Nwy naturiol: fformiwla. nwy fformiwla gemegol. Pob math o nwy naturiol

Heddiw, rydym yn gwybod amrywiaeth eang o nwyon. Mae rhai o'r bobl hyn a dderbyniwyd dulliau labordy o gemegau, mae rhai ffurfio eu hunain o ganlyniad i adweithiau fel sgil-gynhyrchion. A beth nwyon yn cael eu cynhyrchu o ran eu natur? Y prif nwyon megis naturiol, tarddiad naturiol pedwar:

• nwy naturiol, y mae ei fformiwla o CH _4;
• Nitrogen, N _2;
• hydrogen, H _2;
• carbon deuocsid, CO _2.

Wrth gwrs, mae rhai eraill - ocsigen, hydrogen sylffid, amonia, nwyon anadweithiol, carbon monocsid. Fodd bynnag, mae'r uchod yn eu hanfod bwysig i bobl ac yn eu defnyddio at ddibenion gwahanol, gan gynnwys fel tanwydd.

Beth yw nwy naturiol?

nwy naturiol yn cael ei adnabod fel y cyfryw, mae natur yn rhoi i ni. Hynny yw, mae'r cynnwys sydd, yn y tu mewn i'r Ddaear yn llawer uwch ac yn fwy na'r swm sy'n cael ei sicrhau yn y diwydiant o ganlyniad i adweithiau cemegol.

adwaenir yn gyffredin fel nwy naturiol, methan, ond nid yw hyn yn wir. Os ydych yn edrych ar gyfansoddiad y ffracsiynau nwy, gallwn weld ei gyfansoddiad gydran nesaf:

• methan (96%);
• ethan;
• propan;
• bwtan;
• hydrogen;
• carbon deuocsid;
• nitrogen;
• hydrogen sylffid (, symiau olrhain bach).

Felly, mae'n ymddangos bod y nwy naturiol - cymysgedd o sawl nwyon sy'n digwydd yn naturiol.

Nwy naturiol: Fformiwla

O'r pwynt cemegol o farn nwy naturiol yn gymysgedd o hydrocarbonau llinol strwythur syml - methan, ethan, propan a bwtan. Fodd bynnag, gan fod cyfrol mwy o'r holl methan, mae'r fformiwla gyffredinol nwy naturiol a dderbynnir yn mynegi methan fformiwla yn uniongyrchol. Felly, mae'n troi allan bod y fformiwla gemegol o nwy naturiol methan CH _4.

Mae cydrannau sy'n weddill yn cael y fformiwla empirig canlynol mewn cemeg:

• ethan - C ₂ H _6;
• propan - C ₃ H _8;
• bwtan - C ₄ H _10;
• carbon deuocsid - CO _2;
• nitrogen - N _2;
• H - H _2;
• hydrogen sylffid - H ₂ S.

Mae cymysgedd o sylweddau o'r fath yn nwy naturiol. Mae ei phrif gyfansoddyn methan Fformiwla yn dangos bod y cynnwys carbon ohono yn fach iawn. Mae hyn yn effeithio ar ei briodweddau ffisegol, megis y gallu i losgi di-liw, yn gyfan gwbl yn ysmygu pwynt. Tra bod aelodau eraill o'i gyfres homologaidd (Cyfres hydrocarbonau dirlawn neu alcanau) yn ystod hylosgiad i ffurfio fflam myglyd du.

Bod mewn natur

Yn natur, nwy hwn yn dod o hyd o dan y ddaear yn ddwfn, yr haenau trwchus a trwchus o greigiau gwaddodol. Mae dau brif ddamcaniaethau o darddiad o nwy naturiol o ran eu natur.

