प्राकृतिक गैस। इसके गुण, निष्कर्षण और रासायनिक संरचना। प्राकृतिक गैस का उपयोग। प्राकृतिक गैस: संरचना, गुण

हाइड्रोकार्बन का मिश्रण, धार्मिक पूजा की वस्तु, वैज्ञानिकों और सबसे महत्वपूर्ण कच्चे माल के संसाधन के बीच विवाद। यह अदृश्य और गंधहीन है। दुनिया में कहीं और की तुलना में रूस में इसकी संख्या अधिक है।

प्राकृतिक गैस किससे बनी होती है

आधार प्राकृतिक गैसमीथेन (सीएच 4) बनाता है - सबसे सरल हाइड्रोकार्बन (कार्बन और हाइड्रोजन परमाणुओं से युक्त एक कार्बनिक यौगिक)। आमतौर पर इसमें भारी हाइड्रोकार्बन, मीथेन होमोलॉग्स भी होते हैं: ईथेन (सी 2 एच 6), प्रोपेन (सी 3 एच 8), ब्यूटेन (सी 4 एच 10) और कुछ गैर-हाइड्रोकार्बन अशुद्धियाँ।

प्राकृतिक गैस कुछ चट्टानों की परतों में स्थित गैस जमा के रूप में मौजूद हो सकती है, गैस कैप्स (तेल के ऊपर) के रूप में, साथ ही भंग या क्रिस्टलीय रूप में।

गैस की गंध

दिलचस्प बात यह है कि इनमें से किसी भी गैस का कोई रंग या गंध नहीं है। विशेषता बुरा गंधजिसका सामना लगभग हर व्यक्ति ने रोजमर्रा की जिंदगी में किया है, उसे कृत्रिम रूप से गैस दी जाती है और इसे गंधक कहा जाता है। गंधक के रूप में, यानी अप्रिय रूप से महक वाले पदार्थ, सल्फर युक्त यौगिकों का आमतौर पर उपयोग किया जाता है। एक व्यक्ति सबसे आम गंधकों में से एक को सूंघ सकता है - एथेनथिओल - भले ही इस पदार्थ का एक हिस्सा हवा के 50 मिलियन भागों में हो। यह गंध के लिए धन्यवाद है कि गैस रिसाव का आसानी से पता लगाया जा सकता है।

एक गंधक जोड़ने का चरण
एक अप्रिय गंध के साथ।

प्राकृतिक गैस, गंधहीन

प्राकृतिक गैस
एक अप्रिय गंध के साथ

वैज्ञानिकों का विवाद

प्राकृतिक गैस (साथ ही तेल, वैसे) की उत्पत्ति के संबंध में, वैज्ञानिकों के बीच अभी भी कोई सहमति नहीं है। दो बुनियादी अवधारणाएँ - बायोजेनिक और खनिज - अवस्था विभिन्न कारणों सेपृथ्वी की आंतों में हाइड्रोकार्बन खनिजों का निर्माण।

खनिज सिद्धांत

रॉक स्ट्रेट में खनिजों का निर्माण पृथ्वी की सड़न प्रक्रिया का हिस्सा है। पृथ्वी की आंतरिक गतिशीलता के कारण, बड़ी गहराई पर स्थित हाइड्रोकार्बन कम से कम दबाव के क्षेत्र में बढ़ जाते हैं, जिसके परिणामस्वरूप गैस और तेल जमा हो जाते हैं।

बायोजेनिक सिद्धांत

जीवित जीव जो मर गए और वायुहीन स्थान में विघटित होकर जल निकायों की तह में चले गए। भूगर्भीय हलचलों के कारण गहरे और गहरे डूबने से, विघटित कार्बनिक पदार्थ के अवशेष थर्मोबैरिक कारकों (तापमान और दबाव) के प्रभाव में प्राकृतिक गैस सहित हाइड्रोकार्बन खनिजों में बदल गए।

अदृश्य छिद्र

एक काफी आम गलत धारणा है कि गैस किसी प्रकार की रिक्तियों में भूमिगत होती है, जिससे इसे आसानी से पूरी तरह से निकाला जा सकता है। वास्तव में, गैस अंदर हो सकती है चट्टानजिसकी झरझरा संरचना इतनी महीन है कि इसे मानव आँख से नहीं देखा जा सकता है। अपने हाथों में बलुआ पत्थर का एक टुकड़ा, एक बड़ी गहराई से निकाला गया, यह कल्पना करना काफी मुश्किल है कि प्राकृतिक गैस अंदर निहित है।

गैस पूजा

मानव जाति लंबे समय से प्राकृतिक गैस के अस्तित्व के बारे में जानती है। और, हालांकि पहले से ही चौथी शताब्दी ईसा पूर्व में। इ। चीन में उन्होंने इसे हीटिंग और लाइटिंग के लिए इस्तेमाल करना सीखा, लंबे समय के लिएएक चमकदार लौ जो राख नहीं छोड़ती कुछ लोगों के लिए एक रहस्यमय और धार्मिक पंथ का विषय था। उदाहरण के लिए, 7 वीं शताब्दी में अबशेरोन प्रायद्वीप (अज़रबैजान का आधुनिक क्षेत्र) पर, अग्नि उपासक अतेशगाह का एक मंदिर बनाया गया था, जिसमें सेवाएं 19 वीं शताब्दी तक होती थीं।

वैसे, 1859 में अतेशगाह मंदिर से दूर नहीं, रूस में (बल्कि अल्पकालिक) औद्योगिक उद्देश्यों के लिए प्राकृतिक गैस का उपयोग करने का पहला प्रयास किया गया था - बाकू में एक तेल रिफाइनरी में।

थर्मल लैंप और रूस में पहली गैस

रूसी इतिहास गैस उद्योग 1811 में शुरू होता है। तब आविष्कारक पीटर सोबोलेव्स्की ने कृत्रिम गैस - थर्मल लैंप के उत्पादन के लिए पहली स्थापना की। अलेक्जेंडर I के फरमान से ऑल-रशियन सोसाइटी ऑफ लवर्स ऑफ लिटरेचर, साइंसेज एंड आर्ट्स की एक बैठक में इस पर एक रिपोर्ट देने के बाद, सोबोलेव्स्की को उनके आविष्कार के लिए एक आदेश दिया गया था। कुछ साल बाद, 1819 में, सेंट पीटर्सबर्ग में आप्टेकार्स्की द्वीप पर पहला गैस लैंप जलाया गया। इस प्रकार, रूस में गैस उद्योग का इतिहास लगभग 200 साल पहले शुरू हुआ - 2011 में इसकी एक वर्षगांठ थी।

