörgum mikilvægustu efnahvörf sem framleiða efnasambönd er jarðgas, uppskrift sem sýnir efnasmíð sem hægt er að taka þátt:

• Grunnur í framleiðslu á plasti, sem eru algengasta nútíma efni fyrir nánast öllum sviðum iðnaðar;
• hráefni í að nýmynda etýnýl, blásýra og ammoníak. Sami þessar vörur í framtíðinni fara í framleiðslu margra syntetískum trefjum og dúkur, áburði og einangrun í byggingu;
• gúmmí, metanól, lífræn sýra - eru mynduð úr metani og öðrum efnum. Eru notuð í nánast öllum sviðum mannlegs lífs;
• pólýetýlen og mörg önnur efnasambönd tilbúið íláts received þakka metan.

3. Nota sem eldsneyti. Þar að auki, fyrir hvers konar mannlegrar starfsemi, allt frá því að fylla viðeigandi tegund lampar borð og varma virkjana. Þessi tegund af eldsneyti er talin vera vistfræðilega rétt og í samræmi við bakgrunn allra annarra aðferða. Hins vegar er sem myndast við brennslu metan til að mynda koltvísýring eins og allir öðrum lífrænum efnum. Og hann er þekktur fyrir að vera orsök gróðurhúsaáhrifa jarðar. Því fólk ætti að finna sér verkefni enn hreint og hár-gæði uppspretta varmaorku.

Það er allar helstu heimildir sem nota jarðgas. Formúla honum, ef þú tekur alla flókin hluti, sýnir að það er næstum endurnýjanleg auðlind, í eina skiptið sem þú þarft að gera mjög mikið. Landið okkar með áskilur á jarðgasi eru mjög heppin vegna þess að magn slíkra auðlinda endist í mörg hundruð ár, ekki bara Rússlandi en mörg önnur lönd í gegnum útflutning.

köfnunarefni

Það er hluti af náttúrulegum olíu og gas innlán. Þar að auki er gas occupies a stór hluti af rúmmáli í lofti (78%) og á sér stað í formi náttúrulegum efnasamböndum í lithosphere nítrat.

Eins einfalt efnis nánast notað af lífverum köfnunarefni. Formúlan er margliða af fyrsta ₂ N, eða, að því er varðar efnatengja, N≡N. Tilvist slíks sterk tengsl gefur til kynna hátt stöðugleika og efnafræðilegan inertness af sameindum við venjulegar aðstæður. Þetta er það sem skýrir möguleika á tilvist miklu magni af þessu gasi í frjálsu formi í andrúmsloftinu.

Á einfaldan efnis sem getur fest köfnunarefnisoxíða tilteknum lífverum - rhizobia. Þau eru síðan unnin til hentugri form fyrir gas plöntu og þannig bera steinefni næringu plöntu rót kerfi.

Það eru nokkrir helstu efnasambönd, eða á formi sem er til staðar í náttúrunni köfnunarefni. Formúlan af eftirfarandi:

• oxíð - NO _2, N ₂ O, N ₂ O _5;
• sýru - Nitrous og nítur HNO ₂ HNO ₃ (framleitt með losun eldingar úr oxíð í lofti);
• nítrat - kno _3, Nano _3, og svo framvegis.

Man köfnunarefni er notað ekki aðeins sem gas, en í fljótandi ástand. Það hefur getu til að verða vökvi við hitastig undir -170 ⁰ C, sem gerir það hentar til frystingar úr jurta- og dýraríki vefi, mörg efni. Þess vegna er útbreidd notkun fljótandi köfnunarefni er í læknisfræði.

Einnig er grundvöllur til að fá eitt af helstu eigin tengingar köfnunarefni - ammóníaki. Framleiðsla tonnum efnisins, eins og það er mikið notað í húsi og iðnaði (Efnablanda gúmmítrés, litarefni, plasti, gerviefni, lífræn sýra, mála framleiðslu, sprengiefni og svo framvegis).

koltvísýringur

Hver er uppskrift af efnisins? Koldíoxíð er skrifað sem CO _2. Samgild tengi í sameindinni veikt skautuðum, tvískiptur solid efna herafla milli kolefninu og súrefni. Þetta gefur til kynna stöðugleika og inertness byggingu sameindar við venjulegar aðstæður. Þessi staðreynd er staðfest af öruggum hætti um slíka óbundnu koldíoxíði í andrúmsloftinu.

