Gaz natural: formulă. Formula chimică a gazelor. Toate tipurile de gaze naturale

Astăzi știm o mare varietate de gaze. Unii dintre acești oameni au primit metode de laborator de substanțe chimice, unele se formează ca urmare a reacțiilor ca produse secundare. Și ce gazele sunt produse în natură? Principalele astfel de gaze naturale de origine, naturale sunt patru:

• gaze naturale, a cărui formulă de CH _4;
• Azot, N _2;
• hidrogen, _H2;
• dioxid de carbon, _CO2.

Desigur, există alte câteva - oxigen, hidrogen sulfurat, amoniac, gaze inerte, monoxid de carbon. Cu toate acestea, cele de mai sus sunt, în esență importante pentru oameni și să le utilizeze în diferite scopuri, inclusiv ca și combustibil.

Ce este gazul natural?

Gazul natural este cunoscut ca atare, care ne ofera natura. Adică, conținutul care, în interiorul Pământului este mult mai mare și mai mult decât suma care se obține în industrie, ca urmare a reacțiilor chimice.

În mod obișnuit, cunoscut sub numele de gaze naturale, metan, dar acest lucru nu este adevărat. Dacă te uiți la componența fracțiunilor de gaz, putem vedea componența sa componentă următoare:

• metan (96%);
• etan;
• propan;
• butan;
• hidrogen;
• dioxid de carbon;
• azot;
• hidrogen sulfurat (mici cantități infime).

Astfel, se pare că gazele naturale - un amestec de mai multe gaze de produse în mod natural.

Gaze naturale: Formula

Din punct chimic al gazelor naturale vedere este un amestec de hidrocarburi liniare structură simplă - metan, etan, propan și butan. Cu toate acestea, din moment ce un volum mai mare de toate metan, gazele naturale cu formula generală acceptată exprima în mod direct formula metan. Astfel, se pare că formula chimică de metan CH gaz natural _4.

Componentele rămase au următoarea formulă empirică în domeniul chimiei:

• etan - C ₂ H _6;
• propan - C ₃ H _8;
• butan - C ₄ H _10;
• dioxid de carbon - CO _2;
• azot - _N2;
• H - _H2;
• hidrogen sulfurat - H ₂ S.

Un amestec de astfel de substanțe este gazul natural. Principalul compus său Formula metan indică faptul că conținutul de carbon al acestuia este foarte mică. Aceasta afectează proprietățile fizice, cum ar fi capacitatea de a arde un incolor, fuma complet punct. În timp ce alți membri ai acesteia serii omoloage (serii de hidrocarburi saturate sau alcani) , în timpul arderii , pentru a forma flacara de fum negru.

Fiind în natură

În natură, acest gaz este găsit adânc în subteran, straturile groase si dense de roci sedimentare. Există două teorii principale ale originii gazelor naturale în natură.

1. Teoria mișcărilor tectonice roci. Susținătorii acestei teorii cred că hidrocarburile conținute în măruntaiele pământului și este întotdeauna ridicată, ca urmare a mișcărilor tectonice și croiește. În partea superioară a presiunii ridicate și schimbările de temperatură le face ca rezultat al reacțiilor chimice în cele două minerale naturale - petrol și gaze.
2. Teoria biogenă sugerează o altă metodă în care se formează gaze naturale. Formula reflectă compoziția calitativă - carbon și hidrogen, ceea ce sugerează că formarea sa a avut de viață ființe organice ale căror corpuri au participat în mare parte construite din aceste elemente, cum ar fi toate lucrurile vii de pe această planetă care există în ziua de azi. De-a lungul timpului, resturile de plante moarte și animale sa scufundat sub fundul oceanului, în cazul în care nu a existat nici oxigen, nici bacteriile se pot descompune și recicla materia organică. Ca urmare a cariilor anaerobă a biomasei a apărut și peste milioane de ani, o sursă de două minerale - petrol și gaze. Astfel , baza ambelor aceeași - se hidrocarburile și parțial de substanțe cu greutate moleculară mică. Formula chimică a gazului și uleiului se dovedește. Cu toate acestea, atunci când sunt expuse la diferite condiții și produse diferite sunt formate: o presiune și temperatură înaltă - gaz, low - ulei.