1920 के दशक के मध्य में, पूरे यूएसएसआर में 227.7 मिलियन क्यूबिक मीटर गैस का उत्पादन किया गया था। 2010 में, गज़प्रोम समूह ने 508.6 बिलियन क्यूबिक मीटर गैस का उत्पादन किया।

प्राकृतिक गैस के भंडार के मामले में रूस दुनिया में पहले स्थान पर है। इन भंडारों में गज़प्रोम की हिस्सेदारी लगभग 70% है। इस प्रकार, गज़प्रोम के पास दुनिया में सबसे अमीर प्राकृतिक गैस भंडार है।

20 वीं शताब्दी की शुरुआत के साथ, रूसी गैस उद्योग का सक्रिय विकास शुरू हुआ: पहली बार, गैस क्षेत्र विकसित किए गए, और संबद्ध (पेट्रोलियम) गैस का उपयोग किया गया।

रूसी सरलता

हालांकि, रूस में 20वीं शताब्दी तक, प्राकृतिक गैस तेल उत्पादन का उप-उत्पाद थी और इसे संबद्ध गैस कहा जाता था। यहां तक ​​कि गैस या गैस संघनित क्षेत्रों की अवधारणाएं भी मौजूद नहीं थीं। उन्हें संयोग से खोजा गया था, उदाहरण के लिए, जब आर्टिसियन कुओं की ड्रिलिंग की जाती है। हालांकि, एक मामला है, जब इस तरह के एक कुएं की ड्रिलिंग करते समय, एक साधन संपन्न सेराटोव व्यापारी ने पानी के बजाय एक लौ को देखकर इस साइट पर एक कांच और ईंट कारखाने का निर्माण किया। उद्योगपतियों को धीरे-धीरे यह एहसास होने लगा कि प्राकृतिक गैस बेहद उपयोगी हो सकती है।

आज, कई अलग-अलग गैसों को जाना जाता है। उनमें से कुछ एक व्यक्ति को प्रयोगशाला विधियों द्वारा प्राप्त होता है, रसायनों से, कुछ उप-उत्पादों के रूप में प्रतिक्रियाओं के परिणामस्वरूप स्वयं बनते हैं। और प्रकृति में कौन सी गैसें पैदा होती हैं? प्राकृतिक की मुख्य ऐसी गैसों के लिए, प्राकृतिक उत्पत्तिचार में शामिल हैं:

• प्राकृतिक गैस, जिसका सूत्र सीएच 4 है;
• नाइट्रोजन, एन 2 ;
• हाइड्रोजन, एच 2;
• कार्बन डाइऑक्साइड, CO2।

बेशक, कुछ अन्य हैं - ऑक्सीजन, हाइड्रोजन सल्फाइड, अमोनिया, कार्बन मोनोऑक्साइड। हालांकि, ऊपर सूचीबद्ध लोगों के लिए व्यावहारिक रूप से महत्वपूर्ण हैं और उनके द्वारा विभिन्न उद्देश्यों के लिए उपयोग किया जाता है, जिसमें ईंधन भी शामिल है।

प्राकृतिक गैस क्या है?

प्राकृतिक गैस वह गैस है जो प्रकृति हमें देती है। अर्थात्, जिसकी सामग्री पृथ्वी की आंतों में रासायनिक प्रतिक्रियाओं के परिणामस्वरूप उद्योग में प्राप्त होने वाली मात्रा से बहुत अधिक और अधिक है।

प्राकृतिक गैस को मीथेन कहना आम बात है, लेकिन यह पूरी तरह सच नहीं है। यदि हम ऐसी गैस के संघटन पर भिन्नों द्वारा विचार करें, तो हम निम्नलिखित घटक संघटन देख सकते हैं:

• मीथेन (96% तक);
• ईथेन;
• प्रोपेन;
• ब्यूटेन;
• हाइड्रोजन;
• कार्बन डाइआक्साइड;
• नाइट्रोजन;
• हाइड्रोजन सल्फाइड (छोटी, ट्रेस मात्रा)।

इस प्रकार, यह पता चला है कि प्राकृतिक गैस कई का मिश्रण है

प्राकृतिक गैस सूत्र

रासायनिक दृष्टिकोण से, प्राकृतिक गैस एक साधारण संरचना के रैखिक हाइड्रोकार्बन का मिश्रण है - मीथेन, ईथेन, प्रोपेन और ब्यूटेन। लेकिन चूंकि मीथेन अभी भी एक बड़ा आयतन बनाता है, इसलिए प्राकृतिक गैस के सामान्य सूत्र को मीथेन के सूत्र द्वारा ही व्यक्त करने की प्रथा है। तो, यह पता चला है कि प्राकृतिक गैस का रासायनिक सूत्र मीथेन -CH4 है।

शेष घटकों में रसायन विज्ञान में निम्नलिखित अनुभवजन्य सूत्र हैं:

• ईथेन - सी 2 एच 6;
• प्रोपेन - सी 3 एच 8;
• ब्यूटेन - सी 4 एच 10;
• कार्बन डाइऑक्साइड - सीओ 2;
• नाइट्रोजन - एन 2;
• हाइड्रोजन - एच 2;
• हाइड्रोजन सल्फाइड - एच 2 एस।

इन पदार्थों का मिश्रण प्राकृतिक गैस है। इसके मुख्य यौगिक मीथेन के सूत्र से पता चलता है कि इसमें कार्बन की मात्रा बहुत कम है। यह इसके भौतिक गुणों को प्रभावित करता है, जैसे कि एक रंगहीन, पूरी तरह से धूम्रपान रहित लौ से जलने की क्षमता। जबकि इसके संतृप्त हाइड्रोकार्बन या अल्केन्स के अन्य प्रतिनिधि) जलने पर एक काली धुएँ के रंग की लौ बनाते हैं।

प्रकृति में होना

प्रकृति में यह गैस गहरे भूमिगत, तलछटी चट्टानों की मोटी और घनी परतों के नीचे पाई जाती है। प्रकृति में प्राकृतिक गैस की उत्पत्ति के बारे में दो मुख्य सिद्धांत हैं।

