प्राकृतिक गैस: सूत्र। रासायनिक सूत्र गैस। प्राकृतिक गैस के सभी प्रकार

आज हम गैसों की एक विस्तृत विविधता का पता है। इन लोगों में से कुछ रसायन की प्रयोगशाला तरीकों प्राप्त किया, कुछ लोगों द्वारा-उत्पाद के रूप में प्रतिक्रियाओं की एक परिणाम के रूप में खुद को गठन किया था। और क्या गैसों प्रकृति में उत्पादित कर रहे हैं? मुख्य ऐसी गैसों प्राकृतिक, प्राकृतिक मूल चार हैं:

• प्राकृतिक गैस, जिसका CH ₄ के _{फॉर्म्युला,}
• नाइट्रोजन, एन _2;
• हाइड्रोजन, एच _2;
• कार्बन डाइऑक्साइड, सीओ _2।

ऑक्सीजन, हाइड्रोजन सल्फाइड, अमोनिया, - बेशक, कुछ अन्य हैं अक्रिय गैसों, कार्बन मोनोआक्साइड। हालांकि, ऊपर के लोगों के लिए अनिवार्य रूप से महत्वपूर्ण हैं और विभिन्न प्रयोजनों के लिए उन्हें इस्तेमाल, ईंधन के रूप में भी शामिल है।

प्राकृतिक गैस क्या है?

प्राकृतिक गैस ऐसी है, जो प्रकृति हमें देता है के रूप में जाना जाता है। यही कारण है कि जो पृथ्वी के भीतरी इलाकों में की सामग्री बहुत अधिक और राशि है कि रासायनिक प्रतिक्रियाओं की वजह से उद्योग में प्राप्त किया जाता है से अधिक है, है।

आमतौर पर प्राकृतिक गैस, मीथेन के रूप में जाना है, लेकिन यह सच नहीं है। आप गैस अंशों की संरचना को देखें, तो हम अपनी अगली घटक संरचना देख सकते हैं:

• मीथेन (96%);
• ईथेन;
• प्रोपेन;
• ब्यूटेन;
• हाइड्रोजन;
• कार्बन डाइऑक्साइड;
• नाइट्रोजन;
• हाइड्रोजन सल्फाइड (छोटे, का पता लगाने वाली राशि)।

इस प्रकार, यह प्रतीत होता है कि प्राकृतिक गैस - कई का मिश्रण प्राकृतिक रूप से उत्पन्न गैसों।

प्राकृतिक गैस: सूत्र

मीथेन, ईथेन, प्रोपेन और ब्यूटेन - दृश्य प्राकृतिक गैस की रासायनिक बिंदु से रेखीय हाइड्रोकार्बन सरल संरचना का एक मिश्रण है। हालांकि, सभी मीथेन की एक बड़ी मात्रा के बाद से, स्वीकार किए जाते हैं सामान्य सूत्र प्राकृतिक गैस सीधे सूत्र मीथेन व्यक्त करते हैं। इस प्रकार, यह पता चला है कि प्राकृतिक गैस मीथेन CH ₄ का रासायनिक _{सूत्र।}

शेष घटकों रसायन शास्त्र में निम्नलिखित अनुभवजन्य सूत्र है:

• ईथेन - सी ₂ एच _6;
• प्रोपेन - सी ₃ एच _8;
• ब्यूटेन - सी ₄ एच _10;
• कार्बन डाइऑक्साइड - सीओ _2;
• नाइट्रोजन - एन _2;
• एच - एच _2;
• हाइड्रोजन सल्फाइड - एच ₂ एस

ऐसे पदार्थों का एक मिश्रण प्राकृतिक गैस है। इसका मुख्य सूत्र मीथेन यौगिक इंगित करता है कि कार्बन की मात्रा उसके बहुत छोटा है। इस तरह जलाने के लिए एक रंगहीन, पूरी तरह से बिंदु धूम्रपान की क्षमता के रूप में अपनी भौतिक गुणों को प्रभावित करता है। इसकी के अन्य सदस्यों जबकि समांगी श्रृंखला (श्रृंखला दहन के दौरान संतृप्त हाइड्रोकार्बन या हाइड्रोकार्बन) काले धुएँ के रंग का लौ के रूप में।

