Prirodni gas: formula. Hemijska formula gasa. Sve vrste prirodnog gasa

Danas znamo širok spektar plinova. Neki od tih ljudi dobio laboratorijske metode hemikalija, neki su se formirali kao rezultat reakcije kao nusproizvoda. A šta plinova u prirodi? Glavni takvih plinova prirodnog, prirodnog porijekla su četiri:

• prirodnog plina, čija je formula CH _4;
• Azot, N _2;
• vodik, H _2;
• ugljen-dioksid, CO _2.

Naravno, postoje i neke druge - kisik, sumporovodik, amonijak, inertni plinovi, ugljen-monoksidom. Međutim, gore su od suštinskog značaja za ljude i koriste ih za različite svrhe, uključujući kao gorivo.

Što je prirodni plin?

Prirodni plin je poznat kao takav, što nam priroda daje. To je, sadržaj koji je u unutrašnjosti Zemlje je mnogo veći i više od iznosa koji se dobija u industriji kao rezultat kemijskih reakcija.

Poznatiji kao prirodni plin, metan, ali to nije istina. Ako pogledate na sastav plina frakcija, možemo vidjeti njegov sljedeći sastav komponenta:

• metan (96%);
• etan;
• propan;
• butan;
• vodik;
• ugljen-dioksid;
• dušika;
• hidrogen sulfid (mala, tragovima).

Dakle, čini se da je prirodni gas - mješavina nekoliko prirodno gasova.

Prirodni plin: Formula

Od kemijskih aspekta prirodnog plina je mješavina linearnih ugljikovodika jednostavne strukture - metana, etana, propana i butana. Međutim, s obzirom da je veći volumen svih metana, prihvaćena opšte formule prirodnog plina neposredno izraziti formulom metana. Dakle, ispada da hemijsku formulu prirodnog plina metan CH _4.

Preostale komponente imaju sljedeće empirijske formule iz hemije:

• etan - C ₂ H _6;
• propan - C ₃ H _8;
• butan - C ₄ H _10;
• ugljen-dioksida - CO _2;
• azot - N _2;
• H - H _2;
• hidrogen sulfid - H ₂ S.

Mješavina tih supstanci je prirodni plin. Njegov glavni Formula metana spoj pokazuje da je sadržaj ugljenika tome je vrlo mala. To utiče na njegova fizička svojstva, kao što je mogućnost da se spali bezbojna, potpuno se dimi. Dok ostali članovi njegove homolognih serije (serija zasićeni ugljikovodici ili alkani) pri izgaranju da formira crne smoky plamen.

Biti u prirodi

U prirodi, taj gas se nalazi duboko pod zemljom, debele i guste slojeve sedimentnih stijena. Postoje dvije glavne teorije o porijeklu prirodnog gasa u prirodi.

1. Teorije tektonskih pokreta stijena. Zagovornici ove teorije smatraju da je ugljikovodici koji se nalaze u utrobi zemlje i uvijek podiže kao rezultat tektonskih pokreta i rezove. Na vrhu visokog pritiska i promjene temperature ih kao rezultat kemijskih reakcija u dva prirodna minerala - nafte i gasa.
2. Biogeni teorija predlaže još jedan način na koji se formira prirodni plin. Formula odražava kvalitativni sastav - ugljenika i vodonika, što ukazuje na to da njeno formiranje uzeo žive organskih bića čija su tijela prisustvovali uglavnom izgrađena od ovih elemenata, kao i sva živa bića na ovoj planeti da postoji do današnjeg dana. Vremenom, ostaci mrtvih biljaka i životinja potonuo ispod okeana, gdje nije bilo ni kisika, ni bakterije mogu raspadaju i reciklirati organske tvari. Kao rezultat anaerobne raspadanja biomase je došlo, i tokom miliona godina, izvor dva minerala - nafte i gasa. Tako osnovu oba isti - to ugljikovodici , a dijelom niske supstanci molekularne težine. Hemijska formula gasa i nafte je dokaz. Međutim, kada su izloženi različitim uslovima i različitih proizvoda formiraju se: visok tlak i temperatura - gas, niska - ulja.