1. टेक्टोनिक रॉक मूवमेंट का सिद्धांत। इस सिद्धांत के समर्थकों का मानना ​​है कि हाइड्रोकार्बन हमेशा पृथ्वी की आंतों में समाहित होते हैं और टेक्टोनिक आंदोलनों और ऊपर की ओर संकुचन के परिणामस्वरूप उठते हैं। शीर्ष पर, उच्च दबाव और बदलते तापमान उन्हें रासायनिक प्रतिक्रियाओं के माध्यम से दो प्राकृतिक खनिजों - तेल और गैस में बदल देते हैं।
2. बायोजेनिक सिद्धांत एक अलग विधि की बात करता है जिसके द्वारा प्राकृतिक गैस का निर्माण किया गया था। सूत्र दर्शाता है गुणात्मक रचना- कार्बन और हाइड्रोजन, जो बताता है कि जीवित जीवों ने इसके निर्माण में भाग लिया, जिनके शरीर ज्यादातर इन तत्वों से बने थे, जैसे कि हमारे ग्रह पर सभी जीवन जो अभी भी मौजूद हैं। समय के साथ, जानवरों और पौधों के मृत अवशेष समुद्र के नीचे और नीचे डूब गए, जहां न तो ऑक्सीजन थी और न ही बैक्टीरिया इस कार्बनिक द्रव्यमान को विघटित और संसाधित करने में सक्षम थे। अवायवीय ऑक्सीकरण के परिणामस्वरूप, बायोमास का क्षय हुआ, और लाखों वर्षों में खनिजों के दो स्रोत बने - तेल और गैस। इसी समय, दोनों का आधार समान है - और आंशिक रूप से कम आणविक भार वाले पदार्थ। गैस और तेल का रासायनिक सूत्र यह साबित करता है। हालांकि, उजागर होने पर अलग-अलग स्थितियांविभिन्न उत्पाद भी बनते हैं: उच्च दबाव और तापमान - गैस, निम्न संकेतक - तेल।

आज, मुख्य गैस क्षेत्र और भंडार रूस, संयुक्त राज्य अमेरिका, कनाडा, ईरान, नॉर्वे और नीदरलैंड जैसे देशों के स्वामित्व में हैं।

इसके एकत्रीकरण की स्थिति के अनुसार, प्राकृतिक गैस को हमेशा केवल गैस की अवस्था में ही समाहित नहीं किया जा सकता है। इसके संक्षेपण के लिए कई विकल्प हैं:

1. तेल के अणुओं में गैस घुल जाती है।
2. गैस पानी के अणुओं में घुल जाती है।
3. गैस ठोस गैस हाइड्रेट बनाती है।
4. सामान्य परिस्थितियों में - एक गैसीय यौगिक।

इनमें से प्रत्येक राज्य की अपनी जमा राशि है और यह एक व्यक्ति के लिए बहुत मूल्यवान है।

प्रयोगशाला और उद्योग में प्राप्त करना

गैस निर्माण के प्राकृतिक स्थानों के अलावा, इसे प्रयोगशाला में प्राप्त करने के कई तरीके हैं। हालांकि, इन विधियों, निश्चित रूप से, उत्पाद के केवल छोटे हिस्से के लिए उपयोग किया जाता है, क्योंकि यह प्रयोगशाला में प्राकृतिक गैस के संश्लेषण को करने के लिए आर्थिक रूप से लाभदायक नहीं है।

प्रयोगशाला के तरीके:

1. कम आणविक भार यौगिक का हाइड्रोलिसिस - एल्यूमीनियम कार्बाइड: AL 4 C 3 + 12H 2 O \u003d 3CH 4 + 4AL (OH) 3.
2. क्षार की उपस्थिति में सोडियम एसीटेट से: सीएच 3 सीओओएच + नाओएच = सीएच 4 + ना 2 सीओ 3।
3. संश्लेषण गैस से: CO + 3H 2 \u003d CH 4 + H 2 O।
4. साधारण पदार्थों से - हाइड्रोजन और कार्बन - at उच्च तापमानऔर दबाव।

प्राकृतिक गैस का रासायनिक सूत्र मीथेन के सूत्र से परिलक्षित होता है, इसलिए सब कुछ इस गैस के लिए है।

उद्योग में, मीथेन प्राकृतिक जमा से निष्कर्षण और अंशों द्वारा आगे की प्रक्रिया द्वारा प्राप्त किया जाता है। साथ ही, परिणामी गैस को शुद्ध किया जाना चाहिए। आखिरकार, प्राकृतिक गैस मीथेन का सूत्र उन घटकों का केवल एक हिस्सा दिखाता है जिसमें यह होता है। और घरेलू उपयोग के लिए आपको एक ऐसी स्वच्छ गैस की आवश्यकता होती है जिसमें मीथेन के अलावा अन्य पदार्थ न हों। पृथक ईथेन, प्रोपेन, ब्यूटेन और अन्य गैसों का भी व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है।

भौतिक गुण

गैस का सूत्र इस बात का अंदाजा देता है कि उसके पास कौन से भौतिक गुण होने चाहिए। आइए एक नजर डालते हैं कि ये विशेषताएं क्या हैं।

1. एक रंगहीन, गंधहीन पदार्थ।
2. अनुमानित घनत्व 0.7-1 किग्रा / मी 3 के बीच भिन्न होता है।
3. जलता हुआ तापमान 650 0 .
4. हवा से लगभग दोगुना प्रकाश।
5. एक के दहन के दौरान निकलने वाली ऊष्मा घन मापीगैस 46 मिलियन जूल के बराबर है।
6. हवा में उच्च सांद्रता (15% से अधिक) पर, गैस अत्यधिक विस्फोटक होती है।
7. जब ईंधन के रूप में उपयोग किया जाता है, तो यह 130 की ऑक्टेन रेटिंग प्रदर्शित करता है।

खनिज के निष्कर्षण के स्थान पर बने विशेष उपचार संयंत्रों (स्थापनाओं) के माध्यम से इसे पारित करने के बाद ही स्वच्छ गैस प्राप्त की जाती है।