Astăzi, principalele domenii și rezervele de gaze naturale au țări precum Rusia, Statele Unite ale Americii, Canada, Iran, Norvegia și Țările de Jos.

În funcție de starea sa de agregare a gazelor naturale nu pot fi întotdeauna incluse doar în starea de gaz. Există mai multe opțiuni pentru condensarea:

1. Gazul dizolvat în moleculele de ulei.
2. Gaz dizolvat în moleculele de apă.
3. hidrati de gaz formează un solid.
4. În condiții normale - compus gazos.

Fiecare dintre aceste state are propriul domeniu, și este foarte valoros pentru oameni.

Noțiuni de bază în laborator și industria

În plus față de locurile de producție de gaze naturale, există o serie de moduri de a obține în laborator. Aceste metode, cu toate acestea, cu siguranță, vor fi folosite numai pentru loturi mai mici de produs, deoarece costul gazelor naturale pentru a pune în aplicare în sinteza de laborator nu este profitabil.

Metode de laborator:

1. Hidroliza compușilor moleculară mică - carbură de aluminiu: AL ₄ C ₃ + 12H ₂ O = 3CH ₄ + 4AL (OH) _3.
2. acetat de sodiu , în prezența alcaliilor: _CH3COOH + NaOH = CH ₄ + _{Na2 CO3.}
3. De la syngaz: CO + 3H ₂ = CH ₄ + H ₂ O.
4. Din substanțe simple - carbon și hidrogen - la temperatură și presiune ridicată.

Formula chimică a formula metan gaz natural reflectat, astfel încât toate reacțiile caracteristice alcanilor, caracterizate de un anumit gaz.

Industria a produs extracția metanului din zăcămintele naturale și prelucrarea ulterioară a fracțiunilor. De asemenea, gazul produs este nevoie de curățare necesar. După metan gaz natural formula prezintă doar o parte a componentelor pe care le conține. Pentru uz casnic are nevoie de gaz curat care nu conțin alte substanțe decât metanul. etan detasabila, propan, butan și alte gaze sunt, de asemenea, utilizate pe scară largă.

proprietățile fizice

ecuația de gaze dă o idee despre ce calități fizice trebuie să posede. Luați în considerare ce fel de caracteristici.

1. solid incolor, inodor.
2. Densitatea aproximativă variază între 0,7-1 kg / ^m3.
3. Temperatura de ardere de 650 ⁰ C.
4. Aproape de două ori mai ușoare decât aerul.
5. Căldura eliberată prin arderea unui metru cub de gaz, egală cu 46 de milioane de jouli.
6. La concentrații mai mari (peste 15%) în gazul de aer este foarte exploziv.
7. Când este utilizat ca cifră octanică exponatele de combustibil egal cu 130.

Gazul pur este obținut numai după trecerea printr-un stații de epurare a speciale (plante), care sunt ridicate pe locul extracției fosili.

cerere

Există mai multe domenii principale de utilizare a gazelor naturale. După adăugarea componentei sale principale, gazul care formula CH ₄ utilizat și toate celelalte componente ale amestecului.

1. sfera de consum a vieții. Aici se referă la un gătit cu gaz, încălzirea clădirilor rezidențiale, combustibil pentru cazane și așa mai departe. Gazul utilizat pentru gătit, se adaugă substanțe speciale care fac parte din grupul de mercaptani. Acest lucru se face pentru a se asigura că, în cazul unei scurgeri de conducte de gaz sau alte lipsuri pe care oamenii pot mirosi și să ia măsuri. amestec de gaz de uz casnic (care este un amestec de propan și butan) este extrem de exploziv în concentrații mai mari. Mercaptani face, de asemenea, miros specific și neplăcut al gazelor naturale. Formula cuprinde elemente precum sulf și fosfor, care le conferă o specificitate.

