ก๊าซประเภทหลัก

2024 ผู้เขียน: Howard Calhoun | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2024-01-02 14:03

ธรรมชาติรู้สามสถานะพื้นฐานของสารใดๆ: ของแข็ง ของเหลว และก๊าซ ของเหลวเกือบทุกชนิดสามารถรับของเหลวทั้งสองที่เหลือได้ ของแข็งจำนวนมากเมื่อละลาย ระเหย หรือเผา สามารถเติมอากาศเข้าไปได้ แต่ไม่ใช่ทุกก๊าซที่สามารถกลายเป็นส่วนประกอบของวัสดุที่เป็นของแข็งหรือของเหลวได้ ก๊าซประเภทต่าง ๆ เป็นที่รู้จัก ซึ่งแตกต่างกันในคุณสมบัติ แหล่งกำเนิด และคุณสมบัติการใช้งาน

คำจำกัดความและคุณสมบัติ

แก๊สเป็นสารที่มีลักษณะขาดหรือมีค่าต่ำสุดของพันธะระหว่างโมเลกุล เช่นเดียวกับการเคลื่อนที่ของอนุภาค คุณสมบัติพื้นฐานที่ก๊าซทุกประเภทมี:

1. ของเหลว การเสียรูป ความผันผวน การดิ้นรนเพื่อให้ได้ปริมาตรสูงสุด ปฏิกิริยาของอะตอมและโมเลกุลต่ออุณหภูมิที่ลดลงหรือเพิ่มขึ้น ซึ่งแสดงออกโดยการเปลี่ยนแปลงในความเข้มข้นของการเคลื่อนไหว
2. มีอยู่ที่อุณหภูมิที่ความดันเพิ่มขึ้นไม่ทำให้เหลว
3. ง่ายหดตัวลดลงในปริมาณ ทำให้ง่ายต่อการขนส่งและใช้งาน
4. ส่วนใหญ่จะถูกทำให้เป็นของเหลวโดยการบีบอัดภายในขีดจำกัดของแรงกดดันและค่าความร้อนวิกฤต

เนื่องจากการเข้าถึงการวิจัยไม่ได้ จึงอธิบายโดยใช้พารามิเตอร์พื้นฐานต่อไปนี้: อุณหภูมิ ความดัน ปริมาตร มวลโมลาร์

จำแนกตามเงินฝาก

ในสภาพแวดล้อมทางธรรมชาติ ก๊าซทุกชนิดพบได้ในอากาศ ทางบก และในน้ำ

1. ส่วนประกอบของอากาศ: ออกซิเจน ไนโตรเจน คาร์บอนไดออกไซด์ อาร์กอน ไนตริกออกไซด์ที่มีสิ่งเจือปนของนีออน คริปทอน ไฮโดรเจน มีเทน
2. ในเปลือกโลก ไนโตรเจน ไฮโดรเจน มีเทนและไฮโดรคาร์บอนอื่นๆ คาร์บอนไดออกไซด์ ซัลเฟอร์ออกไซด์_{และอื่นๆ อยู่ในสถานะก๊าซและของเหลว นอกจากนี้ยังมีการสะสมของก๊าซในส่วนที่เป็นของแข็งผสมกับชั้นน้ำที่ความดันประมาณ 250 atm ที่อุณหภูมิค่อนข้างต่ำ (สูงถึง 20˚С).}
3. อ่างเก็บน้ำมีก๊าซที่ละลายน้ำได้ - ไฮโดรเจนคลอไรด์ แอมโมเนีย และก๊าซที่ละลายได้ไม่ดี - ออกซิเจน ไนโตรเจน ไฮโดรเจน คาร์บอนไดออกไซด์ _ฯลฯ

ทรัพยากรธรรมชาติเกินปริมาณที่เป็นไปได้มาก

จำแนกตามระดับความไวไฟ

ก๊าซทุกประเภท ขึ้นอยู่กับลักษณะพฤติกรรมในกระบวนการจุดไฟและการเผาไหม้ แบ่งออกเป็นตัวออกซิไดเซอร์ เฉื่อย และติดไฟได้

1. สารออกซิแดนท์ส่งเสริมและสนับสนุนการเผาไหม้ แต่อย่าเผาตัวเอง: อากาศ ออกซิเจน ฟลูออรีน คลอรีน ไนโตรเจนออกไซด์ และไดออกไซด์
2. เฉื่อยไม่เข้าร่วมในการเผาไหม้ พวกมันมักจะแทนที่ออกซิเจนและส่งผลต่อการลดลงของความเข้มข้นของกระบวนการ: ฮีเลียม นีออน ซีนอน ไนโตรเจน อาร์กอน คาร์บอนไดออกไซด์
3. สารที่ติดไฟได้ติดไฟหรือระเบิดเมื่อรวมกับออกซิเจน: มีเทน แอมโมเนีย ไฮโดรเจน อะเซทิลีน โพรเพน บิวเทน คาร์บอนมอนอกไซด์ อีเทน เอทิลีน ส่วนใหญ่มีลักษณะการเผาไหม้เฉพาะภายใต้เงื่อนไขขององค์ประกอบบางอย่างของส่วนผสมของก๊าซ เนื่องจากคุณสมบัตินี้ ก๊าซจึงเป็นเชื้อเพลิงประเภทที่พบได้บ่อยที่สุด มีเทน โพรเพน บิวเทน ใช้ในความจุนี้