Danas je glavna područja i prirodnih rezervata gasa imaju zemlje kao što su Rusija, SAD, Kanada, Iran, Norveška i Nizozemska.

U skladu sa svojim agregatno stanje prirodnog gasa ne može uvijek biti sadržana samo u državi gasa. Postoji nekoliko opcija za kondenzaciju:

1. Plina otopljenog u molekule ulja.
2. Plina otopljenog u molekule vode.
3. Gas hidrati čine solidnu.
4. Pod normalnim uvjetima - plinovitih smjesa.

Svaka od tih država ima svoje polje, te je vrlo vrijedan za ljude.

Dobijanje u laboratoriji i industriji

Osim proizvodnje mjestima prirodnog gasa, postoji niz načina da ga u laboratoriju. Ove metode, međutim, sigurno će se koristiti samo za manjim serijama proizvoda, budući da je trošak prirodnog plina provesti u laboratoriju sinteza nije isplativo.

Laboratorijske metode:

1. Hidroliza niske molekularne mase - aluminij karbida: AL ₄ C ₃ + 12H ₂ O = 3CH ₄ + 4AL (OH) _3.
2. Natrijev acetat u prisustvu lužine: CH ₃ COOH + NaOH = CH ₄ + Na ₂ CO _3.
3. Od singasa: CO + 3H ₂ = CH ₄ + H ₂ O.
4. Od jednostavnih materija - ugljenika i vodonika - na povišenoj temperaturi i pritisku.

Hemijsku formulu metana formula prirodnog gasa ogleda, tako da se sve reakcije karakteristične za alkana, karakteriše za dati gas.

Industrija proizvela ekstrakcije metana iz prirodnih depozita i dalju obradu frakcija. Također, gas proizvod je potrebno potrebe čišćenja. Nakon prirodni plin metan Formula pokazuje samo dio komponenti koje ona sadrži. Za upotrebu u domaćinstvu je potrebna čista plina koja ne sadrži, osim metana supstanci. Odvojivi etan, propan, butan i drugih gasova su također u širokoj upotrebi.

fizičke osobine

plin jednadžba daje ideju o tome šta fizičkih kvaliteta mora da poseduje. Razmislite o kakvim karakteristika.

1. Bezbojna čvrsta, bez mirisa.
2. Približna gustoća varira između 0,7-1 kg / m ^3.
3. Temperatura sagorijevanja od 650 ⁰ C.
4. Skoro dva puta lakši od vazduha.
5. Toplota oslobađa sagorijevanjem jedan kubni metar plina, što je jednako 46 miliona džula.
6. U većim koncentracijama (preko 15%) u plin klima je vrlo eksplozivan.
7. Kada se koristi kao eksponati gorivo oktanski broj jednak 130.

Čistog gasa se dobiti samo nakon prolaska kroz poseban postrojenja za prečišćavanje (biljke), koje su podignute na mjestu ekstrakcije fosilnih.

aplikacija

Postoji nekoliko osnovnih područja korištenje prirodnog plina. Nakon toga na njegove glavne komponente, gas koji formule CH ₄ koristiti i sve ostale sastojke.

1. potrošača sfera života. Ovdje se odnosi na plin za kuhanje, grijanje stambenih objekata, gorivo za kotlove i tako dalje. Plin se koristi za kuhanje, dodati posebne supstance koje pripadaju grupi merkaptana. To je učinjeno kako bi se osiguralo da u slučaju curenja plina cijevi ili drugih propusta da ljudi mogu namirisati i akciju. Domaći smjesa plinova (koja je mješavina propana i butana) je izuzetno eksplozivan u većim koncentracijama. Merkaptana i napraviti konkretne i neprijatan miris prirodnog plina. Formula se sastoji od elemenata kao što su sumpor i fosfor, što im daje specifičnost.

