Maakaasun kaava. Kemiallinen kaava kaasua. Kaikki tyypit maakaasun

Tänään tiedämme erilaisia kaasuja. Jotkut näistä ihmisistä saivat laboratoriomenetelmiä kemikaaleja, jotkut muodostunut itsensä seurauksena reaktioiden sivutuotteina. Ja mitä kaasuja luonnossa? Tärkein näitä kaasuja luonnollista, luonnollista alkuperää on neljä:

• maakaasu, jonka kaava on CH _4;
• Typen, _N2;
• vety, H _2;
• hiilidioksidi, CO _2.

Tietenkin on olemassa joitakin muita - happi, rikkivetyä, ammoniakkia, inerttejä kaasuja, hiilimonoksidia. Kuitenkin edellä ovat pääasiassa tärkeitä ihmisiä ja käyttää niitä eri tarkoituksiin, kuten polttoaineena.

Mikä on maakaasu?

Maakaasu on sinänsä tunnettua, jota luonto antaa meille. Eli jonka sisältö sisätilojen maapallo on paljon suurempi, ja enemmän kuin määrä, joka saadaan alan seurauksena kemiallisia reaktioita.

Yleisesti tunnettu maakaasu, metaani, mutta tämä ei ole totta. Jos tarkastellaan koostumusta kaasufraktioiden, voimme nähdä hänen seuraava komponentti koostumus:

• metaani (96%);
• etaani;
• propaani;
• butaani;
• vety;
• hiilidioksidi;
• typpi;
• rikkivetyä (pieni, vähäisiä määriä).

Siten näyttää siltä, että maakaasu - sekoitus useita luonnossa esiintyviä kaasuja.

Maakaasu: Kaava

Kemiallisesta näkökulmasta maakaasu on seos, jossa lineaarisen hiilivetyjen yksinkertainen rakenne - metaani, etaani, propaani ja butaani. Kuitenkin, koska suurempi määrä kaikkien metaanin, hyväksytty yleinen kaava maakaasun suoraan näihin kaava metaania. Näin ollen käy ilmi, että kemiallinen kaava maakaasun metaanin CH _4.

Jäljellä olevat osat on seuraava empiirinen kaava kemian:

• etaani - C ₂ H _6;
• propaani - C _{3H 8;}
• butaani - C _{4H 10;}
• hiilidioksidi - CO _2;
• typpi - N _2;
• H - H _2;
• rikkivetyä - _H2S

Seosta, jossa tällaisia aineita on maakaasu. Sen tärkein kaavan metaanin yhdiste osoittaa, että hiili-pitoisuus on hyvin pieni. Tämä vaikuttaa sen fysikaalisiin ominaisuuksiin, kuten kyky polttaa väritön, täysin polta kohta. Kun taas muut jäsenet sen homologisen sarjan (sarja tyydyttyneitä hiilivetyjä tai alkaanit) palamisen aikana, jolloin muodostuu musta savuinen liekki.

Koska luonnossa

Luonnossa tämä kaasu löytyy syvällä maan, paksu ja tiheä kerrokset Sedimenttikivelle. On olemassa kaksi pääasiallista teorioita alkuperästä maakaasun luonnossa.

1. Teoria maankuoren liikkeitä kiviä. Kannattajat tämän teorian mielestä hiilivedyt sisältämät uumenissa ja on aina nostettu seurauksena maankuoren liikkeiden ja leikkaukset ylös. Yläosassa korkean paineen ja lämpötilan muutoksia tehdä niistä seurauksena kemiallisia reaktioita kaksi luonnon mineraaleja - öljyn ja kaasun.
2. Biogeenisten teoria viittaa siihen, toinen menetelmä, jossa maakaasu on muodostettu. Kaavan heijastaa sen laadullinen koostumus - hiiltä ja vetyä, mikä viittaa siihen, että sen perustaminen vei eläviä orgaanisia olentoja, joiden ruumiit on enimmäkseen rakennettu näitä elementtejä, kuten kaikki elollinen tällä planeetalla, joka on olemassa tänäkin päivänä. Ajan jäännökset kuolleita kasveja ja eläimiä upposi alla meren pohjassa, jossa ei ollut happea eikä bakteerit voivat hajota ja kierrättää orgaanista ainesta. Seurauksena anaerobisen hajoamisen biomassan on tapahtunut, ja miljoonien vuosien, lähde kahden mineraalien - öljyn ja kaasun. Siten perusteella sekä saman - se hiilivedyistä ja osittain alhaisen molekyylipainon omaavia aineita. Kemiallinen kaava kaasun ja öljyn todistaa sen. Kuitenkin, kun se altistetaan eri olosuhteissa ja eri tuotteet on muodostettu: korkea paine ja lämpötila - kaasu, matalan - öljy.

