Nkev: mis. Tshuaj mis roj. Tag nrho cov hom ntawm tej yam ntuj tso roj

Niaj hnub no peb paub ntau ntau yam ntawm roj cua. Ib txhia ntawm cov neeg no tau txais cov kev ua sim ntawm cov tshuaj, ib co tsim lawv tus kheej raws li ib tug tshwm sim ntawm tshua ua by-khoom. Thiab yog dab tsi gases yog ua nyob rau hauv cov xwm? Lub ntsiab xws gases ntuj, tej yam ntuj tso keeb kwm yog plaub:

• natural gas, uas nws mis ntawm CH _4;
• Nitrogen, N _2;
• hydrogen, H _2;
• carbon dioxide, CO _2.

Ntawm cov hoob kawm, muaj ib co lwm yam - cov pa, hydrogen sulfide, ammonia, inert gases, carbon monoxide. Txawm li cas los, cov saum toj no yeej tseem zoo ib qho tseem ceeb rau cov neeg thiab siv lawv rau txawv hom phiaj, nrog rau raws li ib tug roj.

Yuav ua li cas yog natural gas?

Nkev yog lub npe hu raws li xws li, uas xwm muab rau peb. Uas yog, cov ntsiab lus ntawm uas nyob rau hauv sab hauv ntawm lub ntiaj teb no ntau npaum li cas thiab ntau tshaj cov nyiaj uas yog tau nyob rau hauv lub lag luam raws li ib tug tshwm sim ntawm cov tshuaj tshua.

Feem ntau lub npe hu ua nkev, methane, tab sis qhov no yog tsis muaj tseeb. Yog hais tias koj saib nyob rau nyob tus yeees ntawm cov roj fractions, peb yuav pom nws tom ntej no kev tivthaiv muaj pes tsawg leeg:

• methane (96%);
• ethane;
• hluav taws roj zeb;
• butane;
• hydrogen;
• carbon dioxide;
• nitrogen;
• hydrogen sulfide (me me, tej qhov cim tseg cov nqi).

Yog li, nws zoo nkaus li uas lub natural gas - ib tug mix ntawm ob peb lawm tab gases.

Nkev: Formula

Los ntawm cov tshuaj taw tes ntawm view natural gas yog ib tug sib tov ntawm linear hydrocarbons yooj yim qauv - methane, ethane, hluav taws roj zeb thiab butane. Txawm li cas los, txij li thaum ib tug loj ntim ntawm tag nrho cov methane, lub txais kev mis natural gas ncaj qha qhia mis methane. Yog li, nws hloov tawm hais tias cov tshuaj mis ntawm natural gas methane CH _4.

Qhov seem Cheebtsam muaj cov nram qab empirical mis nyob rau hauv Science News for KIDS:

• ethane - C ₂ H _6;
• hluav taws roj zeb - C ₃ H _8;
• butane - C ₄ H _10;
• carbon dioxide - CO _2;
• nitrogen - N _2;
• H - H _2;
• hydrogen sulfide - H ₂ S.

Ib tug sib tov ntawm xws tshuaj yog tej yam ntuj tso pa. Nws lub ntsiab Formula methane compound qhia tau hais tias cov pa roj carbon cov ntsiab lus los ntawm yog heev me me. Qhov no muaj feem xyuam rau nws lub zog, xws li cov muaj peev xwm mus hlawv ib tug tsis muaj kob, kiag li haus luam yeeb point. Thaum lwm tus neeg ntawm nws homologous series (series nyeem hydrocarbons los yog alkanes) thaum lub sij hawm combustion tsim dub nchauv nplaim taws.

Ua nyob rau hauv cov xwm

Nyob rau hauv cov xwm, qhov no gas yog pom deep underground, cov tuab thiab tuab khaubncaws sab nraud povtseg ntawm sedimentary pob zeb. Muaj ob lub ntsiab theories ntawm lub hauv paus chiv keeb ntawm tej yam ntuj tso roj nyob rau hauv cov xwm.

