Prirodni plin: formula. Kemijska formula plina. Sve vrste prirodnog plina

Danas znamo široku paletu plinova. Neki od tih ljudi primili laboratorijske metode kemikalija, neki su se formira kao rezultat reakcije kao nusproizvoda. A što plinovi nastaju u prirodi? Glavni su takvi plinovi prirodno, prirodno porijeklo su četiri:

• prirodnog plina, čija formula CH _4;
• Dušika _N2;
• vodik, _H2;
• ugljični dioksid, _CO2.

Naravno, postoji neki drugi - kisika, sumporovodik, amonijak, inertni plinovi, ugljični monoksid. Međutim, gore su u biti važno za ljude te ih koristiti za različite svrhe, uključujući i 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 je dobiven u industriji kao rezultat kemijskih reakcija.

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

• metan (96%);
• etan;
• propan;
• butan;
• vodik;
• ugljični dioksid;
• dušik;
• Sumporovodik (mala, tragovima).

Dakle, čini se da je prirodni plin - mješavinu nekoliko prirodno pojavljuje plinova.

Prirodni plin: Formula

Iz kemijske točke gledišta plina mješavina linearnih ugljikovodika jednostavna struktura - metan, etan, propan i butan. Međutim, budući da veći volumen svih metana, prihvaćena opća formula prirodnog plina izravno izraziti formulu metan. Tako, ispada da je kemijska formula prirodnog plina metan _CH4.

Preostale komponente imaju sljedeće empirijsku formulu u kemiji:

• etan - _{C2-C6 H;}
• propan - _{C3 H8;}
• butan - C _{4H 10;}
• ugljični dioksid - _CO2;
• dušik - _N2;
• H - H _2;
• Sumporovodik - H ₂ S.

Smjesa tih tvari je prirodni plin. Glavna formule metan spoj pokazuje da njegov sadržaj ugljika je vrlo mala. To utječe na fizička svojstva, kao što je sposobnost da se spali bezbojna, potpuno pušiti točku. Dok su drugi članovi njegove homologne serije (serija zasićeni ugljikovodici ili alkani) za vrijeme izgaranja da se dobije crna dimi plamen.

Biti u prirodi

U prirodi, taj plin se nalazi duboko pod zemljom, debele i guste slojeve sedimentnih stijena. Postoje dvije glavne teorije o podrijetlu prirodnog plina u prirodi.

1. Teorija je tektonskih pomicanja stijena. Zagovornici ove teorije smatraju da su ugljikovodici koji se nalazi u utrobi zemlje i uvijek je odrastao kao posljedica tektonskih pokreta i smanjenjem gore. Na vrhu visokog tlaka i promjene temperature čine ih kao rezultat kemijskih reakcija u dva prirodnih minerala - nafte i plina.
2. Biogeni teoriji drugi postupak u kojem se formira prirodni plin. Formula odražava kvalitativni sastav - ugljik i vodik, što sugerira da je njegova formacija je živi organskih bića čija su tijela pohađali uglavnom izgrađen od tih elemenata, kao što su sva živa bića na ovom planetu koji postoji do današnjeg dana. Tijekom vremena, ostaci biljaka i životinja potonuo ispod oceana, gdje je bio ni kisika, niti bakterije mogu rastaviti i reciklirati organske tvari. Kao rezultat anaerobne truljenja biomase je došlo, a tijekom milijuna godina, izvor dvaju minerala - nafte i plina. Tako baza za oba ista - to ugljikovodici i djelomično niske molekulske mase tvari. Kemijska formula plina i nafte je dokaz. Međutim, kada je izložen različitim uvjetima i različitih proizvoda formiraju se: visoki tlak i temperaturu - plin, niska - ulje.

Danas, glavni polja i rezerve prirodnog plina su zemlje kao što su Rusija, SAD, Kanada, Iran, Norveškoj i Nizozemskoj.

Prema njegovom stanju nakupine prirodnog plina ne može uvijek biti sadržana samo u državi plina. Postoji nekoliko opcija za kondenzaciju:

1. Plin otopljen u molekulama ulja.
2. Plina otopljena u molekulama vode.
3. Plina hidrata dobije krutina.
4. Pod normalnim uvjetima - plinovitog spoja.

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

Uzimajući u laboratoriju i industriji

Osim mjesta proizvodnju prirodnog plina, postoji nekoliko načina da biste dobili u laboratoriju. Ove metode, međutim, sigurno će se koristiti samo za manje serije od proizvoda, jer je cijena prirodnog plina za provedbu u sintezi laboratorijske nije isplativo.

Laboratorijske metode:

1. Hidrolize niske molekularne spojeve - aluminij karbida: AL ₄ C ₃ + ₂ 12 H O = 3CH ₄ + 4AL (OH) _3.
2. Natrijev acetat u prisustvu alkalnog: _CH3COOH + NaOH = CH ₄ + ₂ Na CO _3.
3. Od otpadnog plina: CO + ₂ = CH 3H ₄ + H ₂ O.
4. Od jednostavnih tvari - ugljikovih i vodikovih - na povišenoj temperaturi i tlaku.

