Naturgas: formel. Kemisk formel gas. Alle typer af naturgas

I dag ved vi en bred vifte af gasser. Nogle af disse mennesker modtog laboratoriemetoder af kemikalier, nogle dannede sig selv som følge af reaktioner som biprodukter. Og hvad gasser produceres i naturen? Den vigtigste sådanne gasser naturlig, naturlig oprindelse er fire:

• naturgas, hvis formel af _CH4;
• Nitrogen, _N2;
• hydrogen, _H2;
• carbondioxid, _CO2.

Selvfølgelig er der nogle andre - oxygen, hydrogensulfid, ammoniak, inerte gasser, carbonmonoxid. Men ovenstående er væsentlige betydning for de mennesker, og bruger dem til forskellige formål, herunder som brændstof.

Hvad er naturgas?

Naturgas er kendt som sådan, som naturen giver os. Det vil sige, hvis indhold i det indre af Jorden er meget højere, og mere end det beløb, der opnås i industrien som et resultat af kemiske reaktioner.

Almindeligt kendt som naturgas, metan, men det er ikke sandt. Hvis man ser på sammensætningen af gas- fraktioner, kan vi se hans næste komponent sammensætning:

• methan (96%);
• ethan;
• propan;
• butan;
• hydrogen;
• carbondioxid;
• nitrogen;
• hydrogensulfid (små spormængder).

Det fremgår således, at naturgassen - en blanding af flere naturligt forekommende gasser.

Naturgas: Formel

Fra kemisk synspunkt naturgas er en blanding af lineære carbonhydrider enkel struktur - methan, ethan, propan og butan. Men eftersom et større volumen af alle methan, den accepterede generelle formel naturgas direkte udtrykke formel methan. Således viser det sig, at den kemiske formel af naturgas metan _CH4.

De resterende komponenter har følgende empiriske formel i kemi:

• ethan - _C2-H6;
• propan - C ₃ H _8;
• butan - _C4 H _10;
• kuldioxid - _CO2;
• nitrogen - _N2;
• H - H _2;
• hydrogensulfid - _H2S

En blanding af sådanne stoffer er naturgas. Dets vigtigste formel metan forbindelse indikerer, at kulstofindholdet deraf er meget lille. Dette påvirker dens fysiske egenskaber, såsom evnen til at brænde et farveløst, fuldstændig røg punkt. Mens andre medlemmer af dens homolog række (serie mættede carbonhydrider eller alkaner) under forbrænding at danne sort røgfyldte flamme.

At være i naturen

I naturen er denne gas findes dybt under jorden, de tykke og tætte lag af sedimentære bjergarter. Der er to primære teorier om oprindelsen af naturgas i naturen.

1. Teorien om tektoniske bevægelser klipper. Fortalere for denne teori mener, at kulbrinter, der er indeholdt i jordens indre og er altid rejst som følge af tektoniske bevægelser og stykker op. På toppen af det høje tryk og temperaturændringer gør dem som et resultat af kemiske reaktioner i de to naturlige mineraler - olie og gas.
2. Biogene teori foreslår en anden fremgangsmåde, hvor naturgas er dannet. Formlen afspejler dens kvalitative sammensætning - carbon og hydrogen, hvilket antyder, at dens dannelse tog levende organiske væsener, hvis lig blev deltog meste bygget ud af disse elementer, som alle levende ting på denne planet, der eksisterer i dag. Over tid, resterne af døde planter og dyr sank under havbunden, hvor der hverken var ilt eller bakterier kan nedbryde og genbruge det organiske stof. Som et resultat af anaerob nedbrydning af biomasse har fundet sted, og over millioner af år, en kilde til to mineraler - olie og gas. Således grundlag af både af det samme - det carbonhydrider og dels af lavmolekylære stoffer. Den kemiske formel af gassen og olien beviser det. Men når udsat for forskellige betingelser og forskellige produkter dannes: et højt tryk og temperatur - gas, den lave - olie.

I dag, hovedområder og naturgasreserver har lande som Rusland, USA, Canada, Iran, Norge og Holland.

Ifølge sin tilstand af sammenlægning af naturgas kan ikke altid indeholdt kun i gassen tilstand. Der er flere muligheder for kondens:

1. Gassen opløst i olie molekyler.
2. Gas opløst i vandmolekylerne.
3. Gashydrater danne et fast stof.
4. Under normale forhold - gasformig forbindelse.

Hver af disse stater har sin egen felt, og er meget værdifuldt for mennesker.

Kom i laboratoriet og industrien

Ud over naturgas produktionssteder, der er en række måder at få det i laboratoriet. Disse metoder vil dog sikkert kun anvendes til mindre partier af produktet, da naturgas omkostninger at gennemføre i laboratoriet syntese er ikke rentabelt.

Laboratoriemetoder:

1. Hydrolysebetingelser lavmolekylære forbindelser - aluminiumcarbid: AL _{4 C-3} + 12H ₂ O = 3CH ₄ + 4AL (OH) _3.
2. Natriumacetat i nærvær af alkali: _CH3COOH + NaOH = _CH4 + Na _{2CO 3.}
3. Fra syntesegas: CO + 3H ₂ = _CH4 + _H2O
4. Fra simple stoffer - kulstof og brint - ved forhøjet temperatur og tryk.

