Gas asli: formula. gas formula kimia. Semua jenis gas asli

Hari ini kita tahu pelbagai jenis gas. Sebahagian daripada orang menerima kaedah makmal bahan kimia, sesetengah membentuk diri mereka sebagai hasil tindak balas sebagai oleh-produk. Dan apa gas dihasilkan dalam alam semula jadi? Utama gas seperti semula jadi, asal semula jadi empat:

• gas asli, yang formula CH _4;
• Nitrogen, N _2;
• hidrogen, H _2;
• karbon dioksida, CO _2.

Sudah tentu, terdapat beberapa yang lain - oksigen, hidrogen sulfida, ammonia, gas lengai, karbon monoksida. Walau bagaimanapun, di atas pada dasarnya penting untuk rakyat dan menggunakan mereka untuk tujuan yang berbeza, termasuk sebagai bahan api.

Apa yang gas asli?

gas semula jadi yang dikenali sebagai itu, yang bersifat memberikan kita. Iaitu, yang kandungannya di kawasan pedalaman di Bumi adalah lebih tinggi dan lebih daripada jumlah yang diperolehi dalam industri sebagai hasil tindak balas kimia.

Yang dikenali sebagai gas asli, metana, tetapi ini adalah tidak benar. Jika anda melihat komposisi pecahan gas, kita dapat melihat komposisi komponen seterusnya:

• metana (96%);
• etana;
• propana;
• butana;
• hidrogen;
• karbon dioksida;
• nitrogen;
• hidrogen sulfida (kecil, jumlah kesan).

Oleh itu, ternyata bahawa gas asli - campuran beberapa gas yang berlaku secara semula jadi.

Gas asli: Formula

Dari sudut kimia pandangan gas asli adalah campuran hidrokarbon linear struktur yang mudah - metana, etana, propana dan butana. Walau bagaimanapun, kerana jumlah yang lebih besar daripada semua metana, formula umum gas asli yang diterima secara langsung menyatakan formula metana. Oleh itu, ternyata bahawa formula kimia gas asli metana CH _4.

Komponen yang masih mempunyai formula empirik berikut dalam kimia:

• etana - C ₂ H _6;
• propana - C ₃ H _8;
• butane - C ₄ H _10;
• karbon dioksida - CO _2;
• nitrogen - N _2;
• H - H _2;
• hidrogen sulfida - H ₂ S.

Campuran bahan-bahan tersebut ialah gas asli. kompaun Formula metana utamanya menunjukkan bahawa kandungan karbon itu adalah sangat kecil. Ini memberi kesan kepada sifat-sifat fizikal, seperti keupayaan untuk membakar yang tidak berwarna, benar-benar perokok mata. Walaupun ahli-ahli yang siri homolog (siri tepu hidrokarbon atau alkana) semasa pembakaran untuk membentuk api berasap hitam.

Berada dalam alam semula jadi

Secara semula jadi, gas ini didapati jauh di bawah tanah, lapisan tebal dan padat batu enapan. Terdapat dua teori utama tentang asal-usul gas semula jadi dalam alam semula jadi.

1. Teori pergerakan tektonik menghayun. Penyokong teori ini percaya bahawa hidrokarbon yang terkandung dalam perut bumi dan sentiasa dibangkitkan akibat daripada pergerakan tektonik dan luka up. Di bahagian atas tekanan yang tinggi dan perubahan suhu menjadikan mereka sebagai hasil tindak balas kimia dalam dua mineral semulajadi - minyak dan gas.
2. teori biogenik mencadangkan satu lagi kaedah di mana gas asli terbentuk. formula mencermin komposisi kualitatif - karbon dan hidrogen, yang menunjukkan bahawa penubuhannya mengambil hidupan organik yang badan telah menghadiri kebanyakannya dibina daripada elemen-elemen ini, seperti semua benda hidup di planet ini yang wujud hingga ke hari ini. Lama kelamaan, sisa tumbuhan dan haiwan mati tenggelam di bawah dasar laut, di mana terdapat tidak oksigen atau bakteria boleh mengurai dan mengitar semula bahan organik. Akibat pereputan anaerobik biojisim telah berlaku, dan lebih berjuta-juta tahun, sumber dua mineral - minyak dan gas. Oleh itu dasar kedua-dua yang sama - ia hidrokarbon dan sebahagian bahan-bahan berat molekul yang rendah. Formula kimia gas dan minyak membuktikan ia. Walau bagaimanapun, apabila terdedah kepada keadaan yang berbeza dan produk yang berbeza terbentuk: tekanan tinggi dan suhu - gas, rendah - minyak.

