Principalele tipuri de gaze

Natura cunoaște cele trei stări fundamentale ale oricărei substanțe: solidă, lichidă și gazoasă. Practic, orice lichid poate găsi fiecare dintre celelalte două. Multe solide pot fi adăugate în aer în timpul topirii, evaporării sau arderii. Dar nu orice gaz poate deveni o componentă a materialelor solide sau a lichidelor. Sunt cunoscute diferite tipuri de gaze, care diferă prin proprietățile, originea și aplicarea lor.

Definiție și proprietăți

Gazul este o substanță pentru care absența sau valoarea minimă a legăturilor intermoleculare este caracteristică, precum și mobilitatea activă a particulelor. Principalele proprietati pe care toate tipurile de gaze le au:

1. Fluiditatea, deformabilitatea, volatilitatea, dorința de volum maxim, reacția atomilor și moleculelor la o scădere sau creștere a temperaturii, care se manifestă printr-o schimbare a intensității mișcării lor.
2. Există o temperatură în care creșterea presiunii nu duce la o tranziție la starea lichidă.
3. Reduceți ușor volumul. Acest lucru facilitează transportul și utilizarea.
4. Cele mai multe sunt lichefiate prin comprimare în anumite limite ale presiunilor și ale valorilor critice ale căldurii.

Datorită inaccesibilității cercetării, ele sunt descrise prin intermediul unor parametri de bază cum ar fi temperatura, presiunea, volumul, masa molară.

Clasificare după depozit

În mediul natural, toate tipurile de gaz se găsesc în aer, în pământ și în apă.

1. Aer compozit: oxigen, azot, dioxid de carbon, argon, oxid de azot cu adaosuri de neon, krypton, hidrogen, metan.
2. În scoarța pământului, azot, hidrogen, metan și alte hidrocarburi, dioxid de carbon, oxid de sulf Și celelalte sunt în stare gazoasă și lichidă. Există, de asemenea, depozite de gaze în fracția solidă amestecate cu straturi de apă la presiuni de aproximativ 250 atm. La temperaturi relativ scăzute (până la 20 ° C).
3. Rezervoarele conțin gaze solubile - acid clorhidric, amoniac și slab solubil - oxigen, azot, hidrogen, dioxid de carbon Și alții.

Rezervele naturale depășesc cu mult numărul posibil de creații artificial.

Clasificarea după gradul de inflamabilitate

Toate tipurile de gaze, în funcție de caracteristicile comportamentale în procesele de aprindere și combustie, sunt împărțite în oxidanți, inerți și combustibili.

1. Oxidatorii promovează aprinderea și arderea, dar nu ard: aer, oxigen, fluor, clor, oxid și dioxid de azot.
2. Inerții nu participă la combustie, dar au proprietatea de a înlocui oxigenul și de a influența scăderea intensității procesului: heliu, neon, xenon, azot, argon, dioxid de carbon.
3. Combustibilul se aprinde sau explodează, conectându-se cu oxigenul: metan, amoniac, hidrogen, acetilenă, propan, butan, monoxid de carbon, etan, etilenă. Cele mai multe dintre ele sunt caracterizate prin ardere numai în condițiile unei anumite compoziții a amestecului de gaze. Datorită acestei proprietăți, gazul este un tip de combustibil, astăzi acesta este cel mai comun. În această calitate se utilizează metan, propan, butan.

Dioxidul de carbon și rolul acestuia

Este unul dintre cele mai comune gaze din atmosferă (0,04%). La temperatura normală și presiunea atmosferică are o densitate de 1,98 kg / m ³ . Poate fi într-o stare solidă și lichidă. Faza solidă are loc cu căldură negativă și presiune atmosferică constantă, se numește "gheață uscată". Faza lichidă de CO2 este posibilă cu presiunea crescândă. Această proprietate este utilizată pentru depozitare, transport și aplicații tehnologice. Sublimarea (trecerea la o stare gazoasă dintr-un solid, fără o fază lichidă intermediară) este posibilă la -77 până la -79 ° C. Solubilitatea în apă în raportul 1: 1 se realizează la t = 14-16 ° C.

Tipurile de dioxid de carbon diferă în funcție de origine:

1. Produse de activitate vitală a plantelor și animalelor, emisii vulcanice, emisii de gaze din interiorul pământului, evaporare de pe suprafața corpurilor de apă.
2. Rezultatele activităților umane, inclusiv emisiile provenite din arderea tuturor tipurilor de combustibil.

Ca substanță utilă, se aplică:

1. În stingătoarele cu dioxid de carbon.
2. În cilindri pentru sudarea cu arc într-un mediu adecvat de CO ₂ .
3. În industria alimentară ca conservant și pentru carbonarea apei.
4. Ca agent de răcire pentru răcirea temporară.
5. În industria chimică.
6. În metalurgie.

Fiind o componentă indispensabilă a vieții planetei, omului, a mașinilor și a plantelor întregi, dioxidul de carbon se acumulează în straturile inferioare și superioare ale atmosferei, întârziind eliberarea căldurii și creând un "efect de seră".

Gaz lichefiat și rolul acestuia

Printre substanțele de origine naturală și scopuri tehnologice, sunt izolate cele care au un grad ridicat de inflamabilitate și valoare calorică. Următoarele tipuri de gaz lichefiat sunt utilizate pentru depozitare, transport și utilizare: metan, propan, butan, precum și amestecuri de propan-butan.

Butanul (C4H10 ₎ și propanul sunt componente ale gazelor petroliere. Primul este lichefiat la -1 - -0,5 ° C. Transportul și utilizarea în vreme murdară de butan pur nu se efectuează datorită înghețării acestuia. Temperatura de lichefiere pentru propan (C ₃ H ₈₎ -41 - -42 ° C, presiunea critică - 4,27 MPa.

Metanul (CH4 ₎ - constituentul principal al gazelor naturale. Tipuri de surse de gaze - depozite de petrol, produse de procese biogene. Lichidarea are loc prin compresie pas cu pas și reducerea căldurii la -160 - -161 ° C. În fiecare etapă este comprimat de 5-10 ori.

Lichidarea se realizează la instalații speciale. Propanul, butanul, precum și amestecul lor pentru uz casnic și industrial sunt produse separat. Metanul este utilizat în industrie și sub formă de combustibil pentru transport. Acestea din urmă pot fi de asemenea produse în formă comprimată.

Gaz comprimat și rolul său

Recent, gazele naturale comprimate au câștigat popularitate. Dacă propanul și butanul sunt lichefiate exclusiv, metanul poate fi produs atât în formă lichefiată, cât și sub formă comprimată. Gazul în cilindri de înaltă presiune la 20 MPa are mai multe avantaje față de binecunoscutul gaz lichefiat.

1. Rata de evaporare ridicată, inclusiv la temperaturi negative ale aerului, absența fenomenului de acumulare negativă.
2. Mai puțin toxic.
3. Combustie completa, eficienta ridicata, fara impact negativ asupra echipamentelor si atmosferei.

Din ce în ce mai mult, este folosit nu numai pentru camioane, ci și pentru autovehicule, precum și pentru echipamentele cazanelor.

Gazul este o substanță subtilă, dar indispensabilă pentru viața umană. Valoarea calorică ridicată a unora dintre ele justifică utilizarea la scară largă a diferitelor componente ale gazului natural ca și combustibil pentru industrie și transport.