आवेदन पत्र

प्राकृतिक गैस के लिए कई मुख्य अनुप्रयोग हैं। दरअसल, इसके मुख्य घटक के अलावा, जिसका गैस सूत्र सीएच 4 है, मिश्रण के अन्य सभी घटकों का उपयोग किया जाता है।

1. लोगों के जीवन का घरेलू क्षेत्र। इसमें खाना पकाने के लिए गैस, आवासीय भवनों को गर्म करने, बॉयलरों के लिए ईंधन आदि शामिल हैं। खाना पकाने के लिए उपयोग की जाने वाली गैस में, व्यापारियों के समूह से संबंधित विशेष पदार्थ डालें। ऐसा इसलिए किया जाता है ताकि पाइप लीक होने या अन्य गैस छूटने की स्थिति में लोग इसे सूंघ सकें और कार्रवाई कर सकें. मिश्रण घरेलू गैस(और यह प्रोपेन और ब्यूटेन का मिश्रण है) उच्च सांद्रता में अत्यंत विस्फोटक है। दूसरी ओर, मर्कैप्टन प्राकृतिक गैस को विशिष्ट और गंधहीन बनाते हैं। उनके सूत्र में सल्फर और फास्फोरस जैसे तत्व शामिल हैं, जो उन्हें ऐसी विशिष्टता प्रदान करते हैं।

2. रासायनिक उत्पादन। इस क्षेत्र में, महत्वपूर्ण यौगिकों को प्राप्त करने की कई प्रतिक्रियाओं के लिए मुख्य प्रारंभिक पदार्थों में से एक प्राकृतिक गैस है, जिसके सूत्र से पता चलता है कि यह किस संश्लेषण में भाग ले सकता है:

• प्लास्टिक के उत्पादन में आधार, जो सबसे आम हैं आधुनिक सामग्रीव्यावहारिक रूप से उद्योग के सभी क्षेत्रों के लिए;
• एथिन, हाइड्रोजन साइनाइड और अमोनिया के संश्लेषण में कच्चा माल। सूचीबद्ध उत्पादों का उपयोग स्वयं कई के उत्पादन में किया जाता है संश्लेषित रेशमऔर निर्माण में कपड़े, उर्वरक और हीटर;
• रबर, मेथनॉल, कार्बनिक अम्ल - मीथेन और अन्य पदार्थों से बनते हैं। वे मानव जीवन के लगभग सभी क्षेत्रों में आवेदन पाते हैं;
• मीथेन के कारण पॉलीथीन और कई अन्य सिंथेटिक यौगिक प्राप्त हुए।

3. ईंधन के रूप में उपयोग करें। इसके अलावा, किसी भी प्रकार की मानवीय गतिविधि के लिए, उपयुक्त प्रकार के ईंधन भरने से शुरू होकर टेबल लैंपऔर ताप विद्युत संयंत्रों के संचालन से पहले। इस प्रकार के ईंधन को सभी वैकल्पिक तरीकों की पृष्ठभूमि के खिलाफ पर्यावरण की दृष्टि से सही और समीचीन माना जाता है। हालांकि, जब जलाया जाता है, तो मीथेन किसी भी अन्य कार्बनिक पदार्थ की तरह कार्बन डाइऑक्साइड बनाता है। और वह, जैसा कि आप जानते हैं, पृथ्वी के ग्रीनहाउस प्रभाव का कारण है। इसलिए, लोगों को तापीय ऊर्जा का एक और भी स्वच्छ और बेहतर स्रोत खोजने के कार्य का सामना करना पड़ता है।

अब तक, ये सभी मुख्य स्रोत हैं जो प्राकृतिक गैस का उपयोग करते हैं। इसका सूत्र, यदि हम सभी जटिल घटकों को लें, तो यह दर्शाता है कि यह व्यावहारिक रूप से नवीकरणीय संसाधन है, केवल इसके लिए बहुत समय लगता है। हमारा देश गैस के भंडार के साथ बेहद भाग्यशाली है, क्योंकि इतनी मात्रा में प्राकृतिक संसाधन न केवल रूस के लिए, बल्कि निर्यात के माध्यम से दुनिया के कई देशों के लिए भी सैकड़ों वर्षों तक चलेगा।

नाइट्रोजन

है अभिन्न अंगतेल और गैस प्राकृतिक क्षेत्र। इसके अलावा, यह गैस हवा (78%) में मात्रा के एक बड़े हिस्से पर कब्जा कर लेती है, और स्थलमंडल में प्राकृतिक साल्टपीटर यौगिकों के रूप में भी पाई जाती है।

एक साधारण पदार्थ के रूप में, जीवित जीवों द्वारा नाइट्रोजन का व्यावहारिक रूप से उपयोग नहीं किया जाता है। इसके सूत्र का रूप N 2 , या, रासायनिक बंधों के संदर्भ में, N≡N है। इस तरह के एक मजबूत बंधन की उपस्थिति सामान्य परिस्थितियों में अणु की उच्च स्थिरता और रासायनिक जड़ता को इंगित करती है। यह इस गैस की बड़ी मात्रा में मुक्त रूप में वातावरण में मौजूद होने की संभावना की व्याख्या करता है।

एक साधारण पदार्थ के रूप में, नाइट्रोजन विशेष जीवों द्वारा तय किया जा सकता है - नोड्यूल बैक्टीरिया। फिर वे इस गैस को पौधों के लिए अधिक उपयुक्त रूप में संसाधित करते हैं और इस प्रकार पौधों की जड़ प्रणालियों के खनिज पोषण को पूरा करते हैं।

प्रकृति में नाइट्रोजन के रूप में मौजूद कई बुनियादी यौगिक हैं। उनका सूत्र इस प्रकार है:

• ऑक्साइड - संख्या 2, एन 2 ओ, एन 2 ओ 5;
• एसिड - नाइट्रस एचएनओ 2 और नाइट्रिक एचएनओ 3 (वायु वातावरण में ऑक्साइड से बिजली के निर्वहन के दौरान गठित);
• साल्टपीटर - KNO 3, NaNO 3 और इसी तरह।

मनुष्य न केवल नाइट्रोजन का उपयोग करता है बल्कि तरल अवस्था में भी करता है। इसमें -170 0 C से नीचे के तापमान पर एक तरल अवस्था में जाने की क्षमता है, जो इसे पौधों और जानवरों के ऊतकों, कई सामग्रियों को जमने के लिए उपयोग करने की अनुमति देता है। यही कारण है कि दवा में तरल नाइट्रोजन का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है।