Kemijska formula metan formule prirodnog plina reflektira, tako da sve reakcije karakteristične za alkana, naznačena za određenu plin.

Industrija proizvedene iz prirodnih ekstrakciju metan depozita i daljnju obradu frakcije. Također, plin proizvod je potrebno potreba za čišćenje. Nakon prirodnog plina metan formula prikazuje samo dio komponenata koje sadrži. Za uporabu u kućanstvu treba čist plin koji sadrži nikakve druge osim metana tvari. Odvojivi etan, propan, butan i ostali plinovi su također široko koristi.

fizikalna svojstva

jednadžba plina daje ideju o tome što fizički kvalitete mora posjedovati. Razmislite kakvu karakteristika.

1. Bezbojna kruta tvar, bez mirisa.
2. Približna gustoća se kreće između 0,7-1 kg / ^m3.
3. Temperatura izgaranja 650 ⁰ C.
4. Gotovo dva puta lakši od zraka.
5. Toplina oslobađa izgaranjem jednog kubika plina, što je jednako 46 milijuna džula.
6. Pri višim koncentracijama (preko 15%) u zračnom plina je vrlo eksplozivan.
7. Kada se koristi kao gorivo izlaže oktanski broj koji je jednak 130.

Čisti plin se dobiva tek nakon što ona prolazi kroz poseban postrojenja za obradu (biljke), koje su podignute na mjestu ekstrakcije fosilnih.

primjena

Postoji nekoliko glavnih područja uporabe prirodnog plina. Nakon dodavanja njegov glavni sastojak je plin koji se koristi formula CH ₄ i sve druge komponente mješavine.

1. potrošača sfera života. Ovdje upućuje na kuhanje na plin, grijanje stambenih objekata, gorivo za kotlove i tako dalje. Plin se koristi za kuhanje, dodati posebne tvari koje pripadaju u skupinu merkaptana. To je učinjeno kako bi se osiguralo da u slučaju propuštanja plinske cijevi ili drugih propusta da se ljudi mogu nanjušiti i poduzeti. Smjesa domaće plin (koji je mješavina propana i butana) izrazito eksplozivni u višim koncentracijama. Merkaptani također čine specifičnu i neugodan miris prirodnog plina. Formula se sastoji od elemenata, kao što su sumpor i fosfor, koja im daje specifičnost.

2. Kemijska proizvodnja. U ovom području, jedan od glavnih polaznih materijala za mnoge važne reakcije za proizvodnju spojeva je prirodni plin, formula koja pokazuje sinteze u kojima mogu biti uključeni:

• osnova u proizvodnji plastičnih masa, koje su najčešći moderni materijal za gotovo svim područjima industrije;
• sirovina u sintezi etinil, vodikovog cijanida i amonijaka. Sami su ti proizvodi u budućnosti ići u proizvodnji mnogih sintetičkih vlakana i tkanine, gnojiva i izolacije u građevinarstvu;
• guma, metanol, organske kiseline - nastaju iz metana i drugih tvari. Koriste se u gotovo svim područjima ljudskog života;
• polietilen i mnoge druge spojeve sintetičkih prirode dobio zahvaljuje metan.

3. Uporaba kao gorivo. Osim toga, za bilo kakve ljudske aktivnosti, u rasponu od popunjavanja odgovarajuću vrstu stolni svjetiljke i na termoelektranama. Ova vrsta goriva se smatra ekološki ispravan i odgovara pozadini svih alternativnih metoda. Međutim, izgaranje metana da nastane ugljični dioksid kao i bilo koji drugi organski materijali. I on zna da je uzrok Zemljine efekta staklenika. Dakle, ljudi bi trebali naći zadatak još više čisti i kvalitetan izvor toplinske energije.

To je sve osnovne izvore koji koriste prirodni plin. Formula njega, ako se uzme sve složene komponente, pokazuje da je gotovo obnovljivi resurs, jedino vrijeme koje je potrebno učiniti jako puno. Naša zemlja s rezervama prirodnog plina izuzetno sretni jer je iznos od takvih prirodnih resursa će trajati stotinama godina, ne samo Rusija, ali i mnoge druge zemlje kroz izvoz.

dušik

To je dio prirodne nafte i plina. Pored toga, plin zauzima veliki dio volumena u zraku (78%) te se pojavljuje u obliku prirodnih spojeva u litosfere nitrata.

Kao jednostavan tvari praktično koriste žive organizme dušik. Formula ima oblik ₂ N, ili, u smislu kemijske veze, N≡N. Prisutnost takvih jake veze pokazuje visoku kemijsku stabilnost i inertnost molekula pod normalnim uvjetima. To je ono što objašnjava mogućnost postojanja velike količine ovog plina u slobodnom obliku u atmosferi.

Na jednostavan tvari koje se mogu fiksne dušika pojedinih organizama - kvržičnih. Oni su tada obrađuju u više prikladan oblik za biljku plina, a time i nositi mineralnu ishranu biljaka korijena sustava.