Tänään, pääasialliset alat ja maakaasuvarat ovat maissa, kuten Venäjä, Yhdysvallat, Kanada, Iran, Norjassa ja Hollannissa.

Mukaan sen olomuodon maakaasun ei aina voida sisälsi ainoastaan kaasun tilassa. On olemassa useita vaihtoehtoja, että kosteus:

1. Liuennut kaasu öljy molekyylejä.
2. Liuennut kaasu vesimolekyylejä.
3. Kaasuhydraatteja muodostavat vankan.
4. Normaaliolosuhteissa - kaasumaisia yhdisteitä.

Kukin näistä valtioista on omalla alallaan, ja on erittäin arvokas ihmisille.

Getting laboratoriossa ja teollisuudessa

Lisäksi maakaasun tuotantoon paikoissa, on olemassa useita tapoja saada se laboratoriossa. Nämä menetelmät ovat kuitenkin varmasti käyttää vain pienemmissä erissä tuotteen, koska maakaasukustannusten toteuttaa laboratoriossa synteesi ei ole kannattavaa.

Laboratoriomenetelmiä:

1. Hydrolyysi alhaisen molekyylipainon yhdisteitä, - alumiinikarbidi: AL ₄ C ₃ + 12H _2O = 3CH ₄ + 4AL (OH) _3.
2. Natriumasetaattia emäksen läsnä ollessa: _CH3COOH + NaOH = CH ₄ + Na _{2CO 3.}
3. Synteesikaasusta: CO + 3H ₂ = CH ₄ + H _2O
4. Yksinkertaisista aineista - hiilen ja vedyn - korotetussa lämpötilassa ja paineessa.

Kemiallinen kaava maakaasun metaani kaavan näkyy, niin että kaikki reaktiot ominaisuus alkaaneja, tunnettu siitä tietyn kaasun.

Alan metaania uuttamalla luonnon talletukset ja jatkokäsittelyyn fraktioita. Myös tuotekaasu tarvitaan on puhdistettava. Jälkeen maakaasu metaani kaava esittää vain osa komponenteista, että se sisältää. Kotitalouskäyttöön tarvitsee puhtaan kaasun, joka ei sisällä muita aineita kuin metaania. Irrotettava etaania, propaania, butaania ja muut kaasut ovat myös yleisesti käytössä.

fysikaaliset ominaisuudet

kaasu yhtälö antaa käsityksen siitä, mitä fyysisiä ominaisuuksia hänen on oltava. Mieti millainen ominaisuuksia.

1. Väritön kiinteä, hajuton.
2. Arvioitu tiheys vaihtelee välillä 0,7-1 kg / m ^3.
3. Palamislämpötila 650 ⁰ C.
4. Lähes kaksi kertaa kevyempää kuin ilma.
5. Lämpö vapautuu palamisen yksi kuutiometri kaasua, joka vastaa 46000000 joulea.
6. Korkeampina pitoisuuksina (yli 15%) ilmassa kaasu on hyvin räjähtävä.
7. Kun sitä käytetään polttoaineena esittelee oktaaniluvun yhtä suuri kuin 130.

Puhdas kaasu saadaan vasta johtamalla se erityinen käsittelylaitoksia (kasvit), johon on asennettu paikan päällä fossiilisten uuttamalla.

hakemus

On olemassa useita pääaluetta maakaasun käyttöä. Sen jälkeen, kun lisäksi sen tärkein osa, kaasu, joka on kaava CH ₄ käytetään ja kaikkien muiden komponenttien seoksen.

1. Kuluttajien elämänpiiriin. Tässä se viittaa Kaasukeittimien, lämmitys asuinrakennusten, polttoaineen kattiloiden ja niin edelleen. Kaasua käytetään keittämiseen, lisätä erityisiä aineita ryhmään kuuluvien merkaptaanien. Tämä tehdään sen varmistamiseksi, että jos vuoto kaasuputkien tai muiden raukeaa, että ihmiset voivat haistaa sitä ja ryhtyä toimiin. Kotimaan kaasuseos (joka on propaanin ja butaanin) on erittäin räjähdysaltis suurempina pitoisuuksina. Merkaptaanit myös erityisiä ja epämiellyttävä haju maakaasua. Kaava käsittää elementtejä, kuten rikkiä ja fosforia, mikä tekee niistä spesifisyyttä.