Hari ini, bidang utama dan rizab gas asli mempunyai negara-negara seperti Rusia, Amerika Syarikat, Kanada, Iran, Norway dan Belanda.

Mengikut negeri pengagregatan gas asli tidak selalunya boleh terkandung hanya dalam keadaan gas. Terdapat beberapa pilihan untuk pemeluwapan:

1. gas yang larut di dalam molekul minyak.
2. Gas terlarut dalam molekul air.
3. gas hidrat membentuk pepejal.
4. Dalam keadaan normal - sebatian gas.

Setiap satu daripada negeri-negeri ini mempunyai bidang sendiri, dan sangat berharga kepada manusia.

Mendapatkan di makmal dan industri

Di samping itu ke tempat-tempat pengeluaran gas asli, terdapat beberapa cara untuk mendapatkannya di makmal. Kaedah-kaedah ini, bagaimanapun, akan pasti digunakan hanya bagi kelompok yang lebih kecil daripada produk, kerana kos gas asli untuk melaksanakan dalam sintesis makmal tidak menguntungkan.

kaedah makmal:

1. Hidrolisis rendah sebatian molekul - aluminium karbida: AL ₄ C ₃ + 12H ₂ O = 3CH ₄ + 4AL (OH) _3.
2. Natrium asetat di hadapan alkali: CH ₃ COOH + NaOH = CH ₄ + Na ₂ CO _3.
3. Dari syngas: CO + 3H ₂ = CH ₄ + H ₂ O.
4. Dari bahan-bahan mudah - karbon dan hidrogen - pada suhu dan tekanan tinggi.

Formula kimia gas asli formula metana mencerminkan, supaya semua reaksi ciri alkana, ciri-ciri bagi gas yang diberikan.

industri yang dihasilkan pengekstrakan metana daripada deposit semula jadi dan pemprosesan lanjut pecahan. Juga, gas produk diperlukan keperluan pembersihan. Selepas metana gas asli formula menunjukkan hanya sebahagian daripada komponen yang terkandung di dalamnya. Untuk kegunaan isi rumah memerlukan gas bersih yang tidak mengandungi bahan-bahan lain daripada metana. etana boleh cerai, propana, butana dan gas lain juga digunakan secara meluas.

ciri-ciri fizikal

persamaan gas memberi idea apa kualiti fizikal dia mesti miliki. Mempertimbangkan apa jenis ciri-ciri.

1. Tidak berwarna pepejal, tidak berbau.
2. ketumpatan anggaran berbeza-beza antara 0,7-1 kg / m ^3.
3. Suhu pembakaran 650 ⁰ C.
4. Hampir dua kali lebih ringan daripada udara.
5. Haba yang dibebaskan oleh pembakaran satu meter padu gas, sama dengan 46 juta joule.
6. Pada kepekatan yang lebih tinggi (lebih 15%) dalam gas udara adalah sangat mudah meletup.
7. Apabila digunakan sebagai nombor oktana pameran bahan api sama dengan 130.

Gas tulen diperolehi hanya selepas menyalurkannya melalui loji rawatan khas (tumbuh-tumbuhan), yang didirikan di atas tapak pengekstrakan fosil.

permohonan

Terdapat beberapa kawasan utama penggunaan gas asli. Selepas selain daripada komponen utamanya, gas yang formula CH ₄ digunakan dan semua komponen lain campuran.

1. sfera Pengguna kehidupan. Di sini ia merujuk kepada gas memasak, pemanas bangunan kediaman, bahan api untuk dandang dan sebagainya. Gas digunakan untuk memasak, menambah bahan-bahan khas yang dipunyai oleh kumpulan merkaptan. Ini dilakukan untuk memastikan bahawa sekiranya berlaku kebocoran paip gas atau kesilapan lain yang kita boleh bau dan mengambil tindakan. campuran gas domestik (yang merupakan campuran propana dan butana) adalah amat mudah meletup di dalam kepekatan yang lebih tinggi. Merkaptan juga membuat bau tertentu dan tidak menyenangkan gas asli. Formula ini terdiri daripada unsur-unsur seperti sulfur dan fosforus, yang memberikan mereka kekhususan a.

