Gas naturala: formula. formula kimikoa gas. gas natural mota guztiak

Gaur egun, hainbat gas ezagutzen dira. Zenbait pertsona batek laborategi moduan hartzen ditu, kimiketatik, batzuk erreakzioen ondorioz sortzen dira. Eta zein gas naturan sortzen diren? Jatorri naturala eta naturala duten gas natural nagusiak lau dira:

• Gas naturala, CH ₄ formula duena;
• Nitrogenoa, N ₂ ;
• Hidrogenoa, H ₂ ;
• Karbono dioxidoa, CO ₂ .

Jakina, beste batzuk daude: oxigeno, hidrogeno sulfuroa, amoniakoa, gas inerteak, karbono monoxidoa. Hala ere, goiko zerrendan jendeak ia esanguratsuak dira eta beraiek erabiltzen dituzte hainbat helburuetarako, erregai gisa barne.

Zer da gas naturala?

Naturala naturak ematen digun gas mota da. Hau da, Lurreko barrenetako edukia askoz ere handiagoa eta handiagoa den industrian erreakzio kimikoen ondorioz lortzen den zenbatekoa baino handiagoa.

Gas naturalaren metanoa deitzen ohi da, baina hori ez da guztiz egia. Gas horien konposizioaren arabera zatikien arabera hartzen badugu, honako osagaien osaera ikusi dezakegu:

• Metano (% 96 arte);
• etan;
• propano;
• butano;
• hidrogenoa;
• Karbono dioxidoa;
• nitrogeno;
• Hidrogeno sulfuro (txikiak, aztarnak).

Horrela, gas naturala jatorri naturaleko hainbat gas nahasketa da .

Gas Naturala: Formula

Ikuspegi kimikotik, gas naturala hidrokarburo lineal sinpleen nahasketa da: metano, etano, propano eta butanoa. Baina bolumen handiagoa metanoa denez geroztik, ohiko praktika da gas naturalaren formula orokorra formula zuzenki metanarekin adieraziz. Beraz, gas naturalaren metano-CH ₄ formula kimikoa bihurtzen da.

Gainerako osagaiak honako kimika inpiriko hauek dituzte:

• Ethane - C ₂ H ₆ ;
• Propano-C ₃ H ₈ ;
• Butano-C ₄ H ₁₀ ;
• Karbono dioxidoa - СО ₂ ;
• Nitrogenoa - N ₂ ;
• Hidrogeno-H ₂ ;
• Hidrogeno sulfuroa - H ₂ S.

Substantzia horien nahasketa gas naturala da. Metanoko konposatu nagusien formula erakusten du karbonoaren edukia oso txikia dela. Horrek bere propietate fisikoak eragiten ditu, esate baterako, kolorerik gabeko eta erretzearen erretzea erabat erretzeko gaitasuna. Bere serie homologoen ( hidrokarburo saturatuak edo alkanoak) beste errepresentatzaile batzuek erretzearen zehar garrasi erretzeko beltz bat osatzen dute.

Naturan izateak

Naturan, gas hau lurpeko sakonera da, arroka sedimentarioen geruza lodi eta trinkoen azpian. Naturan gas naturalaren jatorria duen bi teoria nagusiak daude.

1. Arroka mugimendu tektonikoen teoria. Teoria honen zaleek uste dute hidrokarburoak lurreko barrualdean daude beti eta mugimendu tektonikoen ondorioz mozten dira. Goialdean, presio altuak eta tenperatura aldakorrak eraldaketa kimikoak eratzen dituzte bi mineral naturaletan - petrolioa eta gasa.
2. Teoria biogenikoa beste metodo bati buruz hitz egiten du, eta horrek gas naturala sortzen du. Formula honek konposizio kualitatiboa islatzen du: karbonoaren eta hidrogenoaren arabera. Horrek esan nahi du eraketa hori organiko izaki bizidunek osatzen dutela eta horietako gorputzak gehienbat elementu horiek eraiki zituztela, gaur egun dagoen planeta honetako bizidun guztiak bezala. Denbora igaro ahala, animalia eta landareen aztarnak gorantz jaitsi ziren ozeanoko solairura, eta ez zen oxigenorik edo bakterioik organiko masa organikoa deskonposatu eta tratatzeko gai izan. Oxidazio anaerobikoaren ondorioz, biomasaren desintegrazioa eta bi milioi urte bitarteko bi mineral iturri (petrolioa eta gasa) sortu ziren. Aldi berean, berdin-berdina da hidrokarburoak eta neurri txikiko molekula-substantziak. Gas eta petrolioaren formula kimikoa frogatzen du. Hala ere, baldintza ezberdinen eraginpean, produktu ezberdinak eratzen dira: presio altua eta tenperatura - gasa, adierazle txikiak - olioa.