2. Kemialliset tuotteet. Tällä alueella, yksi tärkeimmistä lähtöaineita monia tärkeitä reaktioita yhdisteiden valmistamiseksi on maakaasu, jolla on kaava joka osoittaa synteesit, jossa se voi olla mukana:

• pohjalta muovien, jotka ovat yleisimpiä moderni materiaali käytännöllisesti katsoen kaikilla teollisuuden;
• raaka-aineiden synteesin etynyyli, syaanivetyä ja ammoniakki. Sami näitä tuotteita tulevaisuudessa mennä tuotannon monien synteettisten kuitujen ja kankaiden, lannoitteiden ja eristys rakentamiseen;
• kumi, metanoli, orgaaniset hapot - muodostetaan metaania ja muita aineita. Käytetään lähes kaikilla inhimillisen elämän;
• polyeteeni ja monet muut yhdisteet synteettiset luonne sai kiitti metaania.

3. Käyttö polttoaineena. Lisäksi, mitä tahansa ihmisen toiminnan, jotka vaihtelevat täyttämällä sopiva tyyppi pöytävalaisimien ja lämpövoimaloissa. Tämän tyyppinen polttoaine pidetään ekologisesti oikea ja sopiva tausta kaikkien vaihtoehtoisia menetelmiä. Kuitenkin, palaminen metaanin hiilidioksidiksi kuin mitä tahansa muuta orgaanista materiaalia. Ja hänen tiedetään olevan syynä maapallon kasvihuoneilmiöön. Siksi ihmiset pitäisi löytää työstä vieläkin puhtaita ja laadukkaita termistä energiaa.

Siinä kaikki perus lähteitä, jotka käyttävät maakaasua. Kaava hänet, jos otat kaikki monimutkaisia osia, osoittaa, että se on melkein uusiutuva luonnonvara, ainoa kerta kun täytyy tehdä kovasti. Maamme maakaasuvarat ovat erittäin onnekas, koska sen määrä luonnonvaroja kestää satoja vuosia, ei vain Venäjällä, vaan monissa muissa maissa viennin kautta.

typpi

Se on osa luonnollista öljyn ja kaasun talletukset. Lisäksi kaasu vie suuren osan tilavuus, ilmassa (78%) ja sitä esiintyy muodossa luonnollisten yhdisteiden maankuoren nitraatti.

Yksinkertaisena ainetta käytännössä käytetään eliöille typellä. Kaava on muotoa ₂ N, tai, mitä kemiallisia sidoksia, N≡N. Läsnäolo niin vahva yhteys osoittaa korkea stabiliteetti ja kemiallinen inerttisyyden molekyylien normaaleissa olosuhteissa. Tämä on mitä selittää mahdollisuutta, että huomattava määrä tätä kaasua vapaassa muodossa ilmakehässä.

Yksinkertainen ainetta, joka kykenee kiinteän typen kulloistenkin organismien - rhizobia. Ne käsitellään sitten sopivampi muoto kaasun kasvi- ja siten kuljettaa kivennäisruokinnan kasvien juuriston.

On olemassa useita emäksisiä yhdisteitä, muodossa, joka esiintyy luonnossa typpeä. Kaava seuraavasti:

• oksidit - NO _2, N ₂ O, N _{2 O-5;}
• happo - typpioksiduuli ja typpihappo HNO ₂ HNO ₃ (valmistaja salama päästöistä oksidien ilmassa);
• nitraatti - KNO _3, nano- _3, ja niin edelleen.

Mies typpeä käytetään ei ainoastaan kaasua, mutta nestemäisessä tilassa. Se on kyky tulla nesteen lämpötila on alle -170 ⁰ ° C, mikä tekee siitä sopivan jäätymisen kasvi- ja eläinkudoksista, monia materiaaleja. Siksi laaja käyttö nestemäisen typen on lääketieteessä.

Myös typpi on perusta saamiseksi yksi sen tärkeimmistä yhteydet - ammoniakki. Tuotanto vetoisuus aineen, kuten sitä käytetään laajalti kotitalouksien ja teollisuuden (valmistus kumit, väriaineet, muovit, synteettisiä kuituja, orgaanisia happoja, maalituotanto, räjähteiden ja niin edelleen).

hiilidioksidi

Mikä on kaava aineen? Hiilidioksidi on kirjoitettu CO _2. Kovalenttisen sidoksen molekyylin heikosti polaarinen, kaksi kiinteä kemikaali väliset voimat hiilen ja hapen. Tämä osoittaa, vakautta ja inerttisyyden molekyylin normaaleissa olosuhteissa. Tämä seikka on vahvistettu olemassaolo vapaan hiilidioksidin ilmakehässä.