1. Lub hom phiaj ntawm tectonic taw pob zeb. Proponents ntawm no ziag no ntseeg tau hais tias lub hydrocarbons muaj nyob rau hauv lub bowels ntawm lub ntiaj teb thiab yog ib txwm tsa raws li ib tug tshwm sim ntawm tectonic taw thiab txiav mus. Thaum lub sab saum toj ntawm lub high school siab thiab kub hloov ua rau lawv raws li ib tug tshwm sim ntawm cov tshuaj tshua nyob rau hauv lub ob natural minerals - roj thiab cov nkev.
2. Biogenic kev tshawb xav qhia lwm txoj kev nyob rau hauv uas tej yam ntuj tso pa roj yog tsim nyob rau. Cov mis qhia nws zoo muaj pes tsawg leeg - carbon thiab hydrogen, uas yuav qhia tau tias nws tsim coj nyob organic beings uas nws lub cev twb mus kawm feem ntau ua tawm ntawm cov ntsiab, zoo li txhua yam muaj sia nyob rau hauv no ntiaj chaw uas tau tshwm sim rau hnub no. Thaum lub sij hawm, qhov seem uas twb tuag lawm cov nroj tsuag thiab cov tsiaj poob rau hauv qab no lub hiav txwv pem teb, nyob qhov twg muaj nuj nqis cov pa los yog cov kab mob yuav decompose thiab nqa cov organic teeb meem. Raws li ib tug tshwm sim ntawm co lwj ntawm biomass tau tshwm sim, thiab tshaj lab xyoo, ib qhov chaw ntawm ob minerals - roj thiab cov nkev. Yog li lub hauv paus ntawm ob lub tib yam - nws hydrocarbons thiab ib nrab ntawm cov uas tsis muaj molecular yuag tshuaj. Cov tshuaj mis ntawm cov roj thiab roj proves nws. Txawm li cas los, thaum raug rau ntau yam kev mob thiab txawv khoom uas tsim: ib tug kub siab thiab kub - roj, qhov uas tsis muaj - roj.

Niaj hnub no, lub ntsiab teb thiab cov nkev reserves muaj lub teb chaws xws li Russia, teb chaws USA, Canada, Iran, Norway thiab lub Netherlands.

Raws li nws lub xeev ntawm aggregation ntawm natural gas yuav tsis yeej ib txwm tau muaj xwb nyob rau hauv cov roj xeev. Muaj ntau ntau kev xaiv rau tus hws:

1. Cov pa roj yaj nyob rau hauv cov roj molecules.
2. Gas yaj nyob rau hauv cov dej lwg me me.
3. Gas hydrates tsim ib cov khoom.
4. Nyob rau hauv tej yam kev mob - gaseous compound.

Txhua yam ntawm cov xeev nws muaj nws tus kheej teb, thiab yog zoo heev rau tib neeg.

Tau nyob rau hauv txoj kev kuaj thiab kev lag luam

Nyob rau hauv tas li ntawd mus ntuj nkev ntau lawm chaw, muaj ib tug xov tooj ntawm txoj kev ua tau nws nyob rau hauv lub lab. Cov kev, txawm li cas los, yuav yeej yuav siv tsuas yog rau cov me me batches ntawm cov khoom, txij thaum lub natural gas nqi rau siv nyob rau hauv txoj kev kuaj synthesis yog tsis muaj txiaj ntsim.

Kuaj txoj kev:

1. Hydrolysis tsawg molecular tebchaw - txhuas carbide: AL ₄ C ₃ + 12H ₂ O = 3CH ₄ + 4AL (OH) _3.
2. Sodium acetate nyob rau hauv lub xub ntiag ntawm alkali: CH ₃ COOH + NaOH = CH ₄ + Na ₂ CO _3.
3. Los ntawm syngas: CO + 3H ₂ = CH ₄ + H ₂ O.
4. Los ntawm tej yam yooj yim tshuaj - carbon thiab hydrogen - thaum kom kub thiab siab.

Cov tshuaj mis ntawm natural gas methane mis reflected, yog li ntawd tag nrho cov tshuaj yam ntxwv ntawm alkanes, yus rau ib tug muab roj.

Cov kev lag luam ua methane extraction los ntawm tej yam ntuj tso deposits thiab ntxiv ua cov lej. Tsis tas li ntawd, cov khoom roj yuav tsum tau xav tau kev pab tu. Tom qab tej yam ntuj tso roj methane mis qhia tau hais tias ib feem ntawm lub Cheebtsam hais tias nws muaj. Rau tsev neeg siv yuav tsum tau huv si roj uas muaj tsis muaj tshuaj lwm yam tshaj li methane. Detachable ethane, hluav taws roj zeb, butane thiab lwm yam gases kuj tau lug siv.

lub zog

roj kab zauv muab ib lub tswv yim dab tsi lub cev zoo nws yuav tsum muaj. Xav txog dab tsi zoo ntawm cov yam ntxwv.

1. Tsis muaj kob khoom, ntxhiab.
2. Approximate ceev nws sib txawv 0,7-1 kg / m ^3.
3. Lub combustion kub ntawm 650 ⁰ C.
4. Yuav luag ob lub sij hawm sib zog dua cov pa.
5. Lub tshav kub tso tawm los ntawm lub combustion ntawm ib cubic Meter ntawm roj, sib npaug zos rau 46 lab joules.
6. Thaum ntau dua (tshaj 15%) nyob rau hauv cov huab cua gas yog heev heev.
7. Thaum siv raws li ib tug roj teev octane tooj sib npaug zos rau 130.

