Общие сведения о свойствах газов

В природе в нормальных условиях (при комнатной температуре и атмосферном давлении) сравнительно немногие химические вещества находятся в газообразном состоянии. К газообразным простым веществам принадлежат: водород, кислород, азот, фтор, хлор и газы из элементов VIII группы таблицы Д. И. Менделеева.

Остальные газообразные вещества состоят из двух и более элементов, например СО, СО2, СОСl (фосген), СН3С1 (хлористый метил) и др. Интересно, что водород образует газообразные вещества со многими элементами. Почти со всеми неметаллами водород дает газообразные соединения, большинство из которых обладает неприятным запахом. К числу их можно отнести NH3, HF, HCl, HBr, H2S, H2Se, H2Te, PH3, AsH3, SbH3, BiH3 и др. Некоторые из этих соединений (мышьяковистый водород) легко распадаются с выделением водорода. Другие, более устойчивые распадаются при нагревании (метан). Встречаются гидриды неметаллов, которые легко растворяются в воде и дают или кислую (H2S, HCl, HBr), или щелочную (NH3) реакцию. Многие из них обладают восстановительной способностью (Н2Те, HI, H2S, H2Se, РН3 и др.). Некоторые гидриды легко окисляются, загораясь в воздухе (SiH4, SbH3).

С такими элементами, как углерод и бор, водород дает несколько газообразных соединений (углеводороды и бораны). Наибольшее значение имеют разнообразные углеводороды состава СnН2n+2, СnН2n, СnН2n-2. Отметим, что в молекулах углеводородов общей формулы: СПН2« имеется постоянное соотношение между числом атомов водорода и углерода, тогда как по мере увеличения числа углеродных атомов в молекуле предельных углеводородов относительное содержание водорода уменьшается. Например, в метане водорода содержится 25%, в неопентане 16,6%, в этилене и бутилене 14,3%, а в бутадиене 10,9%.

Все углеводородные газы горят на воздухе, образуя пламя различной яркости. Метан, в котором 25% водорода, горит на воз- Духе светящимся пламенем, а ацетилен, содержащий 7,9% водорода, горит коптящим пламенем. Копоть вызывается избыточным количеством углерода в молекуле, а чтобы ее избежать, следует

Пользоваться особыми горелками, в которых сгорание осуществляется при избытке воздуха.

Природные и попутные нефтяные газы, так же как и газы, получающиеся в различных процессах переработки нефтяного сырья, представляют собой в основном смеси углеводородов. Их состав зависит от происхождения. Так, основным компонентом сухих природных газов является метан. В состав попутных нефтяных газов, помимо метана, входят и другие предельные углеводороды С2—С5, а также небольшие количества азота, редких газов, диоксида углерода и, в случае сернистых нефтей, сероводорода.

Нефтезаводские газы образуются при термических и каталитических процессах переработки продуктов перегонки нефти. Из них наиболее часто встречаются газы термического и каталитического крекинга, пиролиза и коксования тяжелых нефтепродуктов. Эти газы отличаются сравнительно высоким содержанием непредельных углеводородов: этилена, пропилена и бутиленов, — суммарное содержание которых достигает в отдельных случаях 40%. Искусственные газы, получаемые в результате термической переработки углей и сланцев, содержат водород, метан, оксид углерода, непредельные углеводороды (от этилена до бутиленов), а также диоксида углерода, кислород и азот. Эти газы, различные по калорийности, используются главным образом в качестве топлива.                                                        

Газы безостаточной газификации (генераторный, водяной и др.) состоят из оксида углерода, водорода, азота и ряда примесей. В перечисленных природных и искусственных газовых смесях азот, водород, кислород, оксид углерода, воздух и углеводородные газы % плохо растворяются в воде. Их растворимость при давлении 101 325 Па (760 мм рт. ст.) и температуре 20°С в 1 л воды не превышает, как правило, 1 л и несколько больше при 0°С.

Неуглеводородные газы: диоксид углерода, диоксид серы, сероводород и аммиак — обладают значительной растворимостью в воде; это их свойство необходимо учитывать при анализе газовых смесей, в состав которых входят перечисленные компоненты.

• Отбор пробы газа
• Отбор пробы при помощи запирающей жидкости
• Отбор пробы в сухие газометры
• Отбор пробы из металлических баллонов
• Отбор пробы непосредственно в газоаналитическую аппаратуру
• Определение плотности газов
• Определение плотности газа методом взвешивания
• Определение плотности газа эшфузионным методом
• Методика определения
• Волюмометрический анализ газов
• Метод химического поглощения
• Метод сжигания
• Анализ смеси углеводородных и неуглеводородных газов
• Теплота сгорания газа и ее определение
• Определение теплоты сгорания в калориметрах
• Устройство калориметрической установки
• Подготовка прибора
• Методика определения