प्रकृति में होने के नाते

प्रकृति में, इस गैस गहरी भूमिगत, तलछटी चट्टान की मोटी और घने परतों पाया जाता है। प्रकृति में प्राकृतिक गैस की मूल के दो मुख्य सिद्धांत हैं।

1. विवर्तनिक आंदोलनों के सिद्धांत चट्टानों। इस सिद्धांत के समर्थकों का मानना है कि हाइड्रोकार्बन पृथ्वी की आंत में निहित है और हमेशा विवर्तनिक आंदोलनों और कटौती ऊपर का एक परिणाम के रूप में उठाया गया है। तेल और गैस - ऊपर उच्च दबाव और तापमान परिवर्तन उन्हें दो प्राकृतिक खनिज में रासायनिक प्रतिक्रियाओं का एक परिणाम के रूप में करते हैं।
2. Biogenic सिद्धांत एक और तरीका है, जिसमें प्राकृतिक गैस बनाई है पता चलता है। कार्बन और हाइड्रोजन है, जो पता चलता है कि अपने गठन के जैविक प्राणी जिनके शरीर ज्यादातर इन तत्वों, इस ग्रह है कि इस दिन के लिए मौजूद है पर सभी जीवित चीजों की तरह से निर्मित भाग लिया रहने वाले ले गया - सूत्र इसकी गुणात्मक रचना को दर्शाता है। समय के साथ, मृत पौधों और जानवरों के अवशेष समुद्र तल, जहां न तो ऑक्सीजन नहीं थी और न ही बैक्टीरिया विघटित और कार्बनिक पदार्थ रीसायकल कर सकते हैं नीचे डूब गया। बायोमास के अवायवीय क्षय के परिणामस्वरूप हुआ है, और लाखों साल में दो खनिजों का एक स्रोत - तेल और गैस। एक ही दोनों का इस प्रकार आधार - यह हाइड्रोकार्बन और कम आणविक भार पदार्थों के आंशिक रूप से। गैस और तेल का रासायनिक सूत्र यह साबित होता है। हालांकि, जब अलग अलग परिस्थितियों और अलग अलग उत्पादों के संपर्क में गठन कर रहे हैं: एक उच्च दबाव और तापमान - गैस, कम - तेल।

आज, मुख्य क्षेत्रों और प्राकृतिक गैस भंडार जैसे रूस, अमरीका, कनाडा, ईरान, नॉर्वे और नीदरलैंड जैसे देशों की है।

प्राकृतिक गैस के एकत्रीकरण के अपने राज्य के अनुसार हमेशा ही गैस राज्य में शामिल नहीं किया जा सकता। वहाँ संक्षेपण के लिए कई विकल्प हैं:

1. गैस तेल अणुओं में भंग कर दिया।
2. गैस पानी के अणुओं में भंग कर दिया।
3. गैस हाइड्रेट्स एक ठोस रूप में।
4. गैसीय यौगिक - सामान्य परिस्थितियों के अंतर्गत।

इन राज्यों से प्रत्येक की अपनी क्षेत्र है, और मनुष्य के लिए बहुत मूल्यवान है।

प्रयोगशाला और उद्योग में हो रही है

प्राकृतिक गैस के उत्पादन स्थानों के अलावा, वहाँ तरीके प्रयोगशाला में इसे पाने के लिए के एक नंबर रहे हैं। इन विधियों, हालांकि, निश्चित रूप से केवल उत्पाद की छोटे-छोटे बैच के लिए उपयोग किया जाएगा, के बाद से प्राकृतिक गैस लागत प्रयोगशाला संश्लेषण में लागू करने के लिए लाभदायक नहीं है।

