Jenis utama gas

2024 Pengarang: Howard Calhoun | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2024-01-02 14:00

Alam semula jadi mengetahui tiga keadaan asas mana-mana bahan: pepejal, cecair dan gas. Hampir mana-mana cecair boleh memperoleh setiap dua baki. Banyak pepejal, apabila cair, sejat, atau dibakar, boleh mengisi semula kandungan udara. Tetapi tidak setiap gas boleh menjadi komponen bahan pepejal atau cecair. Pelbagai jenis gas diketahui, yang berbeza dari segi sifat, asal dan ciri aplikasinya.

Definisi dan sifat

Gas ialah bahan yang dicirikan oleh ketiadaan atau nilai minimum ikatan antara molekul, serta pergerakan aktif zarah. Sifat asas yang dimiliki oleh semua jenis gas:

1. Kecairan, kebolehubah bentuk, kemeruapan, berusaha untuk mendapatkan isipadu maksimum, tindak balas atom dan molekul kepada penurunan atau peningkatan suhu, yang ditunjukkan oleh perubahan dalam keamatan pergerakannya.
2. Wujud pada suhu di mana peningkatan tekanan tidak mencair.
3. Mudahmengecut, mengecil dalam jumlah. Ini menjadikannya mudah untuk diangkut dan digunakan.
4. Kebanyakan dicairkan melalui pemampatan dalam had tekanan tertentu dan nilai haba kritikal.

Disebabkan ketidakbolehcapaian penyelidikan, ia diterangkan menggunakan parameter asas berikut: suhu, tekanan, isipadu, jisim molar.

Pengkelasan mengikut deposit

Dalam persekitaran semula jadi, semua jenis gas terdapat di udara, tanah dan air.

1. Komponen udara: oksigen, nitrogen, karbon dioksida, argon, nitrik oksida dengan kekotoran neon, kripton, hidrogen, metana.
2. Dalam kerak bumi, nitrogen, hidrogen, metana dan hidrokarbon lain, karbon dioksida, sulfur oksida_{dan lain-lain berada dalam keadaan gas dan cecair. Terdapat juga mendapan gas dalam pecahan pepejal bercampur dengan lapisan air pada tekanan kira-kira 250 atm. pada suhu yang agak rendah (sehingga 20˚С).}
3. Takungan mengandungi gas larut - hidrogen klorida, ammonia dan gas kurang larut - oksigen, nitrogen, hidrogen, karbon dioksida _dsb.

Rizab semula jadi jauh melebihi jumlah yang mungkin dibuat secara buatan.

Pengkelasan mengikut tahap kemudahbakaran

Semua jenis gas, bergantung pada ciri tingkah laku dalam proses penyalaan dan pembakaran, dibahagikan kepada pengoksida, lengai dan mudah terbakar.

1. Oksidan menggalakkan dan menyokong pembakaran, tetapi tidak membakar diri sendiri: udara, oksigen, fluorin, klorin, nitrogen oksida dan dioksida.
2. Lembam tidak mengambil bahagiandalam pembakaran, bagaimanapun, mereka cenderung untuk menyesarkan oksigen dan mempengaruhi penurunan keamatan proses: helium, neon, xenon, nitrogen, argon, karbon dioksida.
3. Bahan terbakar menyala atau meletup apabila digabungkan dengan oksigen: metana, ammonia, hidrogen, asetilena, propana, butana, karbon monoksida, etana, etilena. Kebanyakannya dicirikan oleh pembakaran hanya dalam keadaan komposisi tertentu campuran gas. Disebabkan oleh sifat ini, gas adalah jenis bahan api, setakat ini yang paling biasa. Metana, propana, butana digunakan dalam kapasiti ini.