नाइट्रोजन भी इसके मुख्य यौगिकों में से एक - अमोनिया प्राप्त करने का आधार है। इस पदार्थ का उत्पादन बड़ा टन भार है, क्योंकि यह रोजमर्रा की जिंदगी और उद्योग (घिसने, रंजक, प्लास्टिक, सिंथेटिक फाइबर, कार्बनिक अम्ल, पेंट और वार्निश उत्पादन, विस्फोटक, और इसी तरह) प्राप्त करने में बहुत व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है।

कार्बन डाइआक्साइड

पदार्थ का सूत्र क्या है? कार्बन डाइऑक्साइड को CO2 के रूप में लिखा जाता है। अणु में बंधन कार्बन और ऑक्सीजन के बीच सहसंयोजक, कमजोर ध्रुवीय, डबल मजबूत रासायनिक बल है। यह सामान्य परिस्थितियों में अणु की स्थिरता और जड़ता को इंगित करता है। इस तथ्य की पुष्टि मुक्त अस्तित्व से होती है कार्बन डाइआक्साइडपृथ्वी के वातावरण में।

यह पदार्थ प्राकृतिक गैस और तेल का एक अभिन्न अंग है, और ग्रह के ऊपरी वायुमंडल में भी जमा होता है, जिससे तथाकथित ग्रीनहाउस प्रभाव होता है।

किसी भी प्रकार के जैविक ईंधन के दहन के दौरान भारी मात्रा में कार्बन डाइऑक्साइड का निर्माण होता है। चाहे वह कोयला, लकड़ी, गैस या अन्य ईंधन हो, पूर्ण दहन से पानी और इस पदार्थ का निर्माण होता है।

इसलिए, यह पता चला है कि वातावरण में इसका संचय अपरिहार्य है। इसलिए, एक महत्वपूर्ण कार्य आधुनिक समाजएक वैकल्पिक ईंधन की खोज है जो न्यूनतम ग्रीनहाउस प्रभाव देता है।

हाइड्रोजन

प्राकृतिक खनिजों में पाया जाने वाला एक अन्य संबद्ध यौगिक हाइड्रोजन है। एक गैस जिसका सूत्र H2 है। अब तक ज्ञात सबसे हल्का पदार्थ।

अपने विशेष गुणों के कारण, यह आवधिक प्रणाली में दो पदों पर काबिज है - क्षार धातुओं और हैलोजन के बीच। एक इलेक्ट्रॉन होने के कारण, यह इसे दूर करने (धातु गुण, कम करने) और इसे स्वीकार करने (गैर-धातु गुण, ऑक्सीकरण) दोनों में सक्षम है।

उपयोग का मुख्य क्षेत्र पर्यावरण के अनुकूल ईंधन है, जिसके लिए वैज्ञानिक भविष्य देखते हैं। कारण:

• इस गैस का असीमित भंडार;
• केवल पानी के दहन के परिणामस्वरूप गठन।

हालांकि, ऊर्जा स्रोत के रूप में हाइड्रोजन के विकास के लिए पूर्ण तकनीक को अभी भी कई और बारीकियों में परिष्कृत करने की आवश्यकता है।

गैसों के द्रव्यमान, घनत्व और आयतन की गणना के लिए सूत्र

भौतिकी और रसायन विज्ञान में, गैसों की गणना के लिए कई बुनियादी विधियों का उपयोग किया जाता है। इसलिए, उदाहरण के लिए, यदि हम सबसे बुनियादी मापदंडों में से एक के बारे में बात कर रहे हैं, जैसे कि गैस का द्रव्यमान, तो गणना का सूत्र इस प्रकार होगा:

m = V*þ, जहाँ पदार्थ का घनत्व है, और V इसका आयतन है।

उदाहरण के लिए, यदि हमें सामान्य परिस्थितियों में 1 घन मीटर की मात्रा के साथ प्राकृतिक गैस के द्रव्यमान की गणना करने की आवश्यकता है, तो हम संदर्भ सामग्री में इसके घनत्व का मानक औसत मान लेते हैं। यह 0.68 किग्रा / मी 3 के बराबर होगा। अब जब हम गैस का आयतन और घनत्व जानते हैं, तो गणना सूत्र काफी संतोषजनक है। फिर:

मी (सीएच 4) \u003d 0.68 किग्रा / मी 3 * 1 मी 3 \u003d 0.68 किग्रा, क्योंकि क्यूबिक मीटर कम हो जाते हैं।

गैस के आयतन का सूत्र, इसके विपरीत, द्रव्यमान और घनत्व संकेतकों का योग है। अर्थात्, हम इस मान को ऊपर दिए गए कॉन्फ़िगरेशन से व्यक्त कर सकते हैं:

वी \u003d एम / , फिर मानक परिस्थितियों में 2 किलो मीथेन की मात्रा बराबर होगी: 2 / 0.68 \u003d 2.914 मीटर 3।

इसके अलावा, अधिक जटिल मामलों में (जब स्थितियां गैर-मानक होती हैं), गैसों के द्रव्यमान और मात्रा की गणना करने के लिए, मेंडेलीव-क्लैपेरॉन समीकरण का उपयोग किया जाता है, जिसका रूप है:

p*V \u003d m / M * R * T, जहाँ p गैस का दाब है, V इसका आयतन है, m और M द्रव्यमान है और दाढ़ जनतदनुसार, आर सार्वभौमिक गैस स्थिरांक है, 8.314 के बराबर, टी केल्विन में तापमान है।

ऐसा गैस आयतन सूत्र गणनाओं को प्राप्त करना संभव बनाता है जो एक आदर्श गैस के मूल्य के बहुत करीब हैं, जो विशुद्ध रूप से काल्पनिक रूप से मौजूद है और भौतिकी और रसायन विज्ञान में समस्याओं को हल करने में एक अमूर्त अवधारणा के लिए उपयोग किया जाता है। आप बॉयल-मैरियोट समीकरण का उपयोग करके वॉल्यूम की गणना भी कर सकते हैं, जिसका रूप है:

V=p n *V n *T/p*T n, जहां सूचकांक n वाले मान सामान्य मानक परिस्थितियों में मान हैं।