प्रयोगशाला तरीके:

1. हाइड्रोलिसिस कम आणविक यौगिकों - एल्यूमीनियम कार्बाइड: AL ₄ सी ₃ + 12H ₂ हे = 3CH ₄ + 4Al (OH) _3।
2. क्षार की उपस्थिति में सोडियम एसीटेट: सीएच ₃ COOH + NaOH = CH ₄ + ना ₂ सीओ _3।
3. syngas से: सीओ + 3H ₂ = CH ₄ + H ₂ ओ
4. कार्बन और हाइड्रोजन - - ऊंचा तापमान और दबाव में सरल पदार्थों से।

प्राकृतिक गैस मीथेन सूत्र का रासायनिक सूत्र परिलक्षित होता है, ताकि सभी हाइड्रोकार्बन की विशेषता प्रतिक्रियाओं, विशेषता एक दिया गैस के लिए।

उद्योग प्राकृतिक जमा और भिन्न के आगे की प्रक्रिया से मीथेन निष्कर्षण का उत्पादन किया। इसके अलावा, उत्पाद गैस आवश्यक जरूरतों की सफाई कर रहा है। प्राकृतिक गैस मीथेन के बाद सूत्र घटकों इसमें मौजूद का केवल एक हिस्सा पता चलता है। घरेलू उपयोग के लिए स्वच्छ मीथेन के अलावा अन्य कोई पदार्थ युक्त गैस की जरूरत है। अलग करने योग्य ईथेन, प्रोपेन, ब्यूटेन और अन्य गैसों भी व्यापक रूप से इस्तेमाल कर रहे हैं।

भौतिक गुणों

गैस समीकरण गुणों क्या भौतिक वह होने चाहिए की एक विचार देता है। विशेषताओं की किस तरह पर विचार करें।

1. रंगहीन ठोस, बिना गंध।
2. लगभग घनत्व 0,7-1 किग्रा / एम ³ के बीच अंतर होता ^है।
3. 650 ⁰ सी दहन तापमान
4. लगभग दो बार हवा की तुलना में हल्का।
5. गर्मी गैस की एक घन मीटर के दहन से जारी की है, 46 करोड़ जूल के बराबर।
6. हवा गैस में उच्च सांद्रता (% 15 से अधिक) पर बहुत विस्फोटक है।
7. जब एक ईंधन दर्शाती ओकटाइन संख्या 130 के बराबर के रूप में इस्तेमाल किया।

शुद्ध गैस केवल एक विशेष उपचार संयंत्रों (पौधों) है, जो जीवाश्म निकासी की साइट पर खड़ा कर रहे हैं के माध्यम से पास करने के बाद प्राप्त होता है।

आवेदन

वहाँ के कई मुख्य क्षेत्र हैं प्राकृतिक गैस का उपयोग। इसका मुख्य घटक, गैस जो सूत्र CH ₄ का इस्तेमाल किया और मिश्रण के अन्य सभी घटकों के अलावा के बाद।

1. जीवन के उपभोक्ता क्षेत्र। यहाँ यह एक गैस पाक कला, आवासीय भवनों के हीटिंग, बॉयलर और इसके आगे के लिए ईंधन को दर्शाता है। गैस खाना पकाने के लिए इस्तेमाल किया, mercaptans के समूह से संबंधित विशेष पदार्थों जोड़ें। यह सुनिश्चित करना है कि गैस पाइप या अन्य खामियों है कि लोगों को यह गंध और कार्रवाई कर सकते हैं के रिसाव की स्थिति में किया जाता है। घरेलू गैस मिश्रण (जो प्रोपेन और ब्यूटेन का एक मिश्रण है) उच्च सांद्रता में अत्यंत विस्फोटक है। Mercaptans भी प्राकृतिक गैस की विशिष्ट और अप्रिय गंध बनाते हैं। सूत्र सल्फर और फास्फोरस जैसे तत्वों में शामिल हैं, जो उन्हें एक विशिष्टता प्रदान करती है।