Karbon dioksida dan peranannya

Merupakan salah satu gas yang paling biasa di atmosfera (0.04%). Pada suhu biasa dan tekanan atmosfera, ia mempunyai ketumpatan 1.98 kg/m³. Mungkin dalam keadaan pepejal atau cecair. Fasa pepejal berlaku pada haba negatif dan tekanan atmosfera malar, ia dipanggil "ais kering". Fasa cecair CO_{2 adalah mungkin dengan peningkatan tekanan. Hartanah ini digunakan untuk penyimpanan, pengangkutan dan aplikasi teknologi. Pemejalwapan (peralihan kepada keadaan gas daripada pepejal, tanpa fasa cecair perantaraan) adalah mungkin pada -77 - -79˚С. Keterlarutan dalam air dalam nisbah 1:1 direalisasikan pada t=14-16˚С.}

Jenis karbon dioksida dibezakan bergantung kepada asal:

1. Hasil buangan tumbuhan dan haiwan, pelepasan dari gunung berapi, pelepasan gas dari perut bumi, penyejatan dari permukaan badan air.
2. Keluaran manusia, termasuk pelepasan daripada semua jenis pembakaranbahan api.

Sebagai bahan berguna, ia digunakan:

1. Dalam alat pemadam api karbon dioksida.
2. Dalam silinder untuk kimpalan arka dalam persekitaran yang sesuai CO_2.
3. Dalam industri makanan sebagai pengawet dan untuk pengkarbonan air.
4. Sebagai penyejuk untuk penyejukan sementara.
5. Dalam industri kimia.
6. Dalam metalurgi.

Sebagai komponen penting dalam kehidupan planet, manusia, operasi mesin dan keseluruhan kilang, karbon dioksida terkumpul di lapisan bawah dan atas atmosfera, melambatkan pembebasan haba dan mewujudkan "kesan rumah hijau ".

Gas cecair dan peranannya

Antara bahan asal semula jadi dan tujuan teknologi, terdapat bahan yang mempunyai tahap mudah terbakar dan nilai kalori yang tinggi. Jenis gas cecair berikut digunakan untuk penyimpanan, pengangkutan dan penggunaan: metana, propana, butana, serta campuran propana-butana.

Butana (C₄H₁₀₎ dan propana ialah juzuk gas petroleum. Yang pertama mencairkan pada -1 - -0, 5˚С. Pengangkutan dan penggunaan dalam cuaca sejuk butana tulen tidak dijalankan kerana pembekuannya. Suhu pencairan untuk propana (С₃Н_{8) -41 – -42˚С, tekanan kritikal – 4.27 MPa.}

Metana (CH_{4) ialah konstituen utama gas asli. Jenis sumber gas - deposit minyak, produk proses biogenik. Pencairan berlaku melalui pemampatan beransur-ansur dan pengurangan haba kepada -160 - -161˚С. Pada setiapperingkat dimampatkan 5-10 kali.}

Pencairan dijalankan di loji khas. Propana, butana, serta campurannya untuk kegunaan domestik dan industri dihasilkan secara berasingan. Metana digunakan dalam industri dan sebagai bahan api untuk pengangkutan. Yang terakhir juga boleh dikeluarkan dalam bentuk termampat.

Gas termampat dan peranannya

Baru-baru ini, gas asli termampat telah mendapat populariti. Jika hanya pencairan digunakan untuk propana dan butana, maka metana boleh dihasilkan dalam keadaan cair dan dalam keadaan termampat. Gas dalam silinder di bawah tekanan tinggi 20 MPa mempunyai beberapa kelebihan berbanding gas cecair yang terkenal.

1. Kadar sejatan tinggi, termasuk pada suhu udara negatif, tiada fenomena pengumpulan negatif.
2. Ketoksikan yang lebih rendah.
3. Pembakaran lengkap, kecekapan tinggi, tiada kesan negatif pada peralatan dan atmosfera.

Semakin lama mencari aplikasi bukan sahaja untuk trak, tetapi juga untuk kereta, serta untuk peralatan dandang.

Gas ialah bahan yang tidak mencolok tetapi sangat diperlukan untuk kehidupan manusia. Nilai kalori tinggi sesetengah daripadanya membenarkan penggunaan meluas pelbagai komponen gas asli sebagai bahan api untuk industri dan pengangkutan.