गणना यथासंभव सटीक और वास्तविकता के अनुरूप होने के लिए, इस तरह के एक पैरामीटर को ध्यान में रखना आवश्यक है इस पैरामीटर की गणना के लिए सूत्र अभी भी एक महत्वपूर्ण बिंदु है। यह सबसे आम सरल का उपयोग करने के लिए प्रथागत है, जो इस तरह दिखता है:

þ \u003d m 0 * n, जहाँ m 0 अणु (किलो) का द्रव्यमान है, और n सांद्रता है, माप की इकाई 1 / m 3 है।

हालांकि, कुछ मामलों में सटीक और आदर्श परिणाम के करीब प्राप्त करने के लिए कई चर के साथ अन्य, अधिक जटिल और पूर्ण गणनाओं का उपयोग करना आवश्यक है।

परिभाषा
प्राकृतिक गैसगैसीय अवस्था में खनिज है। यह व्यापक रूप से ईंधन के रूप में उपयोग किया जाता है। लेकिन प्राकृतिक गैस का उपयोग स्वयं ईंधन के रूप में नहीं किया जाता है, इसके घटकों को अलग-अलग उपयोग के लिए इससे अलग किया जाता है।

प्राकृतिक गैस की संरचना
98% तक प्राकृतिक गैस मीथेन है, इसमें मीथेन होमोलॉग्स भी शामिल हैं - ईथेन, प्रोपेन और ब्यूटेन। कभी-कभी कार्बन डाइऑक्साइड, हाइड्रोजन सल्फाइड और हीलियम मौजूद हो सकते हैं। यह प्राकृतिक गैस की संरचना है।

भौतिक गुण
प्राकृतिक गैस रंगहीन और गंधहीन होती है (यदि इसमें हाइड्रोजन सल्फाइड न हो), तो यह हवा से हल्की होती है। ज्वलनशील और विस्फोटक।
नीचे प्राकृतिक गैस घटकों के अधिक विस्तृत गुण दिए गए हैं।

प्राकृतिक गैस के अलग-अलग घटकों के गुण (प्राकृतिक गैस की विस्तृत संरचना पर विचार करें)

मीथेन(CH4) एक रंगहीन, गंधहीन गैस है, जो हवा से हल्की होती है। ज्वलनशील, लेकिन फिर भी इसे पर्याप्त आसानी से संग्रहीत किया जा सकता है।

एटैन(C2H6) एक रंगहीन, गंधहीन और रंगहीन गैस है, जो हवा से थोड़ी भारी होती है। दहनशील भी, लेकिन ईंधन के रूप में उपयोग नहीं किया जाता है।

प्रोपेन(C3H8) एक रंगहीन, गंधहीन गैस, जहरीली होती है। इसकी एक उपयोगी संपत्ति है: प्रोपेन कम दबाव में द्रवीभूत होता है, जिससे इसे अशुद्धियों से अलग करना और इसे परिवहन करना आसान हो जाता है।

बुटान(C4H10) - प्रोपेन के गुणों के समान, लेकिन इसका घनत्व अधिक होता है। हवा से दोगुना भारी।

कार्बन डाइआक्साइड(CO2) एक रंगहीन, गंधहीन गैस है जिसका स्वाद खट्टा होता है। प्राकृतिक गैस के अन्य घटकों (हीलियम के अपवाद के साथ) के विपरीत, कार्बन डाइऑक्साइड जलती नहीं है। कार्बन डाइऑक्साइड सबसे कम जहरीली गैसों में से एक है।

हीलियम(वह) - रंगहीन, बहुत हल्का (हाइड्रोजन के बाद सबसे हल्की गैसों में से दूसरा) बिना रंग और गंध के। अत्यधिक निष्क्रिय, सामान्य परिस्थितियों में किसी भी पदार्थ के साथ प्रतिक्रिया नहीं करता है। नहीं जलता। विषाक्त नहीं, लेकिन उच्च रक्तचापअन्य अक्रिय गैसों की तरह, संज्ञाहरण का कारण बन सकता है।

हाइड्रोजन सल्फाइड(H2S) - गंध के साथ रंगहीन भारी गैस सड़े हुए अंडे. बहुत जहरीला, बहुत कम सांद्रता पर भी यह घ्राण तंत्रिका के पक्षाघात का कारण बनता है।
कुछ अन्य गैसों के गुण जो प्राकृतिक गैस का हिस्सा नहीं हैं लेकिन प्राकृतिक गैस के समान उपयोग करते हैं

ईथीलीन(C2H4) - एक सुखद गंध वाली रंगहीन गैस। यह गुणों में इथेन के समान है, लेकिन कम घनत्व और ज्वलनशीलता में इससे भिन्न है।

एसिटिलीन(C2H2) एक अत्यंत ज्वलनशील और विस्फोटक रंगहीन गैस है। मजबूत संपीड़न के साथ, यह फट सकता है। आग या विस्फोट के बहुत अधिक जोखिम के कारण रोजमर्रा की जिंदगी में इसका उपयोग नहीं किया जाता है। मुख्य अनुप्रयोग वेल्डिंग कार्य में है।

आवेदन पत्र

मीथेनगैस स्टोव में ईंधन के रूप में उपयोग किया जाता है।

प्रोपेन और ब्यूटेनकुछ वाहनों में ईंधन के रूप में। लाइटर भी तरलीकृत प्रोपेन से भरे होते हैं।

एटैनयह शायद ही कभी ईंधन के रूप में उपयोग किया जाता है, इसका मुख्य उपयोग एथिलीन का उत्पादन होता है।

ईथीलीनदुनिया में सबसे अधिक उत्पादित कार्बनिक पदार्थों में से एक है। यह पॉलीथीन के उत्पादन के लिए एक कच्चा माल है।

एसिटिलीनबहुत बनाने के लिए इस्तेमाल किया उच्च तापमानधातु विज्ञान में (सामंजस्य और धातुओं की कटाई)। एसिटिलीनयह बहुत ज्वलनशील है, इसलिए इसका उपयोग कारों में ईंधन के रूप में नहीं किया जाता है, और इसके बिना भी, इसके भंडारण की शर्तों का कड़ाई से पालन किया जाना चाहिए।

हाइड्रोजन सल्फाइड, इसकी विषाक्तता के बावजूद, तथाकथित में कम मात्रा में प्रयोग किया जाता है। सल्फाइड स्नान। वे हाइड्रोजन सल्फाइड के कुछ एंटीसेप्टिक गुणों का उपयोग करते हैं।

