Hauptarten von Gasen

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2024-01-02 13:52

Die Natur kennt drei Grundzustände jeder Substanz: fest, flüssig und gasförmig. Fast jede Flüssigkeit kann jede der verbleibenden zwei aufnehmen. Viele Feststoffe können, wenn sie geschmolzen, verdampft oder verbrannt werden, den Inh alt der Luft auffüllen. Aber nicht jedes Gas kann Bestandteil fester Stoffe oder Flüssigkeiten werden. Es sind verschiedene Arten von Gasen bekannt, die sich in ihren Eigenschaften, Herkunft und Anwendungsmerkmalen unterscheiden.

Definition und Eigenschaften

Gas ist eine Substanz, die durch das Fehlen oder den Mindestwert intermolekularer Bindungen sowie durch die aktive Mobilität von Partikeln gekennzeichnet ist. Grundlegende Eigenschaften, die alle Arten von Gasen haben:

1. Fluidität, Verformbarkeit, Flüchtigkeit, Streben nach maximalem Volumen, die Reaktion von Atomen und Molekülen auf eine Temperaturabnahme oder -erhöhung, die sich in einer Änderung der Intensität ihrer Bewegung äußert.
2. Existieren bei einer Temperatur, bei der sich ein Druckanstieg nicht verflüssigt.
3. Einfachschrumpfen, im Volumen abnehmen. Dadurch ist es leicht zu transportieren und zu verwenden.
4. Die meisten werden durch Kompression innerhalb bestimmter Grenzen von Drücken und kritischen Wärmewerten verflüssigt.

Aus Forschungsgründen werden sie mit folgenden Grundparametern beschrieben: Temperatur, Druck, Volumen, Molmasse.

Klassifizierung nach Anzahlung

In der Natur kommen alle Arten von Gasen in Luft, Land und Wasser vor.

1. Luftbestandteile: Sauerstoff, Stickstoff, Kohlendioxid, Argon, Stickstoffmonoxid mit Verunreinigungen aus Neon, Krypton, Wasserstoff, Methan.
2. In der Erdkruste liegen Stickstoff, Wasserstoff, Methan und andere Kohlenwasserstoffe, Kohlendioxid, Schwefeloxid_{und andere in gasförmigem und flüssigem Zustand vor. Es gibt auch Gasablagerungen in der festen Fraktion, gemischt mit Wasserschichten bei Drücken von etwa 250 atm. bei relativ niedrigen Temperaturen (bis zu 20˚С).}
3. Lagerstätten enth alten lösliche Gase - Chlorwasserstoff, Ammoniak und schwerlösliche Gase - Sauerstoff, Stickstoff, Wasserstoff, Kohlendioxid _etc.

Natürliche Reserven übersteigen bei weitem die mögliche Menge künstlich geschaffener.

Klassifizierung nach Entflammbarkeitsgrad

Alle Arten von Gasen werden je nach Verh altenseigenschaften bei Zünd- und Verbrennungsprozessen in Oxidationsmittel, inerte und brennbare unterteilt.

1. Oxidantien fördern und unterstützen die Verbrennung, verbrennen aber nicht selbst: Luft, Sauerstoff, Fluor, Chlor, Stickoxide und Kohlendioxid.
2. Inert nicht teilnehmenbei der Verbrennung neigen sie jedoch dazu, Sauerstoff zu verdrängen und beeinflussen die Intensitätsabnahme des Prozesses: Helium, Neon, Xenon, Stickstoff, Argon, Kohlendioxid.
3. Brennbare Stoffe entzünden oder explodieren in Verbindung mit Sauerstoff: Methan, Ammoniak, Wasserstoff, Acetylen, Propan, Butan, Kohlenmonoxid, Ethan, Ethylen. Die meisten von ihnen zeichnen sich durch Verbrennung nur unter Bedingungen einer bestimmten Zusammensetzung des Gasgemisches aus. Aufgrund dieser Eigenschaft ist Gas der mit Abstand am weitesten verbreitete Brennstoff. Dabei werden Methan, Propan, Butan verwendet.