1. Mae'r ddamcaniaeth o symudiadau tectonig creigiau. Cynigwyr o ddamcaniaeth hon yn credu bod y hydrocarbonau a gynhwysir yn y coluddion y ddaear ac mae bob amser eu codi o ganlyniad i symudiadau tectonig a thoriadau i fyny. Ar frig y gwasgedd uchel a newidiadau tymheredd yn eu gwneud o ganlyniad i adweithiau cemegol yn y ddwy mwynau naturiol - olew a nwy.
2. damcaniaeth biogenig yn awgrymu dull arall lle nwy naturiol yn cael ei ffurfio. Mae'r fformiwla yn adlewyrchu ei gyfansoddiad ansoddol - carbon a hydrogen, sy'n awgrymu bod ei ffurfio yn cymryd byw bodau organig y mae eu cyrff eu fynychwyd hadeiladu yn bennaf allan o'r elfennau hyn, fel pob peth byw ar y blaned hon sy'n bodoli hyd heddiw. Dros amser, mae gweddillion planhigion ac anifeiliaid marw suddodd dan y llawr môr, lle roedd na ocsigen ni all bacteria pydru ac yn ailgylchu'r deunydd organig. O ganlyniad i bydredd anaerobig biomas wedi digwydd, a dros filiynau o flynyddoedd, yn ffynhonnell o ddau fwynau - olew a nwy. Felly sail y ddau yr un fath - mae'n hydrocarbonau ac yn rhannol o sylweddau moleciwlaidd pwysau isel. Mae'r fformiwla cemegol y nwy ac olew yn profi hynny. Fodd bynnag, pan fydd yn agored i amodau gwahanol a chynhyrchion gwahanol yn cael eu ffurfio: a gwasgedd uchel a thymheredd - nwy, yr isel - olew.

Heddiw, y prif feysydd a chronfeydd wrth gefn nwy naturiol yn cael gwledydd fel Rwsia, UDA, Canada, Iran, Norwy a'r Iseldiroedd.

Yn ôl ei gyflwr o agregu o nwy naturiol na ellir bob amser yn cael ei gynnwys yn unig yn y cyflwr nwy. Mae yna nifer o opsiynau ar gyfer y anwedd:

1. Mae'r nwy hydoddi yn y moleciwlau olew.
2. Nwy toddi yn y moleciwlau dŵr.
3. hydrates nwy yn ffurfio solid.
4. O dan amodau arferol - cyfansoddyn nwyol.

Mae gan bob un o'r rhain yn datgan ei faes ei hun, ac yn werthfawr iawn i bobl.

Cael yn y labordy a diwydiant

Yn ogystal â mannau cynhyrchu nwy naturiol, mae yna nifer o ffyrdd i gael yn y labordy. Nid yw dulliau hyn, fodd bynnag, bydd yn sicr yn cael ei ddefnyddio dim ond ar gyfer sypiau llai o gynnyrch, gan fod y gost nwy naturiol i weithredu yn y synthesis labordy yn broffidiol.

Dulliau Labordy:

1. Hydrolysis cyfansoddion moleciwlaidd isel - carbid alwminiwm: AL ₄ C ₃ + 12h ₂ O = 3CH ₄ + 4AL (OH) _3.
2. Sodiwm asetad ym mhresenoldeb alcali: CH ₃ COOH + NaOH = CH ₄ + Na ₂ CO _3.
3. O syngas: CO + 3H ₂ = CH ₄ + H ₂ O.
4. O sylweddau syml - carbon a hydrogen - ar dymheredd a gwasgedd uchel.

Mae'r fformiwla gemegol o fformiwla methan nwy naturiol yn adlewyrchu, fel bod yr holl adweithiau nodweddiadol alcanau, a nodweddir gyfer nwy a roddwyd.

Cynhyrchodd y diwydiant echdynnu methan o adneuon naturiol a phrosesu pellach o ffracsiynau. Hefyd, mae'n ofynnol i'r nwy cynnyrch anghenion glanhau. Ar ôl methan nwy naturiol fformiwla yn dangos dim ond rhan o'r cydrannau sydd ynddo. At ddefnydd y cartref anghenion nwy glân sy'n cynnwys dim sylweddau heblaw'r methan. ethan datodadwy, propan, biwtan a nwyon eraill hefyd yn cael eu defnyddio'n eang.

priodweddau ffisegol

hafaliad nwy yn rhoi syniad o'r hyn y nodweddion ffisegol rhaid iddo feddu. Ystyriwch pa fath o nodweddion.