मुख्य उपयोगी संपत्ति हीलियमइसका घनत्व बहुत कम है (हवा से 7 गुना हल्का)। हीलियम गुब्बारे और हवाई जहाजों को भरता है। हाइड्रोजन हीलियम से भी हल्का है, लेकिन साथ ही दहनशील भी है। हीलियम गुब्बारे बच्चों के बीच बहुत लोकप्रिय हैं।

विषाक्तता

कार्बन डाइआक्साइड।और भी बड़ी मात्राकार्बन डाइऑक्साइड किसी भी तरह से मानव स्वास्थ्य को प्रभावित नहीं करता है। हालांकि, यह ऑक्सीजन के अवशोषण को रोकता है जब वातावरण में सामग्री मात्रा के हिसाब से 3% से 10% तक होती है। इस एकाग्रता में, घुटन और यहां तक ​​कि मृत्यु भी शुरू हो जाती है।

हीलियम।हीलियम अपनी जड़ता के कारण सामान्य परिस्थितियों में पूरी तरह से गैर विषैले है। लेकिन बढ़ते दबाव के साथ, आरंभिक चरणएनेस्थीसिया, हंसी की गैस के प्रभाव के समान *।

हाइड्रोजन सल्फाइड. इस गैस के जहरीले गुण महान हैं। गंध की भावना के लंबे समय तक संपर्क के साथ, चक्कर आना और उल्टी होती है। घ्राण तंत्रिका भी लकवाग्रस्त है, इसलिए हाइड्रोजन सल्फाइड की अनुपस्थिति का भ्रम है, लेकिन वास्तव में शरीर इसे अब और महसूस नहीं करता है। हाइड्रोजन सल्फाइड विषाक्तता 0.2-0.3 मिलीग्राम / एम 3 की एकाग्रता में होती है, 1 मिलीग्राम / एम 3 से ऊपर की एकाग्रता घातक होती है।

दहन प्रक्रिया
सभी हाइड्रोकार्बन, जब पूरी तरह से ऑक्सीकृत हो जाते हैं (अतिरिक्त ऑक्सीजन), कार्बन डाइऑक्साइड और पानी छोड़ते हैं। उदाहरण के लिए:
CH4 + 3O2 = CO2 + 2H2O
अधूरे (ऑक्सीजन की कमी) के साथ - कार्बन मोनोआक्साइडऔर पानी:
2CH4 + 6O2 = 2CO + 4H2O
ऑक्सीजन की थोड़ी मात्रा के साथ, सूक्ष्म रूप से फैला हुआ कार्बन (कालिख) निकलता है:
CH4 + O2 = C + 2H2O।
मीथेन एक नीली लौ से जलता है, एथेन - लगभग बेरंग, जैसे अल्कोहल, प्रोपेन और ब्यूटेन - पीला, एथिलीन - चमकदार, कार्बन मोनोऑक्साइड - हल्का नीला। एसिटिलीन - पीलापन लिए हुए, जोरदार धूम्रपान करता है। अगर आपके पास घर है गैस - चूल्हाऔर सामान्य नीली लौ के बजाय, आपको पीला दिखाई देता है - आप जानते हैं, यह मीथेन प्रोपेन से पतला है।

टिप्पणियाँ

हीलियम, किसी भी अन्य गैस के विपरीत, ठोस अवस्था में मौजूद नहीं है।
हंसाने वाली गैसनाइट्रस ऑक्साइड N2O का तुच्छ नाम है।

लेख में टिप्पणियाँ और परिवर्धन - टिप्पणियों में।

प्राकृतिक गैस एक खनिज संसाधन है। तेल और कोयले की तरह गैस,

जानवरों की उत्पत्ति के कार्बनिक पदार्थों से पृथ्वी की गहराई में गठित

(अर्थात, लंबे समय तक जीवित रहने वाले जीवों के जमा) उच्च दबाव के प्रभाव में और

तापमान।

जीवित जीव जो मर गए और समुद्र तल में डूब गए, ऐसे में गिर गए

ऐसी स्थितियाँ जहाँ वे ऑक्सीकरण के परिणामस्वरूप विघटित नहीं हो सकतीं (आखिरकार, समुद्र पर

नीचे कोई हवा और ऑक्सीजन नहीं है), न ही रोगाणुओं द्वारा नष्ट किया जा सकता है (वे बस वहां नहीं थे)।

इन जीवों के निक्षेपों ने सिल्ट तलछट का निर्माण किया है। नतीजतन

भूवैज्ञानिक आंदोलनों, ये तलछट बड़ी गहराई तक प्रवेश कर गए। वहाँ नीचे

लाखों वर्षों से दबाव और उच्च तापमान का प्रभाव बीत गया

वह प्रक्रिया जिसके द्वारा तलछट में निहित कार्बन यौगिकों में परिवर्तित हो जाता है,

हाइड्रोकार्बन कहलाते हैं। उनका नाम इसलिए पड़ा क्योंकि वे

अणु कार्बन और हाइड्रोजन से बने होते हैं। बड़े अणुओं वाले हाइड्रोकार्बन

(उच्च आणविक भार) - ये तरल पदार्थ हैं, इनसे तेल बनाया गया था। लेकिन

कम आणविक भार हाइड्रोकार्बन (जिनमें छोटे अणु होते हैं) गैसें होती हैं। वे हैं-

और प्राकृतिक गैस का निर्माण किया। लेकिन अधिक के प्रभाव में केवल गैस का निर्माण हुआ

तेल की तुलना में उच्च तापमान और दबाव।

इसलिए तेल क्षेत्रों में हमेशा प्राकृतिक गैस होती है।

समय के साथ, ये जमा गहराई में चले गए - वे तलछटी चट्टानों की परतों से ढके हुए थे।

प्राकृतिक गैस एक सजातीय पदार्थ नहीं है। इसमें गैसों का मिश्रण होता है।

प्राकृतिक गैस का मुख्य भाग (98%) मीथेन गैस है। मीथेन के अलावा,

प्राकृतिक गैस में ईथेन, प्रोपेन, ब्यूटेन और कुछ होते हैं

गैर-हाइड्रोकार्बन पदार्थ - हाइड्रोजन, नाइट्रोजन, कार्बन डाइऑक्साइड, हाइड्रोजन सल्फाइड।