2. रासायनिक उत्पादन। इस क्षेत्र में, कई महत्वपूर्ण यौगिकों का निर्माण प्रतिक्रियाओं के लिए मुख्य प्रारंभिक सामग्री में से एक प्राकृतिक गैस, सूत्र जो syntheses जिसमें यह शामिल किया जा सकता दर्शाता है:

• प्लास्टिक, जो व्यावहारिक रूप से उद्योग के सभी क्षेत्रों के लिए सबसे आम आधुनिक सामग्री हैं के उत्पादन में आधार;
• ethynyl, हाइड्रोजन साइनाइड और अमोनिया के संश्लेषण में कच्चे माल। सामी भविष्य में इन उत्पादों में कई सिंथेटिक फाइबर और कपड़े, उर्वरक और निर्माण में इन्सुलेशन के उत्पादन के लिए जाना;
• रबर, मेथनॉल, कार्बनिक अम्ल - मीथेन और अन्य पदार्थों से बनते हैं। मानव जीवन के लगभग सभी क्षेत्रों में उपयोग किया जाता है;
• polyethylene और अनेक अन्य घटक सिंथेटिक प्रकृति मीथेन धन्यवाद प्राप्त किया।

3. ईंधन के रूप में प्रयोग करें। इसके अलावा, मानव गतिविधि के किसी भी प्रकार के लिए, टेबल लैंप की और ताप विद्युत संयंत्रों के लिए उपयुक्त प्रकार भरने से लेकर। ईंधन के इस प्रकार के पारिस्थितिकी सही और सभी वैकल्पिक तरीकों की पृष्ठभूमि के लिए उपयुक्त माना जाता है। हालांकि, मीथेन के दहन किसी अन्य कार्बनिक पदार्थ के रूप में कार्बन डाइऑक्साइड के रूप में। और वह पृथ्वी की ग्रीन हाउस प्रभाव के कारण माना जाता है। इसलिए, लोगों को काम और भी अधिक शुद्ध और तापीय ऊर्जा के उच्च गुणवत्ता वाले स्रोत खोजना चाहिए।

यही कारण है कि सभी बुनियादी स्रोत हैं जो प्राकृतिक गैस का उपयोग है। फॉर्मूला उसे, यदि आप सभी जटिल घटकों ले, पता चलता है कि यह लगभग एक नवीकरणीय संसाधन, केवल समय आपको बहुत बहुत क्या करने की जरूरत है। प्राकृतिक गैस की भंडार के साथ हमारा देश बहुत ही भाग्यशाली है, क्योंकि इस तरह के प्राकृतिक संसाधनों की राशि, न केवल रूस लेकिन कई अन्य देशों निर्यात के माध्यम से सैकड़ों वर्ष के लिए पिछले जाएगा।

नाइट्रोजन

यह प्राकृतिक तेल और गैस जमा का हिस्सा है। इसके अलावा, गैस हवा में मात्रा का एक बड़ा हिस्सा (78%) पर है और स्थलमंडल नाइट्रेट में प्राकृतिक यौगिकों के रूप में होता है।

एक साधारण पदार्थ के रूप में व्यावहारिक रूप से जीवों नाइट्रोजन रहने से इस्तेमाल किया। सूत्र N≡N रासायनिक बांड की, मामले में प्रपत्र ₂ एन की है, या,। इस तरह एक मजबूत कनेक्शन की उपस्थिति सामान्य परिस्थितियों में अणुओं की एक उच्च स्थिरता और रासायनिक निष्क्रियता इंगित करता है। यह वही वातावरण में मुक्त रूप में इस गैस की एक बड़ी राशि के अस्तित्व की संभावना बताते है।

एक सरल तय नाइट्रोजन विशेष जीवों में सक्षम पदार्थ में - rhizobia। वे तो गैस प्लांट के लिए एक अधिक उपयुक्त आकार में कार्रवाई की जाती है और इस प्रकार के पौधे जड़ प्रणालियों के खनिज पोषण ले।