1. Di-liw solid, yn ddiarogl.
2. dwysedd yn fras yn amrywio rhwng 0,7-1 kg / m ^3.
3. Mae tymheredd hylosgiad 650 ⁰ C.
4. Mae bron i ddwy gwaith yn ysgafnach nag aer.
5. Mae'r gwres a ryddhawyd gan losgi un metr ciwbig o nwy, sy'n hafal i 46 miliwn joule.
6. Mewn crynodiadau uwch (dros 15%) yn y nwy aer yn ffrwydrol iawn.
7. Pan gaiff ei ddefnyddio fel rhif octan arddangosion tanwydd cyfartal i 130.

Mae'r nwy pur yn cael ei sicrhau yn unig ar ôl ei basio drwy gweithfeydd triniaeth arbennig (planhigion), sy'n cael eu codi ar y safle echdynnu ffosil.

cais

Mae sawl prif feysydd defnydd o nwy naturiol. Ar ôl ychwanegol at ei brif gydran, y nwy sydd fformiwla CH ₄ a ddefnyddiwyd a'r holl gydrannau eraill y gymysgedd.

1. cylch Defnyddwyr bywyd. Yma, mae'n cyfeirio at coginio nwy, gwresogi adeiladau preswyl, tanwydd ar gyfer bwyleri ac yn y blaen. Y nwy a ddefnyddir ar gyfer coginio, ychwanegwch sylweddau arbennig sy'n perthyn i'r grŵp o mercaptans. Gwneir hyn er mwyn sicrhau bod mewn achos o gollyngiadau o bibellau nwy neu gwallau eraill y gall pobl arogli ac yn gweithredu. cymysgedd nwy yn y cartref (sy'n gymysgedd o propan a bwtan) yn hynod ffrwydrol mewn crynodiadau uwch. Mercaptans hefyd yn gwneud arogl penodol ac annymunol o nwy naturiol. Mae'r fformiwla yn cynnwys elfennau megis sylffwr a ffosfforws, sy'n rhoi phenodoldeb iddynt.

2. cynhyrchu cemegol. Yn yr ardal hon, un o'r prif ddeunyddiau cychwyn ar gyfer llawer o adweithiau pwysig sy'n cynhyrchu cyfansoddion yw nwy naturiol, y fformiwla sy'n dangos cyfosodiadau y gall ei fod yn gysylltiedig:

• sail wrth gynhyrchu plastig, sef y deunydd modern mwyaf cyffredin ar gyfer bron pob maes diwydiant;
• deunyddiau crai yn y synthesis o ethynyl, seianid hydrogen ac amonia. Sami cynhyrchion hyn yn y dyfodol yn mynd i'r cynhyrchu llawer o ffibrau a ffabrigau synthetig, gwrteithiau ac inswleiddio mewn adeiladu;
• rwber, methanol, asidau organig - yn cael eu ffurfio o fethan a sylweddau eraill. Yn cael eu defnyddio ym mron pob rhan o fywyd dynol;
• polyethylen a llawer o gyfansoddion eraill natur synthetig a dderbyniwyd yn diolch methan.

3. Defnyddio fel tanwydd. Ar ben hynny, ar gyfer unrhyw fath o weithgarwch dynol, yn amrywio o lenwi y math priodol o lampau bwrdd ac i blanhigion pŵer thermol. Mae'r math hwn o danwydd ei ystyried i fod yn ecolegol gywir ac yn briodol i gefndir pob dull amgen. Fodd bynnag, mae'r hylosgiad methan i ffurfio carbon deuocsid fel unrhyw ddeunydd organig arall. Ac efe yn hysbys i fod yn achos effaith tŷ gwydr y Ddaear. Felly, dylai pobl ddod o hyd i'r dasg hyd yn oed mwy pur a ffynhonnell o ansawdd uchel o ynni thermol.