Cov ntshiab roj yog tau tsuas yog tom qab dua nws los ntawm ib tug tshwj xeeb kev kho mob nroj tsuag (nroj tsuag), uas yog tsa rau ntawm qhov chaw ntawm cov pob txha extraction.

daim ntawv thov

Muaj ntau ntau lub ntsiab qhov chaw ntawm kev siv ntawm tej yam ntuj tso pa. Tom qab ntxiv rau nws cov ntsiab tivthaiv, cov roj uas mis CH ₄ siv thiab tag nrho lwm yam ntawm sib tov.

1. Consumer kheej ntawm lub neej. Ntawm no nws yog hais txog ib tug roj ua noj ua haus, cov cua kub ntawm thaj vaj tse, roj rau boilers thiab li ntawd. Cov pa roj siv rau ua noj ua haus, ntxiv tshwj xeeb tshuaj teej tug mus rau cov pab pawg neeg ntawm mercaptans. Qhov no yog ua li cas los xyuas kom meej tias nyob rau hauv cov kev tshwm sim ntawm to roj kav los yog lwm yam xyaum hais tias cov neeg yuav hnov nws thiab muab kev txiav txim. Domestic roj sib tov (uas yog ib tug sib tov ntawm hluav taws roj zeb thiab butane) yog tsis tshua muaj heev nyob rau hauv ntau dua. Mercaptans kuj ua ib qho thiab tsis kaj siab tsw ntawm tej yam ntuj tso pa. Cov mis muaj ntawm hais xws li leej faj thiab phosphorus, uas muab lawv ib tug tseem.

2. Tshuaj ntau lawm. Nyob rau hauv cov cheeb tsam no, ib tug ntawm lub ntsiab starting ntaub ntawv rau ntau yam tseem ceeb tshua ua tebchaw yog natural gas, cov mis uas qha syntheses nyob rau hauv uas nws muaj peev xwm yuav muab kev koom tes:

• hauv paus nyob rau hauv zus tau tej cov yas, uas yog cov feem ntau niaj hnub cov ntaub ntawv uas rau suab tag nrho cov cheeb tsam ntawm kev lag luam;
• raw cov ntaub ntawv nyob rau hauv lub synthesis ntawm ethynyl, hydrogen cyanide thiab ammonia. Sami cov khoom nyob rau hauv lub neej yav tom ntej mus rau zus tau tej cov ntau hluavtaws fibers thiab fabrics, chiv thiab rwb thaiv tsev nyob rau hauv kev tsim kho;
• roj hmab, methanol, organic acids - yog tsim los ntawm methane thiab lwm yam. Yog siv nyob rau hauv txhua qhov chaw ntawm tib neeg lub neej;
• polyethylene thiab ntau lwm tebchaw hluavtaws xwm tau txais tsaug methane.

3. Siv raws li ib tug roj. Ntxiv mus, rau tej yam zoo ntawm tib neeg kev ua si, xws li los ntawm sau tus tsim nyog hom rooj teeb thiab thermal fais fab nroj tsuag. Qhov no hom roj yog xav tau ecologically tseeb thiab tsim nyog rau tus keeb kwm yav dhau ntawm tag nrho cov lwm txoj kev. Txawm li cas los, lub combustion ntawm lub methane tsim carbon dioxide raws li lwm yam organic khoom. Thiab nws yog paub tias yuav tsum ua kom lub ntiaj teb tsev cog khoom nyhuv. Yog li ntawd, cov neeg yuav tsum nrhiav tau cov neeg ua hauj lwm ntau heev tshaj dua ntshiab thiab high-zoo qhov chaw ntawm thermal zog.

Hais tias yog tag nrho cov yooj yim qhov chaw uas siv tej yam ntuj tso pa. Formula nws, Yog hais tias koj noj tag nrho cov complex Cheebtsam, qhia tau hais tias nws yog yuav luag ib tug txuas ntxiv dua mus pab, lub sij hawm xwb koj yuav tau ua heev npaum li cas. Peb lub teb chaws nrog reserves ntawm natural gas yog cov tsis tshua muaj hmoo vim hais tias tus nqi ntawm cov xws natural resources yuav kav rau ntau pua xyoo, tsis tau tsuas yog Russia, tiam sis muaj ntau yam lwm lub teb chaws los ntawm export.

nitrogen

Nws yog ib feem ntawm lub ntuj roj thiab cov nkev deposits. Nyob rau hauv tas li ntawd, cov roj occupies ib tug loj ib feem ntawm qhov ntim nyob rau hauv cov huab cua (78%) thiab tshwm sim nyob rau hauv daim ntawv ntawm tej yam ntuj tso tebchaw nyob rau hauv lub lithosphere nitrate.