คาร์บอนไดออกไซด์และบทบาทของมัน

เป็นหนึ่งในก๊าซที่พบมากที่สุดในบรรยากาศ (0.04%) ที่อุณหภูมิปกติและความดันบรรยากาศ มีความหนาแน่น 1.98 กก./ม.³ อาจอยู่ในสถานะของแข็งหรือของเหลว สถานะของแข็งเกิดขึ้นที่ความร้อนเชิงลบและความดันบรรยากาศคงที่ เรียกว่า "น้ำแข็งแห้ง" เฟสของเหลว CO_{2 เป็นไปได้ด้วยแรงดันที่เพิ่มขึ้น คุณสมบัตินี้ใช้สำหรับการจัดเก็บ การขนส่ง และการประยุกต์ใช้เทคโนโลยี การระเหิด (การเปลี่ยนสถานะเป็นก๊าซจากของแข็งโดยไม่มีเฟสของเหลวระดับกลาง) เป็นไปได้ที่ -77 - -79˚С ความสามารถในการละลายในน้ำในอัตราส่วน 1:1 เกิดขึ้นที่ t=14-16˚С}

ประเภทของคาร์บอนไดออกไซด์จะแตกต่างกันไปตามแหล่งกำเนิด:

1. ของเสียจากพืชและสัตว์ การปล่อยภูเขาไฟ การปล่อยก๊าซจากบาดาลของโลก การระเหยจากผิวน้ำ
2. ผลผลิตของมนุษย์ รวมทั้งการปล่อยมลพิษจากการเผาไหม้ทุกชนิดเชื้อเพลิง

ใช้เป็นสารที่มีประโยชน์:

1. ในถังดับเพลิงคาร์บอนไดออกไซด์
2. ในกระบอกสูบสำหรับการเชื่อมอาร์คในสภาพแวดล้อมที่เหมาะสม CO_2.
3. ในอุตสาหกรรมอาหารเพื่อใช้เป็นสารกันบูดและสำหรับน้ำอัดลม
4. เป็นสารทำความเย็นชั่วคราว
5. ในอุตสาหกรรมเคมี
6. ในโลหการ

เป็นองค์ประกอบที่ขาดไม่ได้ของสิ่งมีชีวิตบนโลกใบนี้ มนุษย์ การทำงานของเครื่องจักรและโรงงานทั้งหมด คาร์บอนไดออกไซด์สะสมในชั้นล่างและชั้นบนของชั้นบรรยากาศ ชะลอการปลดปล่อยความร้อนและสร้าง "ปรากฏการณ์เรือนกระจก" ".

ก๊าซเหลวและบทบาทของมัน

ในบรรดาสารที่มีต้นกำเนิดจากธรรมชาติและวัตถุประสงค์ทางเทคโนโลยี มีสารที่มีความไวไฟและค่าความร้อนสูง ก๊าซเหลวประเภทต่อไปนี้ใช้สำหรับการจัดเก็บ การขนส่ง และการใช้: มีเทน โพรเพน บิวเทน และส่วนผสมของโพรเพน-บิวเทน

บิวเทน (C₄H₁₀₎ และโพรเพนเป็นส่วนประกอบของก๊าซปิโตรเลียม ของเหลวตัวแรกที่ -1 - -0, 5˚С การขนส่งและการใช้งานบิวเทนบริสุทธิ์ในสภาพอากาศที่หนาวจัดไม่ได้ดำเนินการเนื่องจากการเยือกแข็ง อุณหภูมิของเหลวสำหรับโพรเพน (С₃Н_{8) -41 – -42˚С, ความดันวิกฤต – 4.27 MPa.}

มีเทน (CH_{4) เป็นองค์ประกอบหลักของก๊าซธรรมชาติ ประเภทของแหล่งก๊าซ - แหล่งน้ำมัน ผลิตภัณฑ์จากกระบวนการชีวภาพ การทำให้เป็นของเหลวเกิดขึ้นจากการบีบอัดทีละน้อยและการลดความร้อนเป็น -160 - -161˚С ในแต่ละสเตจถูกบีบอัด 5-10 ครั้ง}

การทำให้เป็นของเหลวที่โรงงานพิเศษ ผลิตโพรเพน บิวเทน และส่วนผสมสำหรับใช้ในบ้านและในโรงงานอุตสาหกรรมแยกต่างหาก มีเทนใช้ในอุตสาหกรรมและเป็นเชื้อเพลิงสำหรับการขนส่ง หลังยังสามารถออกในรูปแบบบีบอัด

แก๊สอัดกับหน้าที่

ล่าสุด ก๊าซธรรมชาติอัดได้รับความนิยม หากใช้เฉพาะการทำให้เป็นของเหลวสำหรับโพรเพนและบิวเทน ก๊าซมีเทนก็สามารถผลิตได้ทั้งในรูปของเหลวและในสถานะบีบอัด แก๊สในกระบอกสูบภายใต้แรงดันสูง 20 MPa มีข้อดีเหนือกว่าก๊าซเหลวที่ขึ้นชื่อหลายประการ

1. อัตราการระเหยสูง รวมทั้งที่อุณหภูมิอากาศติดลบ ไม่มีปรากฏการณ์การสะสมในเชิงลบ
2. ความเป็นพิษต่ำ
3. เผาไหม้สมบูรณ์ ประสิทธิภาพสูง ไม่ส่งผลเสียต่ออุปกรณ์และบรรยากาศ

มีการใช้งานมากขึ้นเรื่อยๆ ไม่เพียงแต่สำหรับรถบรรทุก แต่ยังรวมถึงรถยนต์และอุปกรณ์หม้อไอน้ำด้วย

แก๊สเป็นสารที่ไม่เด่นแต่ขาดไม่ได้สำหรับชีวิตมนุษย์ ค่าความร้อนสูงของบางส่วนแสดงให้เห็นถึงการใช้ส่วนประกอบต่างๆ ของก๊าซธรรมชาติเป็นเชื้อเพลิงสำหรับอุตสาหกรรมและการขนส่งอย่างแพร่หลาย