Postoji nekoliko osnovnih spojeva, u obliku koji postoji u prirodi dušika. Formula od sljedećeg:

• oksidi - _NO2, N ₂ O, N ₂ O _5;
• kiselina - dušični i dušična HNO _{2 HNO3} (proizvedena udara ispuštanja iz oksida u zraku);
• nitrat - kno _3, nano _3, i tako dalje.

Čovjek dušik se koristi ne samo kao plin, a u tekućem stanju. Ona ima sposobnost da postane tekući pri temperaturama ispod -170 ⁰ ° C, što ga čini pogodnim za zamrzavanje povrća i životinjskih tkiva, mnogo materijala. To je razlog zašto je raširena uporaba tekućeg dušika u medicini.

I dušik je osnova za dobivanje jednog od njegovih glavnih spojeva - amonijaka. Proizvodnja tonaže tvari, kao što je naširoko koristi u kućanstvu i industriji (priprema gume, boje, plastiku, sintetičkih vlakana, organske kiseline, proizvodnju boje, eksploziv i tako dalje).

ugljični dioksid

Koja je formula tvari? Ugljični dioksid je napisan kao _CO2. Kovalentna veza u molekuli slabo polarna dvojnim čvrste kemijskih sila između ugljika i kisika. To ukazuje na stabilnost i inertnost molekule pod normalnim uvjetima. Ta činjenica potvrđuje postojanje slobodnog ugljičnog dioksida u atmosferi.

Ovaj materijal je sastavni dio prirodnog plina i nafte, a također akumulira u gornjim slojevima atmosfere planeta, uzrokujući tzv efekt staklenika.

Velika količina ugljičnog dioksida koji nastaje za vrijeme izgaranja bilo koje vrste organskih goriva. Bilo ugljena, drva, plina ili drugog goriva potpuno sagorijevanje je rezultiralo u formiranju vode i tvari.

Dakle, ispada da je njegova akumulacija u atmosferi je neizbježan. Dakle, važan zadatak suvremenog društva je u potrazi za alternativu, što smanjuje staklenika gorivo učinak.

hidrogen

Drugi spoj uspon javljaju u sastavu prirodni minerali - vodik. Plina čiji formula - _H2. Najjednostavniji od svih poznatih stvari danas.

Zahvaljujući posebnim svojstvima u periodnom sustavu zauzima dva mjesta - između alkalijskih metala i halogena. Nakon što je jedan elektron je sposobna dati ga kao (metalnim svojstvima, restauracije) i prihvatiti (nemetalni svojstva oksidacije).

Glavno područje korištenja - je ekološki gorivo, za koje istraživači vidjeti budućnost. razlozi:

• neograničen broj dionica tog plina;
• formacija kao rezultat sagorijevanja je samo voda.

Međutim, potpuni razvoj tehnologije vodika kao izvor energije treba poboljšati još mnoge nijanse.

Formule za izračun mase, gustoće i volumena plinova

U fizici i kemiji primijeniti nekoliko osnovnih načina za podmirenje plin. Na primjer, ako je jedan od najvažnijih parametara poput mase plina, za izračun formula je:

m = V * TH, u kojoj TH - gustoća tvari i V - volumena.

Na primjer, ako trebamo izračunati masu volumena prirodnog plina od 1. kubnom metru, u normalnim uvjetima, onda ćemo uzeti srednja vrijednost standarda svoje gustoće u referentnom materijalu. To će biti jednak 0,68 kg / ^m3. Sada kada znamo volumen i gustoću plina, za izračun formula je sasvim u skladu sa zahtjevima. zatim:

m (CH ₄₎ = 0,68 kg / ^m3 * 1 ^m3 = 0,68 kg, kao i smanjene kubnih metara.

Volumen plina formula Nasuprot tome, se sastoji od pokazatelja mase i gustoće. To je, možemo izraziti vrijednost konfiguracije iznad:

V = m / og, zatim u standardnim uvjetima 2 kg količine metana jednak 2 / 0,68 = 2914 ^m3.

Također, u složenijim slučajevima (kada su uvjeti nestandardni) izračunati mase i volumena plinova koristi Mendeljejev-Clapeyron jednadžbe, koja ima oblik:

p * V = m / M * R * T, gdje je p - tlak plina, V - volumen, m i M - mase i molarne mase, odnosno R - univerzalna plinska konstanta jednaka 8.314 T - temperatura u Kelvina.

Ovaj volumen plina formula stvara procjene vrlo blizu vrijednosti idealnog plina, koji postoji samo hipotetička i koristi se za apstraktnih koncepata u rješavanju problema u fizici i kemiji. Također je moguće izračunati volumen jednadžbe Boyle, koja ima oblik:

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

Kako bi izračun bio točniji i odgovara stvarnosti, potrebno je uzeti u obzir takav parametar kao i gustoća plina. Formula za izračunavanje ovog parametra još uvijek je kontroverzno pitanje. Uobičajeno je koristiti najčešće jednostavne, što izgleda kao:

Þ = m ₀ * n, gdje m0 je masa molekule (kg), a n je koncentracija, mjerna jedinica je 1 / m ³ .

Međutim, u nekim je slučajevima potrebno koristiti druge, složenije i potpune izračune s nekoliko varijabli kako bi se dobio točan i blizak idealan rezultat.