2. Hemijska proizvodnja. U ovom području, jedan od glavnih polazne materijale za mnoge važne reakcije proizvodnju spojeva je prirodni plin, formula koja pokazuje sinteze u kojima se mogu uključiti:

• osnova u proizvodnji plastike, koji su najčešći moderni materijal za gotovo sva područja industrije;
• sirovina u sintezi etinil, hidrogen cijanid i amonijaka. Sami ovi proizvodi u budućnosti idu u proizvodnji mnogih sintetičkih vlakana i tkanina, gnojiva i izolaciju u građevinarstvu;
• gume, metanol, organske kiseline - formirane su od metana i drugih supstanci. Koriste se u gotovo svim područjima ljudskog života;
• polietilen i mnogih drugih spojeva sintetičke prirode dobio zahvalivši metana.

3. Koristi se kao gorivo. Osim toga, za bilo koju vrstu ljudske aktivnosti, u rasponu od popunjavanja odgovarajuću vrstu lampe i termoelektrana. Ova vrsta goriva se smatra ekološki ispravan i odgovarajući i da u pozadini svih alternativnih metoda. Međutim, izgaranje metana da se formira ugljičnog dioksida kao i svaki drugi organski materijal. I on je poznat kao uzrok Zemljine efekat staklene bašte. Prema tome, ljudi bi trebali pronaći posao još čist i kvalitetan izvor toplotne energije.

To je sve osnovnih izvora koji koriste prirodni plin. Formula njega, ako uzmete sve složene komponente, pokazuje da je gotovo obnovljivi izvor energije, jedini put kada treba da mnogo rade. Naša zemlja s rezervama prirodnog plina su izuzetno sretni jer je količina tih prirodnih resursa će trajati stotinama godina, a ne samo Rusija, ali i mnoge druge zemlje kroz izvoz.

azot

To je dio prirodnog nalazišta nafte i plina. Osim toga, plin zauzima veliki dio volumena u zraku (78%) i javlja se u obliku prirodnih spojeva u litosfere nitrata.

Kao jednostavan supstanca praktično koriste živih organizama azota. Formula je oblika ₂ N, ili, u smislu hemijskih veza, N≡N. Prisustvo ovako jaka veza ukazuje na visoku stabilnost i kemijske inertnosti molekula pod normalnim uvjetima. To je ono što objašnjava mogućnost postojanja velike količine ovog plina u slobodnom obliku u atmosferi.

Na jednostavan supstanca sposobna fiksnih azota posebno organizama - rhizobia. Oni su potom obrađuju u više prikladan oblik za postrojenje za gas i na taj način nose mineralna ishrana korijena biljaka sistema.

Postoji nekoliko osnovnih sastojaka, u obliku koji postoji u azot prirodi. Formulu sljedeće:

• oksida - NO _2, N ₂ O, N ₂ O _5;
• kiselina - azot i azot-HNO ₂ HNO ₃ (iz munja ispuštanja iz oksida u zraku);
• nitrat - đ _{3 Nano 3,} i tako dalje.

Čovjek azot se koristi ne samo kao plin, ali u tečnom stanju. Ona ima sposobnost da postane tečnost na temperaturi ispod -170 ⁰ C, što ga čini pogodnim za zamrzavanje biljnog i životinjskog tkiva, mnogim materijalima. To je razlog zašto je raširena upotreba tečnog azota je u medicini.

Također azota je osnova za dobivanje jednog od svojih glavnih veza - amonijak. Proizvodnja tonaža supstance, kao što je naširoko koristi u domaćinstvu i industriji (priprema gume, boje, plastike, sintetičkih vlakana, organske kiseline, proizvodnja boja, eksploziva i tako dalje).

ugljen-dioksida

Koja je formula supstance? Ugljični dioksid se piše kao CO _2. Kovalentna veza u molekulu slabo polarni, dual čvrste kemijske snaga između ugljika i kisika. To ukazuje na stabilnost i inertnost molekula pod normalnim uvjetima. Ovu činjenicu potvrđuje postojanje slobodnog ugljičnog dioksida u atmosferi.