वहाँ कई बुनियादी यौगिकों, रूप है जो प्रकृति नाइट्रोजन में मौजूद है में हैं। निम्न में से कोई सूत्र:

• आक्साइड - सं _2, एन ₂ ओ, एन ₂ ओ _5;
• एसिड - नाइट्रस और नाइट्रिक HNO ₂ HNO ₃ (हवा में आक्साइड से बिजली निर्वहन द्वारा उत्पादित);
• नाइट्रेट - _3, नैनो _3, और इतने पर KNO।

मैन नाइट्रोजन प्रयोग किया जाता है न केवल एक गैस के रूप में है, लेकिन तरल अवस्था में। यह नीचे -170 ⁰ सी है, जो यह सब्जी और जानवरों के ऊतकों, कई सामग्री ठंड के लिए उपयुक्त बनाता है तापमान पर तरल बनने की क्षमता है। क्यों तरल नाइट्रोजन के व्यापक उपयोग चिकित्सा के क्षेत्र में होती है।

अमोनिया - इसके अलावा नाइट्रोजन इसकी मुख्य कनेक्शन में से एक प्राप्त करने के लिए एक आधार है। पदार्थ के उत्पादन टन भार, यह व्यापक रूप से (तैयारी रबड़, रंग, प्लास्टिक, सिंथेटिक फाइबर, कार्बनिक अम्ल, रंग उत्पादन, विस्फोटकों और इसी तरह) घरेलू और उद्योग में प्रयोग किया जाता है के रूप में।

कार्बन डाइऑक्साइड

पदार्थ के सूत्र क्या है? कार्बन डाइऑक्साइड सीओ ₂ के रूप में लिखा _है। अणु दुर्बलता से ध्रुवीय, दोहरी ठोस रासायनिक कार्बन और ऑक्सीजन के बीच बलों में सहसंयोजक बंधन। यह सामान्य परिस्थितियों में स्थिरता और अणु की निष्क्रियता को दर्शाता है। यह इस तथ्य के वातावरण में मुक्त कार्बन डाइऑक्साइड के अस्तित्व पुष्टि की है।

इस सामग्री को प्राकृतिक गैस और तेल का एक घटक है, और यह भी ग्रह के ऊपरी वायुमंडल में जम जाता है, तथाकथित ग्रीन हाउस प्रभाव के कारण।

कार्बन डाइऑक्साइड की बड़ी मात्रा में जैविक ईंधन के किसी भी प्रकार के दहन के दौरान गठन किया था। कोयला, लकड़ी, गैस या अन्य ईंधन या नहीं, पूरा दहन गठन पानी और मादक द्रव्यों के हो जाती है।

इसलिए, यह पता चला है कि वातावरण में अपनी संचय अनिवार्य है। इसलिए, आधुनिक समाज का एक महत्वपूर्ण कार्य के लिए एक विकल्प है, जो ईंधन ग्रीन हाउस प्रभाव को कम करता है की खोज है।

हाइड्रोजन

एक और चढ़ाई यौगिक प्राकृतिक खनिज की संरचना में होने वाली - हाइड्रोजन है। गैस जिसका सूत्र - एच _2। आज सभी ज्ञात बात का सबसे आसान।

क्षार धातुओं और हैलोजन के बीच - आवधिक प्रणाली में अपने विशेष गुण के लिए धन्यवाद दो स्थानों पर है। एक इलेक्ट्रॉन के बाद एक (धातु गुण, बहाली) के रूप में यह दे रही है में सक्षम है और (गैर धातु गुण, ऑक्सीकरण) स्वीकार करते हैं।

उपयोग के मुख्य क्षेत्र - एक पर्यावरण अनुकूल ईंधन है, जिसके लिए शोधकर्ताओं ने भविष्य देखते हैं। कारण:

• इस गैस की शेयरों की असीमित संख्या;
• दहन के परिणामस्वरूप गठन केवल पानी है।

हालांकि, एक ऊर्जा स्रोत के रूप में हाइड्रोजन की पूरी प्रौद्योगिकी विकास अभी भी कई बारीकियों सुधार की जरूरत है।

गणना के लिए बड़े पैमाने पर, घनत्व, और गैसों की मात्रा के लिए सूत्र

भौतिकी और रसायन शास्त्र में गैस व्यवस्थित करने के लिए कुछ बुनियादी तरीके लागू होते हैं। उदाहरण के लिए, अगर यह, इस तरह के गैस का द्रव्यमान के रूप में सबसे महत्वपूर्ण मापदंडों में से एक है गणना सूत्र है के लिए:

मीटर = वी * वें, जिसमें Þ - इसकी मात्रा - एक पदार्थ और वी के घनत्व है।

उदाहरण के लिए, अगर हम सामान्य परिस्थितियों में 1 घन मीटर प्राकृतिक गैस की मात्रा के द्रव्यमान की गणना करने की जरूरत है, तो हम संदर्भ सामग्री में इसका घनत्व के मानक के औसत मान लेते हैं। यह करने के लिए 0.68 किलो / मी ³ बराबर हो ^{जाएगा।} अब जब हम मात्रा और गैस का घनत्व पता है, के लिए सूत्र की गणना है काफी आवश्यकताओं के अनुरूप है। तब:

मीटर (सीएच ₄₎ = 0.68 किलो / मी ³ * 1 ^{एम 3} = 0,68 किलो, कम घन मीटर के रूप में।

फॉर्मूला गैस की मात्रा, इसके विपरीत, द्रव्यमान और घनत्व संकेतक के होते हैं। यही कारण है, हम ऊपर विन्यास का मूल्य व्यक्त कर सकते हैं:

वी = एम / वें, तो मीथेन की 2 किलो राशि का मानक स्थितियों में 2 / 0,68 = 2,914 मीटर ³ के बराबर ^है।

इसके अलावा, अधिक जटिल मामलों में (जब स्थिति अमानक कर रहे हैं) बड़े पैमाने पर और गैसों की मात्रा का इस्तेमाल किया Mendeleyev-Clapeyron समीकरण है, जो रूप है की गणना करने के:

पी * वी = एम / एम * R * टी, जहां पी - गैस का दबाव, वी - अपने मात्रा मीटर और एम - बड़े पैमाने पर और दाढ़ जन, क्रमशः, आर - सार्वभौमिक गैस 8.314 के लिए निरंतर बराबर, टी - केल्विन में तापमान।

इस गैस की मात्रा सूत्र बहुत आदर्श गैस है, जो विशुद्ध रूप से काल्पनिक मौजूद है और भौतिकी और रसायन शास्त्र में समस्याओं को सुलझाने में अमूर्त अवधारणाओं लिए किया जाता है के मूल्य के करीबी अनुमान पैदा करता है। यह भी समीकरण बॉयल, जो रूप है की मात्रा की गणना करने के लिए संभव है:

वी = पी _n * वी _n * टी / पी * टी _n, जहां सूचकांक मूल्य n - सामान्य मानक परिस्थितियों में मान हैं।

गणना करने के लिए, सबसे सटीक और वास्तविकता के अनुरूप, इस तरह के एक विकल्प पर विचार किया जाना था के रूप में गैस का घनत्व। इस पैरामीटर गणना के लिए सूत्र अभी भी एक विवादास्पद मुद्दा है। सबसे आम सरल का उपयोग करने का फैसला किया, वह यह है कि:

Þ = मी ₀ * n, जहां मीटर ₀ - आणविक द्रव्यमान (किलो) n - एकाग्रता इकाई - 1 / मी ^3।

हालांकि, कुछ मामलों में यह कई चर के साथ अन्य, अधिक जटिल और पूर्ण गणना उपयोग करने के लिए सही और आदर्श परिणाम के करीब का निर्माण करने के लिए आवश्यक है।