Dyna'r holl ffynonellau sylfaenol sy'n defnyddio nwy naturiol. Fformiwla iddo, os ydych yn cymryd yr holl gydrannau cymhleth, yn dangos ei bod bron yn adnodd adnewyddadwy, yr unig amser mae angen i chi ei wneud yn fawr iawn. Mae ein gwlad gyda chronfeydd wrth gefn o nwy naturiol yn hynod o lwcus oherwydd bydd y swm o adnoddau naturiol megis bara am gannoedd o flynyddoedd, nid yn unig yn Rwsia, ond llawer o wledydd eraill drwy allforio.

nitrogen

Mae'n rhan o'r dyddodion olew a nwy naturiol. Yn ogystal, mae'r nwy yn meddiannu rhan fawr o'r gyfrol mewn aer (78%) ac yn digwydd ar ffurf cyfansoddion naturiol yn y nitrad lithosffer.

Fel sylwedd syml a ddefnyddir yn ymarferol trwy fyw organebau nitrogen. Y fformiwla yw y ffurflen ₂ N, neu, o ran bondiau cemegol, N≡N. Mae presenoldeb cysylltiad mor gryf yn dangos sefydlogrwydd a chemegol uchel anadweithedd o foleciwlau o dan amodau arferol. Mae hyn yn beth yn egluro y posibilrwydd o fodolaeth swm mawr o nwy hwn yn y ffurf rhad ac am ddim yn yr atmosffer.

Mewn sylwedd syml sy'n gallu organebau penodol nitrogen sefydlog - rhizobia. Yna, maent yn cael eu prosesu mewn siâp mwy addas ar gyfer y gwaith nwy ac felly cario maeth mwynau systemau gwreiddiau planhigion.

Mae yna nifer o gyfansoddion sylfaenol, ar ffurf sy'n bodoli mewn nitrogen natur. Mae'r fformiwla o'r canlynol:

• ocsidau - NO _2, N ₂ O, N ₂ O _5;
• asid - nitraidd a nitrig HNO ₂ HNO ₃ (a gynhyrchwyd gan gollyngiadau mellt o ocsidau yn yr aer);
• nitrad - kno _3, Nano _3, ac yn y blaen.

nitrogen Dyn yn cael ei ddefnyddio, nid yn unig fel nwy, ond yn y cyflwr hylifol. Mae ganddo'r gallu i ddod yn hylif ar dymheredd is na -170 ⁰ C, sy'n ei gwneud yn addas ar gyfer rhewi meinweoedd llysiau ac anifeiliaid, mae llawer o ddeunyddiau. Dyna pam y defnydd eang o nitrogen hylifol yw mewn meddygaeth.

Hefyd nitrogen yn sylfaen ar gyfer cael un o'i phrif gysylltiadau - amonia. Cynhyrchu tunelli o sylweddau, gan ei fod yn cael ei ddefnyddio'n helaeth yn y cartref a diwydiant (rwberi paratoi, llifynnau, plastigau, ffibrau synthetig, asidau organig, cynhyrchu paent, ffrwydron ac yn y blaen).

carbon deuocsid

Beth yw'r fformiwla y sylwedd? Mae carbon deuocsid yn cael ei ysgrifennu fel CO _2. bond cofalent yn y moleciwl polar wan lluoedd cemegol solet deuol, rhwng y carbon ac ocsigen. Mae hyn yn dangos sefydlogrwydd a anadweithedd y moleciwl o dan amodau arferol. Mae'r ffaith hon yn cael ei gadarnhau gan fodolaeth y carbon deuocsid rhydd yn yr atmosffer.

Mae'r deunydd hwn yn rhan o nwy naturiol ac olew, ac mae hefyd yn cronni yn yr atmosffer uchaf y blaned, gan achosi i'r hyn a elwir yn effaith tŷ gwydr.

Mae llawer iawn o garbon deuocsid a ffurfiwyd yn ystod hylosgi unrhyw fath o danwydd organig. P'un a glo, coed, nwy neu danwydd arall, hylosgiad cyflawn gan arwain yn y dŵr ffurfio a sylwedd.

Felly, mae'n troi allan bod ei cronni yn yr atmosffer yn anochel. Felly, yn dasg bwysig o gymdeithas fodern yn chwilio am ddewis arall, sy'n lleihau'r effaith tŷ gwydr tanwydd.

hydrogen

cyfansoddyn arall dringo digwydd yn y cyfansoddiad mwynau naturiol - yn hydrogen. Nwy y mae ei fformiwla - H _2. Mae'r hawsaf o bob mater yn hysbys heddiw.