2. pengeluaran Kimia. Dalam bidang ini, salah satu daripada bahan-bahan permulaan utama untuk banyak reaksi penting menghasilkan sebatian gas semula jadi, formula yang menunjukkan sintesis di mana ia boleh terlibat:

• asas dalam pengeluaran plastik, yang bahan moden yang paling biasa untuk hampir semua bidang industri;
• bahan-bahan mentah dalam sintesis ethynyl, sianida hidrogen dan ammonia. Sami produk-produk ini pada masa akan datang pergi ke pengeluaran banyak serat sintetik dan fabrik, baja dan penebatan dalam pembinaan;
• getah, metanol, asid organik - terbentuk daripada metana dan bahan-bahan lain. Digunakan dalam hampir semua bidang kehidupan manusia;
• polietilena dan banyak sebatian lain sifat sintetik menerima mengucapkan terima kasih kepada metana.

3. Gunakan sebagai bahan api. Selain itu, untuk apa-apa aktiviti manusia, yang terdiri daripada mengisi jenis yang sesuai lampu meja dan loji kuasa terma. bahan api jenis ini dianggap sebagai ekologi betul dan sesuai dengan latar belakang semua kaedah alternatif. Walau bagaimanapun, pembakaran metana untuk membentuk karbon dioksida sebagai apa-apa bahan organik yang lain. Dan dia dikenali sebagai punca kesan rumah hijau Bumi. Oleh itu, rakyat perlu mencari tugas yang lebih tulen dan sumber yang berkualiti tinggi tenaga haba.

Itu sahaja sumber asas yang menggunakan gas asli. Formula beliau, jika anda mengambil semua komponen kompleks, menunjukkan bahawa ia adalah hampir satu sumber yang boleh diperbaharui, satu-satunya masa anda perlu lakukan dengan banyak. Negara kita mempunyai rizab gas asli amat bernasib baik kerana jumlah sumber semula jadi seperti akan berlangsung selama beratus-ratus tahun, bukan sahaja Rusia, tetapi banyak negara lain melalui eksport.

nitrogen

Ia adalah sebahagian daripada deposit minyak dan gas asli. Di samping itu, gas memenuhi sebahagian besar daripada jumlah yang di udara (78%) dan berlaku dalam bentuk sebatian semula jadi dalam nitrat litosfera.

Sebagai bahan yang mudah praktikal digunakan oleh organisma hidup nitrogen. Formula ini adalah bentuk ₂ N, atau, dari segi ikatan kimia, N≡N. Kehadiran seperti hubungan yang kuat menunjukkan kestabilan dan kimia inertness tinggi molekul di bawah keadaan biasa. Inilah yang menjelaskan kemungkinan kewujudan sejumlah besar gas ini dalam bentuk bebas dalam suasana.

Dalam bahan yang mudah mampu nitrogen tetap organisma tertentu - rhizobia. Mereka kemudiannya diproses dalam bentuk yang lebih sesuai untuk loji gas dan dengan itu membawa pemakanan mineral sistem akar tumbuhan.

Terdapat beberapa sebatian asas, dalam bentuk yang wujud dalam nitrogen alam semula jadi. Formula berikut:

• oksida - NO _2, N ₂ O, N ₂ O _5;
• asid - nitrus dan nitrik HNO ₂ HNO ₃ (yang dihasilkan oleh pelepasan kilat daripada oksida dalam udara);
• nitrat - kno _3, nano _3, dan sebagainya.

Man nitrogen digunakan bukan sahaja sebagai gas, tetapi dalam keadaan cecair. Ia mempunyai keupayaan untuk menjadi cecair pada suhu di bawah -170 ⁰ C, yang menjadikan ia sesuai untuk pembekuan sayur-sayuran dan haiwan tisu, banyak bahan-bahan. Itulah sebabnya penggunaan meluas nitrogen cecair adalah dalam bidang perubatan.

Juga nitrogen adalah asas untuk mendapatkan satu sambungan utamanya - ammonia. tan pengeluaran bahan itu, kerana ia digunakan secara meluas dalam isi rumah dan industri (getah penyediaan, pewarna, plastik, serat sintetik, asid organik, pengeluaran cat, bahan letupan dan sebagainya).

karbon dioksida

Apakah formula bahan? Karbon dioksida ditulis sebagai CO _2. Ikatan kovalen dalam molekul lemah kutub, kuasa-kuasa kimia pepejal dwi antara karbon dan oksigen. Ini menunjukkan kestabilan dan inertness molekul di bawah keadaan biasa. Fakta ini disahkan oleh kewujudan karbon dioksida di atmosfera.