Raws li ib tug yooj yim tshuaj suab siv los ntawm muaj sia nyob nitrogen. Cov mis yog ib yam uas rau hauv daim ntawv ₂ N, los yog, nyob rau hauv cov nqe lus ntawm cov tshuaj lom neeg bonds, N≡N. Lub xub ntiag ntawm xws li ib tug muaj zog kev twb kev txuas qhia ib tug siab stability thiab tshuaj inertness ntawm molecules nyob rau hauv ib txwm tej yam kev mob. Qhov no yog dab tsi piav txog cov lub hav zoov ntawm ib tug loj npaum li cas ntawm qhov no roj nyob rau hauv lub dawb daim ntawv nyob rau hauv cov cua.

Nyob rau hauv ib tug yooj yim tshuaj uas muaj peev xwm ntawm tsau nitrogen kev kab mob - rhizobia. Lawv ces tiav nyob rau hauv ib tug ntau haum zoo rau cov roj nroj tsuag thiab yog li nqa cov mineral kev noj haus ntawm tsob nroj paus systems.

Muaj ntau ntau yooj yim tebchaw, nyob rau hauv daim ntawv uas tshwm sim nyob rau hauv cov xwm nitrogen. Cov mis ntawm lub nram qab no:

• oxides - TSIS MUAJ _2, N ₂ O, N ₂ O _5;
• acid - cov pa roj nitrous thiab nitric HNO ₂ HNO ₃ (ua los ntawm xob ntswg los ntawm oxides nyob rau hauv cov huab cua);
• nitrate - KNO _3, nano _3, thiab hais txog.

Txiv neej nitrogen yog siv tsis tau tsuas yog raws li ib tug roj, tab sis nyob rau hauv lub kua hauv lub xeev. Nws muaj lub peev xwm los ua kua kub hauv qab no -170 ⁰ C, uas ua rau nws haum rau kev soj ntsuam xyuas cov zaub thiab tsiaj ntaub so ntswg, ntau cov ntaub ntawv. Uas yog vim li cas lub thoob plaws siv cov kua nitrogen yog nyob rau hauv cov tshuaj.

Tsis tas li ntawd nitrogen yog ib lub hauv paus rau muab ib qho ntawm nws lub ntsiab sib txuas - ammonia. Qhuav tonnage ntawm cov tshuaj yeeb dej caw, raws li nws yog dav siv nyob rau hauv tsev neeg thiab kev lag luam (kev npaj rubbers, dyes, yas, hluavtaws fibers, organic acids, xim ntau lawm, explosives thiab thiaj li nyob).

carbon dioxide

Yuav ua li cas yog cov mis ntawm lub substance? Carbon dioxide yog sau raws li CO _2. Covalent daim ntawv cog lus nyob rau hauv lub molecule weakly ncov qaumteb qabteb, dual khoom tshuaj lom neeg rog ntawm cov pa roj carbon thiab oxygen. Qhov no qhia cov stability thiab inertness ntawm lub molecule nyob rau hauv ib txwm tej yam kev mob. Qhov tseeb yog paub tseeb hais tias los ntawm lub hav zoov ntawm cov dawb carbon dioxide nyob rau hauv cov cua.

Qhov no cov ntaub ntawv uas yog ib feem ntawm tej yam ntuj tso roj thiab roj, thiab kuj accumulates nyob rau hauv lub qaum ntuj kaaj quas lug ntawm cov ntiaj chaw, yuav ua li no-hu ua tsev cog khoom nyhuv.

Feem ntau npaum li cas ntawm cov pa roj carbon dioxide tsim thaum lub sij hawm lub combustion ntawm tej yam zoo ntawm cov organic roj. Seb thee, ntoo, roj los yog lwm yam roj, ua kom tiav combustion uas ua nyob rau hauv lub tsim dej thiab lub substance.

Li no, nws hloov tawm hais tias nws txuam nyob rau hauv cov cua yog inevitable. Yog li ntawd, ib tug tseem ceeb ua hauj lwm ntawm lub neej niaj hnub yog cov kev tshawb fawb rau ib tug lwm txoj, uas minimizes roj tsev cog khoom nyhuv.

hydrogen

Lwm climb compound tshwm sim nyob rau hauv nyob tus yeees ntawm tej yam ntuj tso minerals - yog hydrogen. Gas uas nws mis - H _2. Qhov yooj yim ntawm tag nrho cov paub cov teeb meem niaj hnub no.