2. Produse chimice. În acest domeniu, una dintre principalele materii prime pentru multe reacții importante care produc compuși este gazul natural, formula care demonstrează sinteze în care poate fi implicat:

• bază în producția de materiale plastice, care sunt cele mai comune materiale moderne pentru practic toate domeniile industriei;
• materii prime în sinteza etinil, acid cianhidric și amoniac. Sami aceste produse în viitor, du-te la producția de multe fibre și țesături sintetice, îngrășăminte și izolație în construcții;
• cauciuc, metanol, acizi organici - sunt formate din metan și alte substanțe. Sunt utilizate în aproape toate domeniile vieții umane;
• polietilenă și mulți alți compuși de natură sintetică primit multumindu metan.

3. Utilizarea drept combustibil. Mai mult decât atât, pentru orice tip de activitate umană, de la umplerea tipul corespunzător de lămpi de masă și de la centralele termice. Acest tip de combustibil este considerat a fi ecologic corectă și adecvată fundalul tuturor metodelor alternative. Cu toate acestea, arderea gazului metan, pentru a forma dioxid de carbon ca și orice alt material organic. Și el este cunoscut a fi cauza efectului de seră al Pământului. Prin urmare, oamenii ar trebui să găsească sarcina chiar mai pură și sursă de înaltă calitate a energiei termice.

Asta-i toate sursele de bază care utilizează gaze naturale. Formula l, dacă luați toate componentele complexe, arată că este aproape o resursă regenerabilă, singura dată când trebuie să faci foarte mult. Țara noastră cu rezerve de gaze naturale sunt extrem de norocos, deoarece cantitatea de astfel de resurse naturale va dura timp de sute de ani, nu numai Rusia, dar multe alte țări, prin intermediul exportului.

azot

Face parte din zăcămintele de petrol și gaze naturale. În plus, gazul ocupă o mare parte din volumul în aer (78%) și are loc sub forma unor compuși naturali nitratul litosferă.

Ca o substanță simplă utilizată, practic, de către organismele vii de azot. Formula este de forma ₂ N, sau, în termeni de legături chimice, N≡N. Prezența unei astfel de legături puternice indică o stabilitate chimică și inertia ridicată a moleculelor în condiții normale. Aceasta este ceea ce explică posibilitatea existenței unei cantități mari de acest gaz sub formă liberă în atmosferă.

Într-o substanță simplă capabilă de azot fixe organisme particulare - rhizobia. Ele sunt apoi prelucrate într-o formă mai adecvată pentru instalația de gaz și astfel transporta nutriția minerală a sistemelor de rădăcină de plante.

Există mai mulți compuși bazici, sub forma care există în natură azot. Formula următoarele:

• oxizi - NO _2, N ₂ O, N ₂ O _5;
• Acid - azotos și azotic HNO _{2 HNO3} (produse de descărcările electrice din oxizi în aer);
• nitrat - KNO _3, NaNO _3, și așa mai departe.

azot Omul este folosit nu numai ca gaz, dar în stare lichidă. Acesta are capacitatea de a deveni lichid la temperaturi sub -170 ⁰ C, ceea ce îl face potrivit pentru congelare țesuturi vegetale și animale, multe materiale. Acesta este motivul pentru utilizarea pe scară largă a azotului lichid este în medicină.

De asemenea, azotul este o bază pentru obținerea unuia dintre principalele sale conexiuni - amoniac. tonajului producerea substanței, așa cum este utilizat pe scară largă în gospodărie și industrie (cauciuc preparare, coloranți, materiale plastice, fibre sintetice, acizi organici, producția de vopsea, explozivi și așa mai departe).

dioxid de carbon

Care este formula substanței? Dioxidul de carbon este scris ca CO _2. Legătură covalentă în molecula slab polare, forțe duale chimice solide între carbon și oxigen. Aceasta indică stabilitatea și inerției a moleculei în condiții normale. Acest fapt este confirmat de existența dioxidului de carbon liber în atmosferă.