Bahan ini adalah komponen gas asli dan minyak, dan juga berkumpul dalam suasana atas planet ini, menyebabkan kesan yang dipanggil rumah hijau.

Jumlah luas karbon dioksida yang terhasil semasa pembakaran apa-apa jenis bahan api organik. Sama ada arang batu, kayu, gas atau bahan api lain, pembakaran lengkap menyebabkan air pembentukan dan bahan.

Oleh itu, ternyata bahawa pengumpulan dalam suasana yang tidak dapat dielakkan. Oleh itu, satu tugas yang penting masyarakat moden adalah mencari alternatif, yang mengurangkan kesan rumah hijau bahan api.

hidrogen

Satu bahan pendakian yang berlaku dalam komposisi mineral semula jadi - adalah hidrogen. Gas yang formula - H _2. Yang paling mudah semua perkara diketahui hari ini.

Terima kasih kepada ciri-ciri khas dalam sistem berkala menduduki dua jawatan - di kalangan logam alkali dan halogen. Mempunyai satu elektron dapat memberikan ia sebagai (sifat logam, pemulihan) dan menerima (sifat bukan logam, pengoksidaan).

Kawasan utama penggunaan - merupakan bahan api mesra alam, yang mana para penyelidik melihat masa depan. sebab:

• nombor yang tidak terhad stok gas ini;
• pembentukan akibat daripada pembakaran adalah air sahaja.

Walau bagaimanapun, pembangunan teknologi yang lengkap hidrogen sebagai sumber tenaga perlu dipertingkatkan masih banyak nuansa.

Formula untuk massa banyak, ketumpatan dan isipadu gas

Dalam fizik dan kimia memohon beberapa cara asas untuk menyelesaikan gas. Sebagai contoh, jika ia adalah salah satu parameter yang paling penting seperti jisim gas, untuk formula pengiraan ialah:

m = V * þ, di mana þ - adalah ketumpatan bahan dan V - isipadunya.

Sebagai contoh, jika kita perlu mengira jisim isipadu gas asli daripada 1 meter padu di bawah keadaan biasa, maka kita mengambil nilai min taraf ketumpatannya dalam bahan rujukan. Ia akan sama dengan 0,68 kg / m ^3. Sekarang kita tahu jumlah dan ketumpatan gas, untuk pengiraan formula yang agak mematuhi keperluan. kemudian:

m (CH ₄₎ = 0.68 kg / m ³ * 1 ^m3 = 0,68 kg, setelah dikurangkan meter padu.

jumlah gas Formula, sebaliknya, terdiri daripada jisim dan ketumpatan penunjuk. Iaitu, kita boleh menyatakan nilai konfigurasi di atas:

V = m / þ, maka pada keadaan piawai 2 kg jumlah metana adalah sama dengan 2 / 0,68 = 2914 m ^3.

Juga, dalam kes-kes yang lebih kompleks (apabila keadaan tidak standard) untuk mengira jisim dan isipadu gas digunakan persamaan Mendeleyev-Clapeyron, yang mempunyai bentuk:

p * V = m / M * R * T, di mana p - tekanan gas, V - isipadu, m dan M - jisim dan jisim molar, masing-masing, R - gas universal tetap sama dengan 8,314, T - suhu dalam Kelvin.

Ini formula isipadu gas menghasilkan anggaran sangat dekat dengan nilai gas unggul, yang wujud semata-mata andaian dan digunakan untuk konsep abstrak dalam menyelesaikan masalah dalam fizik dan kimia. Ia juga adalah mungkin untuk mengira jumlah persamaan Boyle, yang mempunyai bentuk:

V = p _n * V _n * T / p * T _n, di mana nilai indeks n - adalah nilai-nilai di bawah keadaan piawai normal.

Untuk pengiraan adalah yang paling tepat dan konsisten dengan realiti, seperti pilihan untuk dipertimbangkan, sebagai ketumpatan gas. Formula untuk mengira parameter ini masih titik dipertikaikan. Memutuskan untuk menggunakan mudah yang paling biasa, iaitu:

þ = m ₀ * n, di mana m ₀ - unit kepekatan - - jisim molekul (kg) n 1 / m ^3.

Walau bagaimanapun, dalam beberapa kes ia adalah perlu untuk menggunakan lain, pengiraan yang lebih kompleks dan lengkap dengan beberapa pembolehubah untuk menghasilkan tepat dan lebih dekat kepada keputusan yang ideal.