Kohlendioxid und seine Rolle

ist eines der häufigsten Gase in der Atmosphäre (0,04 %). Bei normaler Temperatur und atmosphärischem Druck hat es eine Dichte von 1,98 kg/m³. Kann in festem oder flüssigem Zustand vorliegen. Die feste Phase entsteht bei negativer Wärme und konstantem Atmosphärendruck, sie wird „Trockeneis“genannt. Die flüssige Phase CO_{2 ist mit steigendem Druck möglich. Diese Eigenschaft wird für Lagerung, Transport und technologische Anwendungen genutzt. Sublimation (Übergang von einem festen Zustand in einen gasförmigen Zustand ohne flüssige Zwischenphase) ist bei -77 - -79 ° C möglich. Löslichkeit in Wasser im Verhältnis 1:1 wird bei t=14-16˚С realisiert.}

Kohlendioxidarten werden je nach Herkunft unterschieden:

1. Die Abfallprodukte von Pflanzen und Tieren, Emissionen von Vulkanen, Gasemissionen aus dem Erdinneren, Verdunstung von der Oberfläche von Gewässern.
2. Menschlicher Ausstoß, einschließlich Emissionen aus Verbrennungen aller ArtKraftstoff.

Als nützliche Substanz wird es verwendet:

1. In Kohlendioxid-Feuerlöschern.
2. In Zylindern zum Lichtbogenschweißen in geeigneter Umgebung CO_2.
3. In der Lebensmittelindustrie als Konservierungsmittel und zur Karbonisierung von Wasser.
4. Als Kältemittel zur temporären Kühlung.
5. In der chemischen Industrie.
6. In der Metallurgie.

Als unverzichtbarer Bestandteil des Lebens des Planeten, des Menschen, des Betriebs von Maschinen und ganzen Fabriken sammelt sich Kohlendioxid in den unteren und oberen Schichten der Atmosphäre an, verzögert die Wärmefreisetzung und erzeugt einen "Treibhauseffekt". ".

Flüssiggas und seine Rolle

Unter den Stoffen natürlichen Ursprungs und für technologische Zwecke gibt es solche, die einen hohen Grad an Brennbarkeit und Brennwert haben. Zur Speicherung, zum Transport und zur Nutzung werden folgende Flüssiggasarten verwendet: Methan, Propan, Butan sowie Propan-Butan-Gemische.

Butan (C₄H₁₀₎ und Propan sind Bestandteile von Erdölgasen. Die erste verflüssigt sich bei -1 - -0, 5˚С. Der Transport und die Verwendung bei Frostwetter von reinem Butan wird aufgrund seines Gefrierens nicht durchgeführt. Verflüssigungstemperatur für Propan (С_3Н8) _{-41 – -42˚С, kritischer Druck – 4,27 MPa.}

Methan (CH_{4) ist der Hauptbestandteil von Erdgas. Arten von Gasquellen - Ölvorkommen, Produkte biogener Prozesse. Die Verflüssigung erfolgt durch allmähliche Kompression und Wärmereduzierung auf -160 - -161˚С. Auf jederStufe wird 5-10 mal komprimiert.}

Die Verflüssigung erfolgt in speziellen Anlagen. Propan, Butan sowie deren Gemische für Haush alt und Industrie werden separat hergestellt. Methan wird in der Industrie und als Kraftstoff für den Verkehr verwendet. Letzteres kann auch in komprimierter Form ausgegeben werden.

Komprimiertes Gas und seine Rolle

In letzter Zeit hat komprimiertes Erdgas an Popularität gewonnen. Wird für Propan und Butan ausschließlich die Verflüssigung eingesetzt, kann Methan sowohl in verflüssigtem als auch in komprimiertem Zustand hergestellt werden. Gas in Flaschen unter hohem Druck von 20 MPa hat gegenüber dem bekannten Flüssiggas eine Reihe von Vorteilen.

1. Hohe Verdunstungsrate, auch bei negativen Lufttemperaturen, keine negativen Akkumulationserscheinungen.
2. Geringere Toxizität.
3. Vollständige Verbrennung, hohe Effizienz, keine negativen Auswirkungen auf Ausrüstung und Atmosphäre.

Findet zunehmend Anwendung nicht nur bei LKWs, sondern auch bei PKWs sowie bei Kesselanlagen.

Gas ist ein unscheinbarer, aber für das menschliche Leben unverzichtbarer Stoff. Der hohe Heizwert einiger von ihnen rechtfertigt die weit verbreitete Verwendung verschiedener Komponenten von Erdgas als Kraftstoff für Industrie und Verkehr.