Diolch i ei nodweddion arbennig yn y system cyfnodol yn meddiannu dwy swydd - ymhlith metelau alcalïaidd a halogenau. Mae cael un electron yn gallu rhoi fel (eiddo metelaidd, adfer) a derbyn (eiddo nad ydynt yn metelaidd, ocsideiddio).

Y prif faes o ddefnydd - yn danwydd sy'n gyfeillgar i'r amgylchedd, y mae'r ymchwilwyr yn gweld y dyfodol. rhesymau:

• nifer digyfyngiad o stociau nwy hwn;
• Dim ond dŵr ffurfio o ganlyniad i'r hylosgi yw.

Fodd bynnag, mae angen gwella o hyd llawer o arlliwiau datblygu technoleg gyflawn o hydrogen fel ffynhonnell ynni.

Fformiwlâu ar gyfer màs cyfrifo, dwysedd, a nifer y nwyon

Mewn ffiseg a chemeg yn berthnasol ychydig o ffordd sylfaenol i setlo'r nwy. Er enghraifft, os yw'n un o'r paramedrau pwysicaf megis màs y nwy, ar gyfer fformiwla cyfrifo yw:

m þ = V *, wherein þ - yw'r dwysedd y sylwedd a V - o'i gyfaint.

Er enghraifft, os bydd angen i gyfrifo màs cyfaint nwy naturiol o 1 metr ciwbig o dan amodau arferol, yna rydym yn cymryd y gwerth cymedrig y safon ei ddwysedd yn y deunydd cyfeirio. Bydd yn gyfartal â 0.68 kg / m ^3. Nawr ein bod yn gwybod y cyfaint a dwysedd y nwy, ar gyfer cyfrifo y fformiwla yn eithaf yn cydymffurfio â'r gofynion. yna:

m (CH ₄₎ = 0.68 kg / m ³ * 1 ^m3 = 0,68 kg, fel llai o metr ciwbig.

cyfaint nwy fformiwla, yn wahanol, yn cynnwys y màs a dwysedd ddangosyddion. Hynny yw, gallwn fynegi gwerth cyfluniad uchod:

V = m / þ, yna ar amodau safonol o 2 swm kg o fethan yn hafal i 2 / 0,68 = 2,914 m ^3.

Hefyd, mewn achosion mwy cymhleth (pan fydd yr amodau yn ansafonol) i gyfrifo màs a chyfaint o nwyon a ddefnyddir Mendeleyev-Clapeyron hafaliad, sydd â'r ffurflen:

p * V = m / M * R * T, lle mae p - pwysedd nwy, V - ei gyfaint, m ac M - màs a màs molar, yn y drefn honno, R - nwy cyffredinol cyson yn hafal i 8.314, T - y tymheredd yn Kelvin.

Mae'r fformiwla gyfrol nwy yn cynhyrchu amcangyfrifon yn agos iawn at werth y nwy delfrydol, sy'n bodoli hollol ddamcaniaethol ac fe'i defnyddir i gysyniadau haniaethol wrth ddatrys problemau mewn ffiseg a chemeg. Mae hefyd yn bosibl cyfrifo cyfaint hafaliad Boyle, sydd â'r ffurflen:

V _n * V _n * T / p * T _n = _p, lle mae gwerth mynegai n - yn werthoedd dan amodau safonol arferol.

I'r cyfrifiad oedd y mwyaf cywir a chyson â realiti, fath opsiwn i'w ystyried, gan fod y dwysedd y nwy. Mae'r fformiwla ar gyfer cyfrifo y paramedr hwn yn dal i fod yn bwynt dadleuol. Penderfynu defnyddio'r syml mwyaf cyffredin, hynny yw:

þ = m ₀ * n, lle mae m ₀ - uned crynodiad - - màs moleciwlaidd (kg) n 1 / m ^3.

Fodd bynnag, mewn rhai achosion, mae angen defnyddio cyfrifiadau eraill, yn fwy cymhleth ac yn gyflawn gyda newidynnau lluosog i gynhyrchu gywir ac yn nes at y canlyniad delfrydol.