Den kemiske formel af naturgas metan formel reflekteres, således at alle reaktioner karakteristiske af alkaner, kendetegnet for en given gas.

Industrien fremstillet methan ekstraktion fra naturlige aflejringer og yderligere behandling af fraktioner. Desuden er produktet gas krævede skal rengøres. Efter naturgas metan formel viser kun en del af de komponenter, det indeholder. Til husholdningsbrug behov ren gas indeholdende ingen andre end methan stoffer. Aftagelig ethan, propan, butan og andre gasser er også udbredt.

fysiske egenskaber

gas ligning giver en idé om, hvad fysiske kvaliteter, han skal besidde. Overvej, hvad slags egenskaber.

1. Farveløst faststof, lugtfri.
2. Omtrentlig densitet varierer mellem 0,7-1 kg / ^m3.
3. Forbrændingstemperaturen på 650 ⁰ C.
4. Næsten to gange lettere end luft.
5. Den varme, der frigøres ved forbrænding af en kubikmeter gas, svarende til 46 millioner joule.
6. Ved højere koncentrationer (over 15%) i luften gas er meget eksplosiv.
7. Når det anvendes som brændsel udviser oktantal lig med 130.

Rengassen kun opnås efter passerer det gennem en særlig rensningsanlæg (planter), som er opført på stedet af fossile ekstraktion.

ansøgning

Der er flere hovedområder i brugen af naturgas. Efter tilsætning til sin hovedkomponent, den gas, som formel _CH4 anvendes, og alle andre komponenter i blandingen.

1. Forbruger områder af livet. Her henviser det til en gas madlavning, opvarmning af boliger, brændstof til kedler og så videre. Den anvendte gas til madlavning, tilføje specielle stoffer, som tilhører gruppen af mercaptaner. Dette gøres for at sikre, at i tilfælde af lækage af gasrør eller andre bortfalder, som folk kan lugte det og gribe ind. Indenlandske gasblanding (som er en blanding af propan og butan) er yderst eksplosivt i højere koncentrationer. Mercaptaner også gøre konkret og ubehagelig lugt af naturgas. Formlen består af elementer såsom svovl og phosphor, som giver dem en specificitet.

2. Kemisk produktion. På dette område, en af de vigtigste udgangsmaterialer til mange vigtige reaktioner producerer forbindelser er naturgas, formlensom viser synteser, hvor det kan være involveret:

• grundlag i produktionen af plast, som er den mest almindelige moderne materiale til stort set alle områder af industrien;
• råvarer i syntesen af ethynyl, hydrogencyanid og ammoniak. Sami disse produkter i fremtiden gå til produktionen af mange syntetiske fibre og stoffer, gødning og isolering i byggeri;
• gummi, methanol, organiske syrer - dannes ud fra methan og andre stoffer. Anvendes i stort set alle områder af menneskelivet;
• polyethylen og mange andre forbindelser syntetisk naturlig modtaget takke methan.

3. Anvendelse som brændsel. Desuden er det for enhver form for menneskelig aktivitet, der spænder fra at fylde den relevante type bordlamper og termiske kraftværker. Denne type brændstof anses for at være økologisk korrekt og hensigtsmæssigt at på baggrund af alle alternative metoder. Men for at forbrændingen af methan dannelse af carbondioxid som helst andet organisk materiale. Og han er kendt for at være årsag til Jordens drivhuseffekt. Derfor bør mennesker finder opgaven endnu mere ren og høj kvalitet termisk energikilde.

Det er alle de grundlæggende kilder, der bruger naturgas. Formel ham, hvis du tager alle de komplekse komponenter, viser, at det er næsten en vedvarende ressource, den eneste gang, du har brug for at gøre meget. Vores land med reserver af naturgas er meget heldig, fordi størrelsen af disse naturressourcer vil vare i hundreder af år, ikke kun Rusland, men mange andre lande gennem eksport.

nitrogen

Det er en del af de naturlige olie- og gasforekomster. Desuden gassen optager en stor del af mængden i luft (78%) og optræder i form af naturlige forbindelser i litosfæren nitrat.

Som et simpelt stof praktisk bruges af levende organismer kvælstof. Formlen er af formen ₂ N, eller i form af kemiske bindinger, N≡N. Tilstedeværelsen af en sådan stærk forbindelse indikerer en høj stabilitet og kemiske inaktivitet af molekyler under normale betingelser. Dette er, hvad forklarer muligheden for eksistensen af en stor mængde af denne gas i fri form i atmosfæren.

I en enkel stof, som kan fast kvælstof særlige organismer - rhizobia. De behandles derefter i en mere passende form til gasanlægget og således bære mineral ernæring af planter rodsystemer.