Orain arte, gordailu nagusiak eta gas erreserbak Errusia, Estatu Batuak, Kanada, Iran, Norvegia eta Herbehereak bezalako herrialde dira.

Egoera agregatuaren arabera, gas naturala ezin da beti gasaren egoera bakarrik egon. Hainbat kondentsazio egiteko aukera daude:

1. Gasa olio molekuletan desegin da.
2. Gasa ur molekuletan desegin da.
3. Gasak hidrokarburo hidratatuak sortzen ditu.
4. Baldintza normaletan, konposatu gaseoso bat.

Estatu horietako bakoitzak bere gordailua du eta oso baliagarria da gizakientzat.

Laborategian eta industrian lortzea

Gas eraketa leku naturalez gain, laborategian sartzeko hainbat modu daude. Hala ere, metodo horiek, noski, produktuaren zati txikiak bakarrik erabiltzen dira, laborategian gas naturala sintetizatzeko ekonomikoki ezinezkoa baita.

Laborategiko metodoak:

1. Konposatu baxuko molekula baten hidrolisia: aluminiozko karbura: AL ₄ C ₃ + 12H ₂ O = 3CH ₄ + 4AL (OH) _3.
2. Sodio azetatatik alkalinoa da: CH ₃ COOH + NaOH = CH ₄ + Na ₂ CO _3.
3. Sintesi gasetik: CO + 3H ₂ = CH ₄ + H ₂ O.
4. Substantzia sinpleak - hidrogeno eta karbono - tenperatura altuan eta presioan.

Gas naturalaren formula kimikoa metanoaren formula islatzen da, beraz , alkanoen erreakzio erreakzioak gas jakin baterako ere bereizten dira .

Industrian, metanoa gordailu naturaletatik ateratzen da eta zatikien bidez prozesatzen da. Gainera, gasa nahitaez garbitu beharra dago. Azken finean, metano gas naturalaren formulak osagai horien zati bat baino ez du erakusten. Etxeko erabilerarako, metanoa izan ezik, beste substantzia batzuk ez dituen gas garbi bat behar duzu. Etanoa, propanoa, butanoa eta beste gas batzuk bereizten dira.

Propietate fisikoak

Gas formula propietate fisikoak behar duenaren ideia bat ematen du. Ikus dezagun, zer ezaugarri hauek dira.

1. Usainik ez duen substantzia kolorerik.
2. Gutxieneko dentsitatea 0,7-1 kg / m ^3- ko artean aldatzen da ^.
3. Errekuntzako tenperatura 650ºC da.
4. Ia airea baino arinagoa.
5. Gas kubiko metro bat erretzen duen beroa 46 milioi Joules da.
6. Kontzentrazio handietan (% 15 baino gehiago) airean, gasa oso lehergarria da.
7. Erregai gisa erabiltzen denean, 130 zenbaki-oktanoren bat erakusten du.

Gas garbia lortzen da tratamendu berezi instalazioen bidez (mineralak) erauzten direnean.

aplikazio

Gas naturalaren aplikazio nagusiak daude . Bere osagai nagusia gain, CH ₄ formula gasa, nahasketa beste osagai guztiak ere erabiltzen dira.

1. Pertsonen bizitzako etxeko esparrua. Sukaldaritza gasa, bizitegi-eraikinen berokuntza, galdara-geletarako erregaiak eta abar barne hartzen ditu. Sukaldaritza erabiltzen den gasarentzat, gehitu mercaptans taldeko substantzia bereziak. Horrela, kanalizazioa edo beste gas ezezagun batzuen kasuan, jendeak usaina eta ekintzak burutzen ditu. Etxeko gas nahasketa (propanoa eta butanoa nahasketa) oso leherkorrak dira kontzentrazio handietan. Mercaptansek gas naturala ere desatsegina egiten du. Haien formula azukre eta fosforo bezalako elementuak biltzen ditu. Horrek berezitasun hori ematen die.