Þetta efni er hluti af jarðgasi og olíu, og einnig safnast í háloftunum á jörðinni, sem veldur svokölluðum gróðurhúsaáhrifum.

Mikill magn af koltvísýringi sem myndast á meðan vegna brennslu á hvers konar lífrænna eldsneyti. Hvort kol, timbur, gas eða öðru eldsneyti, fullkominn bruna sem leiðir til myndunar vatni og efninu.

Þess vegna, kemur í ljós að gasið í andrúmsloftinu er óhjákvæmilegt. Því er mikilvægt verkefni nútíma samfélagi er að leita að val, sem lágmarkar eldsneyti gróðurhúsaáhrifum.

vetni

Annar klifra efnasamband sem koma fyrir í samsetningu náttúruleg steinefni - er vetni. Gas sem Formula - H _2. Auðveldasta af öllum þekktum máli í dag.

Þökk sé sérstökum eiginleikum hennar í reglubundnu kerfi occupies tveimur stöðum - þar á meðal alkallmálmum og halógena. Hafa einn rafeind er fær um að gefa það sem (málmi eiginleika, endurreisn) og taka (ekki úr málmi eiginleika, oxun).

Helstu svæði notkun - er umhverfisvæn eldsneyti, sem vísindamenn sjá framtíðina. ástæður:

• ótakmarkaðan fjölda stofna þessa gasi;
• myndun eins afleiðing af brennslu er aðeins vatn.

Hins vegar er heill tækni þróun vetnis sem orkugjafa þarf að bæta enn mörg blæbrigði.

Formúlur til útreiknings massa, þéttleika, og rúmmál lofttegunda

Í eðlisfræði og efnafræði beita nokkrum helstu leiðir til að leysa gas. Til dæmis, ef það er einn af mikilvægustu breytur eins og massa gassins, því að reikningsformúlan er:

m = V * Þ, þar sem th - er eðlismassi efnið og V - rúmmáli hennar.

Til dæmis, ef við þurfum að reikna út massa jarðgasi rúmmáli 1 rúmmetra undir venjulegum kringumstæðum, þá erum við að taka meðalgildið staðalinn þéttleika hennar í ítarefni. Það mun vera jafn 0.68 kg / ^m3. Nú þegar við vitum magn og þéttleika gasi, að við útreikning á formúlu er í samræmi alveg við kröfur. þá:

m (CH _4), = 0,68 kg / m ³ * 1 ^m3 = 0,68 kg, sem Reduced rúmmetra.

Formula gas bindi, öfugt, samanstendur af massa og þéttleiki vísa. Það er, að við getum tjáð gildi stillingunum hér að ofan:

V = m / th, þá er jafnt og 2 / 0,68 = 2.914 m ³ við staðalaðstæður hana 2 kg magn af ^metani.

Einnig, í flóknari málum (þegar skilyrðin eru ekki staðall) til að reikna út massa og rúmmál, sem notaðar eru Mendeleyev-Clapeyron jöfnuna, sem hefur á forminu:

p * V = m / M * R * T, þar sem p - gasþrýstingur, V - rúmmál hans, m og M - massi og mólmassi, hver um sig, R - alhliða gas fasti jafnt og 8.314, T - hitastig í Kelvin.

Þetta gas bindi uppskrift framleiðir mat mjög nálægt verðmæti kjörgas, sem er til staðar eingöngu ímyndaður og er notað til að óhlutbundin hugtök í að leysa vandamál í eðlisfræði og efnafræði. Það er líka hægt að reikna rúmmál jöfnunni Boyle, sem hefur formið:

V = p _n * V _n * T / p * T _n, þar sem vísitalan gildið N - eru gildi sem undir venjulegum staðlaðar aðstæður.

Við útreikning var mest nákvæmar og í samræmi við raunveruleikann, svo möguleiki að teljast, eins og þéttleika gasi. Formúlan fyrir útreikning á þessa breytu er enn moot lið. Ákvað að nota algengustu einfalt, það er:

Þ = m ₀ * n, þar sem m ₀ - mólmassi (kg) n - styrkleiki mældur I einingunni - 1 / m ^3.

Hins vegar, í sumum tilvikum er nauðsynlegt að nota aðra, flóknari og heill útreikninga með mörgum breytum til að framleiða nákvæmar og nær hugsjón niðurstöðu.