Der er flere basiske forbindelser, i form som eksisterer i naturen nitrogen. Formlen af følgende:

• oxider - _NO2, N ₂ O, N ₂ O _5;
• syre - salpetersyrling og salpetersyre _{HNO2 HNO3} (fremstillet af lyn udledninger fra oxider i luft);
• nitrat - _{KNO3, NaNO3,} og så videre.

Mand nitrogen bruges ikke kun som en gas, men i flydende tilstand. Det har evnen til at blive flydende ved temperaturer under -170 ⁰ C, hvilket gør den velegnet til frysning vegetabilske og animalske væv, mange materialer. Det er grunden til den udbredte brug af flydende nitrogen er i medicin.

Også nitrogen er grundlag for opnåelse af en af sine vigtigste forbindelser - ammoniak. Produktion mængde af det stof, som den er almindeligt anvendt i husholdning og industri (forberedelse gummier, farvestoffer, plast, syntetiske fibre, organiske syrer, maling produktion, sprængstoffer og så videre).

carbondioxid

Hvad er formlen for stoffet? Carbondioxid er skrevet som _CO2. Kovalent binding i molekylet svagt polære, dual faste kemiske kræfter mellem carbon og oxygen. Dette indikerer stabilitet og inerthed af molekylet under normale forhold. Denne kendsgerning bekræftes af tilstedeværelsen af den frie kuldioxid i atmosfæren.

Dette materiale er en bestanddel af naturgas og olie, og også akkumuleres i den øvre atmosfære af planeten, der forårsager den såkaldte drivhuseffekt.

Den store mængde af kuldioxid, der dannes under forbrænding af enhver form for organisk brændstof. Hvorvidt kul-, træ-, gas eller andet brændstof, fuldstændig forbrænding resulterer i dannelsen vand og stoffet.

Derfor viser det sig, at dens ophobning i atmosfæren er uundgåelig. Derfor er en vigtig opgave i det moderne samfund er at finde et alternativ, som minimerer brændstof drivhuseffekten.

hydrogen

En anden opstigning forbindelse forekommer i sammensætningen af naturlige mineraler - er hydrogen. Gas, hvis formlen - _H2. Den nemmeste af alle kendte stof i dag.

Takket være sin særlige egenskaber i det periodiske system optager to positioner - blandt alkalimetaller og halogener. Under en elektron er i stand til at give det som en (metalliske egenskaber, restaurering) og acceptere (ikke-metalliske egenskaber, oxidation).

Det vigtigste anvendelsesområde - er et miljøvenligt brændstof, som forskerne se fremtiden. årsager:

• ubegrænset antal bestande af denne gas;
• dannelse som følge af forbrændingen er kun vand.

Det er imidlertid nødvendigt hele teknologiudvikling af brint som energikilde, skal forbedres stadig mange nuancer.

Formler for beregning masse, densitet og volumen af gasser

I fysik og kemi anvende et par grundlæggende måder at løse gassen. For eksempel, hvis det er en af de vigtigste parametre som massen af gas, beregningsformel er:

m = V * þ, hvor þ - er massefylden af et stof og V - dens volumen.

For eksempel, hvis vi nødt til at beregne massen af naturgas volumen på 1 kubikmeter under normale forhold, så vi tager middelværdien af standarden af dens massefylde i referencematerialet. Det vil være lig med 0,68 kg / ^m3. Nu da vi ved mængden og tætheden af gassen, for beregningen af den formel er helt i overensstemmelse med kravene. Derefter:

m _(CH4) = 0,68 kg / m ³ * 1 ^m3 = 0,68 kg, som reducerede kubikmeter.

Formel gasvolumen derimod består af masse og densitet indikatorer. Det vil sige, vi kan udtrykke værdien af konfigurationen ovenfor:

V = m / þ, derefter ved standardbetingelser på 2 kg mængde metan er lig med 2 / 0,68 = 2,914 ^m3.

Også i mere komplekse sager (når betingelserne er ikke-standard) for at beregne masse og volumen af gasser anvendt Mendeleyev-Clapeyron ligning, som har formen:

p * V = m / M * R * T, hvor p - gastryk, V - dens volumen, m og M - masse og molmasse henholdsvis R - Universal gaskonstanten lig med 8,314, T - temperaturen i Kelvin.

Denne gas volumen formel producerer estimater meget tæt på værdien af den ideelle gas, der findes rent hypotetisk og bruges til abstrakte begreber i løsning af problemer i fysik og kemi. Det er også muligt at beregne volumenet af ligning Boyle, som har formen:

V = p _n * V _n * T / p * T _n, hvor indeksværdi n - er værdier under normale standardbetingelser.

Til beregningen var den mest nøjagtige og i overensstemmelse med virkeligheden, en sådan mulighed, der skal overvejes, da tætheden af gassen. Formlen for beregning af denne parameter er stadig et åbent spørgsmål. Besluttet at bruge de mest almindelige enkle, det vil sige:

þ = m ₀ * n, hvor m ₀ - molekylmasse (kg) n - koncentration enhed - 1 / ^m3.

Men i nogle tilfælde er det nødvendigt at bruge andre, mere komplekse og komplette beregninger med flere variabler til at producere nøjagtige og tættere på den ideelle resultat.