Ovaj materijal je komponenta prirodnog plina i nafte, kao i akumulira u gornjim slojevima atmosfere planete, što uzrokuje tzv efekat staklene bašte.

Ogromna količina ugljičnog dioksida formira tokom sagorijevanja bilo koje vrste organskih goriva. Da li ugalj, drva, plin ili druga goriva, potpuno izgaranje dovodi do formiranja vode i tvari.

Dakle, ispostavilo se da je njegova akumulacija u atmosferi je neizbježan. Dakle, važan zadatak modernog društva je potraga za alternativnim, koja minimizira staklene goriva efekt.

vodonik

Još jedan uspon spoj javljaju u sastavu prirodnih minerala - je vodik. Gas čija konfiguracija - H _2. Najlakši od svih poznatih stvari danas.

Zahvaljujući svojim posebnim svojstvima u periodičnom sistemu zauzima dva mjesta - između alkalni metali i halogeni. Ima jedan elektron je sposoban dajući joj kao (metalik svojstva, restauracije) i prihvatiti (nemetalnih svojstva oksidacije).

Glavna oblast upotrebu - je ekološki gorivo, za koje istraživači vide budućnost. razloga:

• neograničen broj akcija ovog gasa;
• formiranje kao rezultat sagorijevanja je samo voda.

Međutim, kompletan razvoj tehnologije vodika kao izvor energije treba da se poprave i dalje puno nijansi.

Formule za izračunavanje mase, gustoće i volumena plinova

U fizike i hemije nanesite nekoliko osnovnih načina za podmirenje plina. Na primjer, ako je jedan od najvažnijih parametara, kao što su mase plina, za obračun formula je:

m = V * þ, pri čemu þ - je gustoća materije i V - jačinu zvuka.

Na primjer, ako nam treba izračunati masu prirodnog volumena plina od 1 kubni metar pod normalnim uvjetima, onda ćemo uzeti srednju vrijednost standarda svoje gustoće u referentnom materijalu. To će biti jednak 0,68 kg / m ^3. Sada kada znamo obim i gustoća gasa, za izračun formula je sasvim u skladu sa zahtjevima. zatim:

m (CH ₄₎ = 0,68 kg / m ³ * 1 ^m3 = 0,68 kg, što smanjuje kubnih metara.

volumena plina formula, za razliku od, sastoji se od indikatora mase i gustoće. To je, možemo izraziti vrijednost konfiguracije gore:

V = m / th, a zatim u standardnim uvjetima od 2 kg količina metana je jednaka 2 / 0,68 = 2.914 m ^3.

Također, u složenijim slučajevima (kada su uslovi nestandardne) za izračunavanje mase i zapremine gasova koristi Mendeljejeva-Clapeyron jednadžba, koja ima oblik:

p * V = m / M * R * T, gdje je p - tlak plina, V - jačinu zvuka, mi M - masa i molarna masa, odnosno, R - univerzalna plinska konstanta jednaka 8.314, T - temperatura u Kelvinima.

Ova knjiga gas formula daje procjene vrlo blizu vrijednosti idealnog plina, koji postoji čisto hipotetički i koristi se za apstraktne pojmove u rješavanju problema u fizici i hemije. Također je moguće izračunati volumen jednadžbe Boyle, koja ima oblik:

V = p _n * V _n * T / P * T _n, gdje je vrijednost indeksa n - su vrijednosti u normalnim uvjetima standarda.

Na obračun bio najprecizniji i u skladu sa stvarnošću, takvu opciju da se smatra, kao gustina gasa. Formula za izračunavanje ovog parametra je još uvijek sporno. Odlučila da koristi najčešće jednostavna, i to:

þ = m ₀ * n, gdje je m ₀ - molekulske mase (kg) n - koncentracija jedinica - 1 / m ^3.

Međutim, u nekim slučajevima potrebno je koristiti i druge, složenije i potpune kalkulacije sa više varijabli za izradu preciznih i bliže idealan rezultat.