प्राकृतिक गैस जमीन में 1 से कई किलोमीटर की गहराई में पाई जाती है। पर

पृथ्वी के आँतों में गैस सूक्ष्म रिक्तियों - छिद्रों में पाई जाती है। छिद्र

सूक्ष्म चैनलों द्वारा परस्पर जुड़े हुए - दरारें। इनके अनुसार

चैनल, गैस उच्च दबाव वाले छिद्रों से निचले वाले छिद्रों में प्रवाहित होती है

दबाव।

कुओं का उपयोग करके पृथ्वी की आंतों से गैस निकाली जाती है। गैस उप-मृदा से किसके माध्यम से निकलती है

कुएं बाहर की ओर इस तथ्य के कारण कि जलाशय बार-बार दबाव में है

वायुमंडलीय से अधिक। इस प्रकार, से गैस उत्पादन के पीछे प्रेरक शक्ति

गहराई जलाशय और संग्रह प्रणाली के बीच दबाव अंतर है।

वर्तमान में, प्राकृतिक गैस का व्यापक रूप से ईंधन और ऊर्जा में उपयोग किया जाता है और रसायन उद्योग.

प्राकृतिक गैस का व्यापक रूप से आवासीय और वाणिज्यिक में सस्ते ईंधन के रूप में उपयोग किया जाता है अपार्टमेंट इमारतोंहीटिंग, वॉटर हीटिंग और खाना पकाने के लिए। इसका उपयोग कारों, बॉयलर हाउस, थर्मल पावर प्लांट के लिए ईंधन के रूप में किया जाता है। यह में से एक है सबसे अच्छा विचारघरेलू और औद्योगिक जरूरतों के लिए ईंधन। प्राकृतिक गैस का मूल्य के रूप में

ईंधन इस तथ्य में भी निहित है कि यह पर्यावरण के अनुकूल खनिज ईंधन है। जब इसे जलाया जाता है, तो अन्य प्रकार के ईंधन की तुलना में बहुत कम हानिकारक पदार्थ उत्पन्न होते हैं। इसलिए, प्राकृतिक गैस मानव गतिविधियों में ऊर्जा के मुख्य स्रोतों में से एक है।

रासायनिक उद्योग में, प्राकृतिक गैस का उपयोग विभिन्न कार्बनिक पदार्थों, जैसे प्लास्टिक, रबर, अल्कोहल और कार्बनिक अम्लों के उत्पादन के लिए कच्चे माल के रूप में किया जाता है। यह प्राकृतिक गैस का उपयोग था जिसने कई रसायनों को संश्लेषित करने में मदद की जो प्रकृति में मौजूद नहीं हैं, जैसे पॉलीथीन।

पहले तो लोग अनजान थे उपयोगी गुणगैस। तेल उत्पादन में, यह अक्सर गैस से जुड़ा होता है। इस तरह की संबद्ध गैस को उत्पादन के स्थान पर ही जलाया जाता था। उन दिनों प्राकृतिक गैस का परिवहन और बिक्री करना लाभहीन था, लेकिन समय के साथ, प्रभावी तरीकेउपभोक्ता को प्राकृतिक गैस का परिवहन, जिनमें से मुख्य पाइपलाइन है। इस पद्धति के साथ, पहले शुद्ध किए गए कुओं से गैस भारी दबाव में पाइप में प्रवेश करती है - 75 वायुमंडल। इसके अलावा, विशेष टैंकरों में तरलीकृत गैस के परिवहन की एक विधि का उपयोग किया जाता है - गैस वाहक। संपीड़ित गैस की तुलना में तरलीकृत गैस परिवहन और भंडारण के लिए अधिक सुरक्षित है।

और कई राज्यों में प्राकृतिक गैस को जलाना कानून द्वारा निषिद्ध है, लेकिन कुछ देशों में यह आज भी प्रचलित है ...

और क्या आप जानते हैं कि...

शुद्ध प्राकृतिक गैस रंगहीन और गंधहीन होती है। गंध द्वारा घरेलू गैस के रिसाव को निर्धारित करने में सक्षम होने के लिए, इसे नहीं जोड़ा जाता है एक बड़ी संख्या कीपदार्थ जिनमें एक मजबूत अप्रिय गंध है। इस उद्देश्य के लिए अक्सर एथिल मर्कैप्टन का उपयोग किया जाता है।

रसोई में बर्नर जलाते समय, कुछ गृहिणियों को आश्चर्य होता है कि कितने समय पहले लोगों ने प्राकृतिक गैस का उपयोग ईंधन के रूप में करना शुरू किया था। यह इतिहास सदियों का नहीं, बल्कि सहस्राब्दियों का है: चौथी शताब्दी ईसा पूर्व में। इ। चीनियों ने खुद को गर्म किया और अपने घरों को धुंआ रहित नीली आग से रोशन किया।

रूस में, प्राकृतिक गैस जमा का औद्योगिक विकास पिछली शताब्दी में शुरू हुआ था, और इससे पहले यह केवल पानी के लिए तेल निकालने या कुओं की ड्रिलिंग करते समय पाया जाता था।

रूसी सरलता ने हमेशा लोगों को लाभ के साथ उनके रास्ते में आने वाली हर चीज का उपयोग करने में मदद की है। जब सेराटोव प्रांत में एक व्यापारी ने एक आर्टिसियन कुआं खोदना शुरू किया और पानी नहीं, बल्कि आग की खोज की, तो उसने स्थिति का फायदा उठाया और वहां कांच और ईंट उत्पादन का आयोजन किया।

अन्य उद्योगपतियों ने उनके अनुभव को अपनाया, और बेकार भूमिगत गैस धीरे-धीरे एक मूल्यवान ईंधन में बदलने लगी।

प्राकृतिक गैस क्या है

सबसे महत्वपूर्ण खनिजों में से एक प्राकृतिक गैस है, जिसका उपयोग ईंधन के रूप में और रासायनिक उद्योग की जरूरतों के लिए किया जाता है। यह रंगहीन और गंधहीन पदार्थ बहुत खतरनाक हो सकता है।

विशेष उपकरणों के बिना, यह निर्धारित करना असंभव है कि हवा में एक ज्वलनशील घटक है जो आग का कारण बन सकता है।