Tsaug rau nws cov khoom tshwj xeeb nyob rau hauv lub periodic system occupies ob txoj haujlwm - cov alkali hlau thiab halogens. Muaj ib tug electron yog peev xwm ntawm muab nws raws li ib tug (nws yog xim hlau zog, restoration) thiab txais (non-nws yog xim hlau zog, oxidation).

Lub ntsiab cheeb tsam ntawm qhov kev siv - yog ib tus phooj ywg environmentally roj, rau cov uas qhov kev soj ntsuam pom lub neej yav tom ntej. Yog vim li cas:

• unlimited tooj ntawm stocks ntawm no gas;
• tsim raws li ib tug tshwm sim ntawm lub combustion tsuas yog dej.

Txawm li cas los, kom technology txoj kev loj hlob ntawm hydrogen li ib tug lub zog qhov chaw xav tau kev pab yuav tsum tau zoo tseem muaj ntau nuances.

Qauv rau xam loj, ceev, thiab ntim ntawm gases

Nyob rau hauv physics thiab Science News for KIDS thov ib tug ob peb yooj yim txoj kev los kho cov roj. Piv txwv li, yog hais tias nws yog ib tug ntawm cov tseem ceeb tshaj plaws tsis xws li qhov loj ntawm lub gas, rau xam mis yog:

m = V * th, nyob rau th - yog cov kev ceev ntawm ib yam khoom uas thiab V - nws volume.

Piv txwv li, yog hais tias peb yuav tsum xam qhov loj ntawm natural gas volume ntawm 1 cubic meter nyob rau hauv ib txwm tej yam kev mob, ces peb coj cov phem tus nqi ntawm tus txheej txheem ntawm nws ceev nyob rau hauv lub siv khoom. Nws yuav ua tau sib npaug zos rau 0,68 kg / m ^3. Tam sim no hais tias peb paub qhov ntim thiab ceev ntawm cov roj, rau qhov muab xam los ntawm cov mis no kuj yog raws li cov uas yuav tsum tau. ces:

m (CH ₄₎ = 0,68 kg / m ³ * 1 ^m3 = 0,68 kg, raws li txo cubic meters.

Formula roj ntim, rau hauv sib piv, muaj cov loj thiab ceev kev qhia. Hais tias yog, peb yuav qhia tus nqi ntawm cov configuration saum toj no:

V = m / Th, ces thaum txheem tej yam kev mob ntawm 2 kg nqi ntawm methane yog sib npaug zos rau 2 / 0,68 = 2,914 m ^3.

Tsis tas li ntawd, nyob rau hauv ntau txoj mob (thaum lub tej yam kev mob no tsis yog-tus qauv) los mus laij lub loj thiab ntim ntawm gases siv Mendeleyev-Clapeyron kab zauv, uas muaj rau hauv daim:

p * V = m / M * R * T, qhov twg p - roj siab, V - nws volume, m thiab M - loj thiab hniav puas loj, ntsig txog, R - universal roj qhov sib npaug zos rau 8,314, T - lub kub nyob rau hauv Kelvin.

Qhov no gas ntim mis ua kwv heev nyob ze rau qhov nqi ntawm cov zoo tagnrho cov roj, uas tshwm sim purely hypothetical thiab yog siv los daws teeb lub tswv yim nyob rau hauv kev daws teeb meem nyob rau hauv physics thiab Science News for KIDS. Nws yog tseem tau mus xam qhov ntim ntawm lub kab zauv Boyle, uas muaj rau hauv daim:

V = p _n * V _n * T / p * T _n, nyob qhov twg Performance index nqi n - yog qhov tseem ceeb nyob rau hauv ib txwm tej yam kev mob txheem.

Mus rau xam yog tus tshaj plaws yog thiab raws li kev muaj tiag, xws ib qho kev xaiv yuav pom tau tias, raws li cov kev ceev ntawm lub gas. Cov mis rau xam no parameter yog tseem muaj ib tug moot point. Txiav txim siab los siv lub feem ntau yooj yim, uas yog:

th = m ₀ * n, qhov twg m ₀ - molecular loj (kg) n - concentration unit - 1 / m ^3.

Txawm li cas los, nyob rau hauv tej zaum nws yog tsim nyog los siv lwm yam, ntau thiab ua kom tiav suav uas muaj ntau ntau yam los tsim tseeb thiab los ze zog mus rau lub zoo tagnrho tshwm sim.