Tämä materiaali on osa maakaasun ja öljyn, ja kertyy myös ylemmässä ilmakehässä planeetan, mikä aiheuttaa ns kasvihuoneilmiötä.

Suuri määrä hiilidioksidia muodostuu palamisen aikana tahansa orgaanista polttoainetta. Onko hiilen, puun, kaasua tai muuta polttoainetta, täydellinen palaminen jolloin muodostuu vettä ja aineen.

Siten käy ilmi, että sen kerääntyminen ilmakehässä on väistämätöntä. Siksi tärkeä tehtävä nykyaikaisen yhteiskunnan on etsiä vaihtoehtoista, mikä minimoi polttoaineen kasvihuoneilmiötä.

vety

Toinen kiivetä yhdiste esiintyy koostumuksessa luonnon mineraaleja - on vety. Kaasu, jonka kaava - _H2. Helpoin kaikista tunnetuista asiasta tänään.

Kiitos sen erityisiä ominaisuuksia on jaksollisen järjestelmän pinta-ala on kaksi asentoa - joukossa alkalimetallien ja halogeenit. Jossa on yksi elektroni kykenee antamaan sitä (metallinen ominaisuudet, palauttaminen) ja hyväksytään (ei-metalliset ominaisuudet, hapetus).

Tärkein alue käyttö - on ympäristöystävällinen polttoaine, jolle tutkijat nähdä tulevaisuuteen. syistä:

• rajattomasti kantojen tämän kaasun;
• muodostus palamisen tuloksena on vain vettä.

Kuitenkin täydellinen teknologian kehittämistä vetyä energialähteenä on parannettava vielä monia vivahteita.

Laskentakaavat massa, tiheys, ja tilavuus kaasujen

Fysiikan ja kemian soveltaa muutamia perusasioita tapoja ratkaista kaasua. Esimerkiksi, jos se on yksi tärkeimmistä parametreista, kuten massa kaasua, laskentakaava on:

m = V * ×, jossa þ - on tiheys aineen ja V - sen tilavuus.

Esimerkiksi, jos täytyy laskea massan maakaasun tilavuus 1 kuutiometri normaaleissa olosuhteissa, niin otamme keskiarvon standardi sen tiheyden vertailumateriaali. Se on yhtä suuri kuin 0,68 kg / m ^3. Nyt kun tiedämme määrä ja kaasun tiheys, laskemiseksi kaavan on varsin täyttää. sitten:

m (CH ₄₎ = 0,68 kg / m ³ * 1 ^m3 = 0,68 kg, kuten vähentää kuutiometriä.

Kaava kaasun tilavuus, sitä vastoin koostuu massa ja tiheys indikaattoreita. Eli voimme ilmaista arvo kokoonpano edellä:

V = m / þ, sitten vakio-olosuhteissa 2 kg metaanin määrän on yhtä suuri kuin 2 / 0,68 = 2914 m ^3.

Myös monimutkaisemmissa tapauksissa (kun olosuhteet ovat ei-standardi) laskemiseksi massa ja tilavuus käytettäviä kaasuja Mendeleyev-Clapeyronin yhtälö, joka on muotoa:

p * V = m / M * R * T, missä p - kaasun paine, V - sen tilavuus, m ja M - massa ja moolimassa, vastaavasti, R - yleinen kaasuvakio yhtä suuri kuin 8,314, T - lämpötila Kelvin.

Tämän kaasun tilavuus on kaava tuottaa arvioiden hyvin lähellä arvoa ihanteellinen kaasun, joka on olemassa puhtaasti hypoteettinen ja sitä käytetään abstrakteja käsitteitä ongelmien ratkaisemisessa fysiikkaa ja kemiaa. On myös mahdollista laskea tilavuuden yhtälön Boyle, joka on muotoa:

V = p _n * V _n * T / p * t _n, jossa indeksin arvo n - ovat arvoja normaaleissa vakio-olosuhteissa.

Laskemisen oli tarkin ja vastaa todellisuutta, tällaista vaihtoehtoa voidaan pitää, koska kaasun tiheys. Laskentakaava tämä parametri on edelleen kiistanalainen kysymys. Päätti käyttää yleisimpiä yksinkertainen, eli:

þ = m ₀ * n, jossa m _{on 0} - molekyylimassa (kg) n - pitoisuus yksikkö - 1 / m ^3.

Kuitenkin joissakin tapauksissa on tarpeen käyttää muita, monimutkaisempia ja täydellinen laskelmat useita muuttujia tuottaa tarkkoja ja lähempänä ihanteellinen tulos.