Acest material este o componentă de gaze naturale și petrol, și de asemenea se acumulează în atmosfera superioară a planetei, determinând așa-numitul efect de seră.

Cantitatea mare de dioxid de carbon format în timpul arderii oricărui tip de combustibil organic. Indiferent de cărbune, lemn, gaz sau alt combustibil, arderea completă care rezultă în apă formarea și substanța.

Prin urmare, se pare că acumularea în atmosferă este inevitabilă. Prin urmare, o sarcină importantă a societății moderne este căutarea unei alternative, care minimizează efectul de seră combustibil.

hidrogen

Un alt compus urcare care apar în compoziția de minerale naturale - este hidrogen. Gas a cărui formulă - _H2. Cel mai simplu de corpuri cunoscute astăzi.

Datorită proprietăților sale speciale în sistemul periodic ocupă două poziții - printre metale alcaline și halogeni. Având un electron este capabil de a da-l ca (proprietăți metalice, restaurare) și să accepte (proprietăți nemetalice, oxidare).

Principalul domeniu de utilizare - este un combustibil ecologic, pentru care cercetatorii vedea viitorul. motive:

• număr nelimitat de stocuri acestui gaz;
• Formarea ca urmare a arderii este doar apă.

Cu toate acestea, dezvoltarea tehnologiei completă a hidrogenului ca sursă de energie trebuie să fie îmbunătățită în continuare mai multe nuanțe.

Formule pentru masa de calcul, densitatea și volumul gazelor

În fizică și chimie aplică câteva modalități de bază de soluționare a gazului. De exemplu, în cazul în care acesta este unul dintre cei mai importanți parametri, cum ar fi masa gazului, pentru formula de calcul este:

m = V * þ, în care þ - este densitatea unei substanțe și V - volumul său.

De exemplu, dacă trebuie să se calculeze masa volumului de gaze naturale de 1 metru cub în condiții normale, atunci vom lua valoarea medie a standardului densității sale în materialul de referință. Acesta va fi egală cu 0.68 kg / ^m3. Acum, că știm volumul și densitatea gazului, pentru calcularea formulei este destul respectă cerințele. apoi:

m (CH ₄₎ = 0,68 kg / m ³ * 1 ^m3 = 0,68 kg, ca de metri cubi redus.

volumul de gaz Formula, în contrast, este format din indicatorii de masă și densitate. Adică, putem exprima valoarea configurației de mai sus:

V = m / þ, apoi în condiții standard de 2 kg cantitate de metan este egal cu 2 / 0,68 = 2,914 m ^3.

De asemenea, în cazuri mai complexe (în cazul în care condițiile sunt non-standard) pentru calcularea masei și volumului de gaze utilizate ecuația Mendeleev-Clapeyron, care are forma:

p * V = m / M * R * T, unde p - presiunea gazului, V - volumul său, m și M - masa și masa molară, respectiv, R - gaz universal constant egal cu 8.314, T - temperatura în grade Kelvin.

Această formulă de volum de gaz produce estimări foarte apropiate de valoarea gazului ideal, care există pur ipotetică și este folosită pentru concepte abstracte în rezolvarea problemelor în fizică și chimie. De asemenea, este posibil să se calculeze volumul ecuației Boyle, care are forma:

V = p _n * V _n * T / p * T _n, unde valoarea indicelui n - sunt valori în condiții standard normale.

Pentru calculul a fost cea mai precisă și consecventă cu realitatea, o astfel de opțiune care trebuie luate în considerare, deoarece densitatea gazului. Formula de calcul a acestui parametru este încă un punct de discuție. A decis să utilizeze cele mai comune simplu, adică:

þ = m ₀ * n, unde m ₀ - unitate de concentrație - - masa moleculară (kg) n 1 / m ^3.

Cu toate acestea, în unele cazuri, este necesar să se utilizeze alte calcule, mai complexe și complete cu mai multe variabile pentru a produce exacte și mai aproape de rezultatul ideal.