Principalele tipuri de gaze

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Modificat ultima dată: 2024-01-02 14:01

Natura cunoaște trei stări de bază ale oricărei substanțe: solidă, lichidă și gazoasă. Aproape orice lichid poate dobândi fiecare dintre celel alte două. Multe solide, atunci când sunt topite, evaporate sau arse, pot reface conținutul aerului. Dar nu orice gaz poate deveni o componentă a materialelor solide sau lichide. Sunt cunoscute diferite tipuri de gaze, care diferă prin proprietăți, origine și caracteristici de aplicare.

Definiție și proprietăți

Gazul este o substanță caracterizată prin absența sau valoarea minimă a legăturilor intermoleculare, precum și mobilitatea activă a particulelor. Proprietăți de bază pe care le au toate tipurile de gaze:

1. Fluiditatea, deformabilitatea, volatilitatea, încercarea de volum maxim, reacția atomilor și moleculelor la scăderea sau creșterea temperaturii, care se manifestă printr-o modificare a intensității mișcării lor.
2. Există la o temperatură în care o creștere a presiunii nu se lichefiază.
3. Ușorse micsoreaza, scade in volum. Acest lucru îl face ușor de transportat și utilizat.
4. Majoritatea sunt lichefiate prin compresie în anumite limite de presiuni și valori critice de căldură.

Din cauza inaccesibilității cercetării, acestea sunt descrise folosind următorii parametri de bază: temperatură, presiune, volum, masă molară.

Clasificare prin depunere

În mediul natural, se găsesc tot felul de gaze în aer, pământ și apă.

1. Componente ale aerului: oxigen, azot, dioxid de carbon, argon, oxid nitric cu impurități de neon, cripton, hidrogen, metan.
2. În scoarța terestră, azotul, hidrogenul, metanul și alte hidrocarburi, dioxidul de carbon, oxidul de sulf_{și altele sunt în stare gazoasă și lichidă. Există și depozite de gaze în fracția solidă amestecată cu straturi de apă la presiuni de aproximativ 250 atm. la temperaturi relativ scăzute (până la 20˚С).}
3. Rezervoarele conțin gaze solubile - clorură de hidrogen, amoniac și gaze slab solubile - oxigen, azot, hidrogen, dioxid de carbon _etc.

Rezervele naturale depășesc cu mult cantitatea posibilă creată artificial.

Clasificare în funcție de gradul de inflamabilitate

Toate tipurile de gaze, în funcție de caracteristicile comportamentale în procesele de aprindere și ardere, se împart în oxidanți, inerți și combustibili.

1. Oxidanții promovează și susțin arderea, dar nu se ard singuri: aer, oxigen, fluor, clor, oxid și dioxid de azot.
2. Inerți nu participăla ardere, însă, au tendința de a deplasa oxigenul și influențează scăderea intensității procesului: heliu, neon, xenon, azot, argon, dioxid de carbon.
3. Combustibilele se aprind sau explodează atunci când sunt combinate cu oxigen: metan, amoniac, hidrogen, acetilenă, propan, butan, monoxid de carbon, etan, etilenă. Cele mai multe dintre ele se caracterizează prin ardere numai în condițiile unei anumite compoziții a amestecului de gaze. Datorita acestei proprietati, gazul este tipul de combustibil, de departe cel mai des intalnit. Metanul, propanul și butanul sunt utilizați în această calitate.

Dioxidul de carbon și rolul său

Este unul dintre cele mai comune gaze din atmosferă (0,04%). La temperatura și presiunea atmosferică normale, are o densitate de 1,98 kg/m³. Poate fi în stare solidă sau lichidă. Faza solidă apare la căldură negativă și presiune atmosferică constantă, se numește „gheață carbonică”. Faza lichidă CO_{2 este posibilă cu creșterea presiunii. Această proprietate este folosită pentru depozitare, transport și aplicații tehnologice. Sublimarea (tranziția la stare gazoasă dintr-un solid, fără o fază lichidă intermediară) este posibilă la -77 - -79˚С. Solubilitatea în apă într-un raport de 1:1 se realizează la t=14-16˚С.}

Tipurile de dioxid de carbon se disting în funcție de origine:

1. Deșeurile plantelor și animalelor, emisii de la vulcani, emisii de gaze din intestinele pământului, evaporarea de la suprafața corpurilor de apă.
2. Producția umană, inclusiv emisiile de la ardere de toate tipurilecombustibil.

Ca substanță utilă, se folosește:

1. În stingătoarele cu dioxid de carbon.
2. În cilindri pentru sudarea cu arc în mediul adecvat CO_2.
3. În industria alimentară ca conservant și pentru carbonatarea apei.
4. Ca agent frigorific pentru răcirea temporară.
5. În industria chimică.
6. În metalurgie.

Fiind o componentă indispensabilă a vieții planetei, a omului, a funcționării mașinilor și a fabricilor întregi, dioxidul de carbon se acumulează în straturile inferioare și superioare ale atmosferei, întârziind degajarea căldurii și creând un „efect de seră”. „.

Gaz lichefiat și rolul acestuia

Printre substantele de origine naturala si cu scop tehnologic se numara cele care au un grad ridicat de inflamabilitate si putere calorica. Următoarele tipuri de gaz lichefiat sunt utilizate pentru depozitare, transport și utilizare: metan, propan, butan, precum și amestecuri propan-butan.

Butanul (C₄H₁₀₎ și propanul sunt constituenți ai gazelor petroliere. Prima se lichefiază la -1 - -0, 5˚С. Transportul și utilizarea pe vreme geroasă a butanului pur nu se realizează din cauza înghețului acestuia. Temperatura de lichefiere pentru propan (С₃Н_{8) -41 – -42˚С, presiune critică – 4,27 MPa.}

Metanul (CH_{4) este principalul constituent al gazelor naturale. Tipuri de surse de gaz - zăcăminte de petrol, produse ale proceselor biogene. Lichefierea are loc prin compresie treptată și reducerea căldurii la -160 - -161˚С. Pe fiecareetapa este comprimată de 5-10 ori.}

Lichefierea se realizează la instalații speciale. Propanul, butanul, precum și amestecul acestora pentru uz casnic și industrial sunt produse separat. Metanul este folosit în industrie și ca combustibil pentru transport. Acesta din urmă poate fi emis și sub formă comprimată.

Gaz comprimat și rolul său

Recent, gazul natural comprimat a câștigat popularitate. Dacă se folosește numai lichefiere pentru propan și butan, atunci metanul poate fi produs atât în stare lichefiată, cât și în stare comprimată. Gazul din butelii sub presiune în altă de 20 MPa are o serie de avantaje față de binecunoscutul gaz lichefiat.

1. Rată mare de evaporare, inclusiv la temperaturi negative ale aerului, fără fenomene de acumulare negativă.
2. Toxicitate mai scăzută.
3. Combustie completă, eficiență ridicată, fără impact negativ asupra echipamentelor și atmosferei.

Găsește din ce în ce mai mult aplicație nu numai pentru camioane, ci și pentru mașini, precum și pentru echipamentele cazanelor.

Gazul este o substanță discretă, dar indispensabilă pentru viața umană. Puterea calorică ridicată a unora dintre ele justifică utilizarea pe scară largă a diferitelor componente ale gazelor naturale ca combustibil pentru industrie și transport.