2. Produkzio kimikoa. Inguru honetan, konposatu garrantzitsuak lortzeko erreakzio ugarientzako hasierako substantzia nagusietako bat gas naturala da, zeinaren formulak sintesiak parte hartzen duen erakusten baitu:

• Plastikoen ekoizpenerako oinarriak, ia industriarako gehien erabiltzen diren material modernoak dira;
• Etanako, hidrogeno zianuro eta amoniako sintesi material lehengaiak. Produktuak beraiek eraikitzen ari diren zuntz sintetiko eta ehunak, ongarriak eta berogailuak fabrikatzen dituzte etorkizunean;
• Kautxua, metanola, azido organikoak - metanotik eta bestelako substantziaz osatuta daude. Aplikazioa ia giza bizitzaren esparru guztietan aurkitzen dute;
• Polietilenoa eta beste sintetasun batzuen beste konposatu batzuk metanoa izan ziren.

3. Erabili erregai gisa. Giza jarduera mota guztiei dagokienez, mahai-lanpara mota egokiak eta zentral termikoen funtzionamendua baino lehen. Erregai mota hau ingurumenarekiko soinua eta metodologia alternatibo guztien kontrakoa da. Hala ere, errekuntzetan, metanoak karbono dioxidoak sortzen ditu, beste edozein materia organiko bezala. Lurraren berotegi efektua eragiten du. Horregatik, energia termiko iturri garbiagoa eta kualitatiboa aurkitzeko zereginaren aurrean gaude.

Orain arte, gas naturala erabiltzen duten iturri nagusiak dira. Bere formula, osagai konplexu guztiak hartzen baditugu, erakusten du baliabide ia berriztagarria dela, horregatik oso denbora luzea behar da. Gure herrialdeko gas erreserbak oso zortea da, izan ere, fosil natural kopuru nahikoa ehunka urte baino ez da nahikoa, Errusia bera baita esportazioen bidez munduko herrialde askotan ere.

nitrogeno

Petrolioaren eta gasaren gordailu naturalaren zati bat da. Horrez gain, gas horrek bolumen handiena hartzen du airean (% 78) eta litroko nitratoen konposatu naturalak ere gertatzen dira.

Substantzia sinple gisa, organismo bizidunek ia ez dute nitrogenoa erabiltzen. Formulak N ₂ forma du, edo, N≡N lotura kimikoen ikuspuntutik. Konbinazio sendo horren presentzia adierazten du egonkortasun handia eta molekula inertzia kimikoa baldintza normaletan. Horrek gas horren kopuru handia izateak atmosferan doako forma erakusten duen aukera azaltzen du.

Substantzia sinple baten moduan, organismo espezifikoek nitrogenoa finkatu dezakete - bakterio noduluak. Ondoren, gas hori landareentzako modu egokiago batean prozesatu eta, horrela, erroko sistemen nutrizio mineralak egiten dituzte.

Nitrogeno naturan dagoen oinarrizko konposatu batzuk daude. Honako hauek dira formula:

• Oxidoak: NO _2, N ₂ O, N ₂ O _5;
• Azidoak - HNO ₂ nitrogenoa eta HNO ₃ nitrikoa (atmosferako oxidoetatik ateratzen diren tximista isurketetan);
• Nitrato - KNO ₃ , NaNO ₃ eta abar.

Man nitrogenoa erabiltzen du, ez bakarrik gas formakoa baizik, likido egoera batean ere. Estatu likidoan -170 ⁰ C baino beheko tenperaturan gaitasuna dauka, eta horrek aukera ematen du landare eta animalia ehunak izoztu ahal izateko, hainbat material. Horregatik, nitrogeno likidoa medikuntzan oso erabilia da.

Gainera, nitrogenoaren oinarria da bere konposatu nagusietako bat lortzeko - amoniakoa. Substantzia horren produkzioa askotarikoa da, eguneroko bizitzan eta industrian oso erabilia denez (kautxuak, tindagaiak, plastikoak, zuntz sintetikoak, azido organikoak, pinturak eta bernizak, lehergailuak ...) erabiltzen da.

Karbono dioxidoa

Zer da substantzia formula? Karbono dioxidoa CO2 gisa erregistratzen da. Molekularen lotura bonba polarrarekin kobalentea da, karbono eta oxigenoaren arteko indar kimiko bikoitza. Horrek adierazten du molekula egonkortasuna eta inertzia baldintza arruntetan. Izan ere, Lurraren atmosferan karbono dioxidoaren existentzia askea baieztatu da.

Sustantzia hori gas naturalaren eta olioaren zati bat da, eta planetako giroaren goiko geruzetan metatzen da, berotegi-efektua deiturikoa eragiten duena.

Karbono dioxido kopuru handia erregai organiko baten edozein errekuntzek sortzen dute. Ikatza, egurra, gasa edo bestelako erregaiak errekuntzako osagaiak uraren eta substantziaren eraketa dakar.

Horregatik bihurtzen da atmosferan pilatzea saihestezina dela. Horregatik, gizarte modernoaren zeregin garrantzitsua berotegi efektu minimoa ematen duen erregai alternatibo bat bilatzea da.

hidrogenoa

Mineral naturalen konposizioan gertatzen den beste konposizio konposatu bat hidrogenoa da. Gasa, zein formula H _{2 da} . Dena den ezagutzen den substantziarik errazena.

Bere propietate bereziak direla-eta, mahai aldiko bi postu hartzen ditu: metal alkali eta halogeno artean. Elektroi bat edukitzea ahalbidetzen du (propietate metalikoak, birsorkuntza) eta hartzea (propietate ez-metalikoak, oxidatzaileak).

Erabilera-eremua ingurumenarekiko errespetatzen duen erregai bat da, zientzialariek etorkizuna ikusten dutelako. Arrazoiak:

• Gas horren izakin kopuru mugagabea;
• Erregaiaren ondorioz ura bakarrik sortzea.

Hala ere, hidrogenoa energia-iturri gisa garatzeko teknologia osoak ñabardura asko gehiago behar ditu.

Masa, dentsitatea eta gasen bolumena kalkulatzeko formulak

Fisikan eta kimikan, gasak kalkulatzeko oinarrizko zenbait metodo erabiltzen dira. Beraz, adibidez, oinarrizko parametroetako bat esaten bazaigu, hala nola, gas masa, kalkuluaren formula honakoa izango da:

M = V * þ, non þ materia den dentsitatea da eta V bolumena da.

Esate baterako, baldintza normaletan 1 metro kubiko gas naturala kalkulatu behar badugu, erreferentziazko materialetan dentsitatearen batez besteko balioa hartuko dugu. 0,68 kg / m ³ berdina izango da. Gasaren bolumena eta dentsitatea ezagutzen dugun unean, kalkulu-formula erabat betetzen da. Ondoren:

M (CH ₄ ) = 0,68 kg / m ³ * 1 m ³ = 0,68 kg, metro kubikoak murriztu ahala.

Gasaren bolumenaren formulak, aldiz, masa eta dentsitate-indizeak ditu. Hau da, balio hau adierazi dezakegu goian konfiguratuta:

V = m / þ, baldintza estandarren arabera metanoaren 2 kg-ko bolumena berdina izango da: 2 / 0,68 = 2,914 m ³ .

Halaber, kasu konplexuetan (baldintza estandarrak ez direnean), Mendeleev-Clapeyron ekuazioa gasaren masa eta bolumena kalkulatzeko erabiltzen da:

P * V = m / M * R * T, non p gasaren presioa da, V bolumena da, m eta M masa eta masa molarra dira, hurrenez hurren, R gas unibertsalaren konstanteak 8.314 dira eta T kelvineko tenperatura da.

Gasaren bolumenaren formula horrek hipotetikoki existitzen den gas ideal baten balio hurbilen kalkuluak lortzen ditu eta fisikan eta kimikan arazoak konpontzeko kontzeptu abstraktu bat erabiltzen da. Bolumena ere Boyle-Mariotte ekuazioarekin kalkulatzeko, hau da hau:

V = p _н * V _н * T / p * T _н , non indizearen indizearen balioak baldintza estandar normalen arabera daude.

Kalkulu ahalik eta zehatzena egiteko eta errealitatera egokitzeko, gasaren dentsitatea bezalako parametro hori kontuan hartu behar da . Parametro hau kalkulatzeko formula oraindik eztabaidagarria da. Ohikoena arruntena da, itxura duena:

Þ = m ₀ * n, non m ₀ molekula masa da (kg), eta n kontzentrazioa da, unitatearen neurria 1 / m ^{3 da} .

Hala ere, kasu batzuetan beharrezkoa da kalkulu konplexuagoak, konplexuagoak eta osoak beste aldagai batzuekin erabiltzea emaitza ideal zehatz eta hurbila lortzeko.