Các loại khí chính

2024 Tác giả: Howard Calhoun | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-02 14:05

Tự nhiên biết ba trạng thái cơ bản của bất kỳ chất nào: rắn, lỏng và khí. Hầu như bất kỳ chất lỏng nào cũng có thể thu được hai chất còn lại. Nhiều chất rắn, khi bị nung chảy, bay hơi hoặc đốt cháy, có thể bổ sung lượng bên trong không khí. Nhưng không phải chất khí nào cũng có thể trở thành thành phần của vật liệu rắn hoặc chất lỏng. Các loại khí khác nhau đã được biết đến, khác nhau về đặc tính, nguồn gốc và tính năng ứng dụng của chúng.

Định nghĩa và tính chất

Khí là một chất được đặc trưng bởi sự vắng mặt hoặc giá trị nhỏ nhất của liên kết giữa các phân tử, cũng như tính linh động của các hạt. Các tính chất cơ bản mà các loại khí đều có:

1. Tính lưu động, tính biến dạng, tính bay hơi, cố gắng đạt thể tích cực đại, phản ứng của các nguyên tử và phân tử khi giảm hoặc tăng nhiệt độ, được biểu hiện bằng sự thay đổi cường độ chuyển động của chúng.
2. Tồn tại ở nhiệt độ tăng áp suất không hóa lỏng.
3. Dễ dàngthu nhỏ, giảm khối lượng. Điều này giúp dễ dàng vận chuyển và sử dụng.
4. Hầu hết được hóa lỏng bằng cách nén trong giới hạn nhất định của áp suất và giá trị nhiệt tới hạn.

Do không thể tiếp cận nghiên cứu, chúng được mô tả bằng các thông số cơ bản sau: nhiệt độ, áp suất, thể tích, khối lượng mol.

Phân loại theo tiền gửi

Trong môi trường tự nhiên, tất cả các loại khí đều được tìm thấy trong không khí, đất và nước.

1. Các thành phần của không khí: oxy, nitơ, carbon dioxide, argon, oxit nitric với các tạp chất neon, krypton, hydro, mêtan.
2. Trong vỏ trái đất, nitơ, hydro, metan và các hydrocacbon khác, carbon dioxide, oxit lưu huỳnh _{và các chất khác ở trạng thái khí và lỏng. Ngoài ra còn có cặn khí trong phần rắn trộn lẫn với các lớp nước ở áp suất khoảng 250 atm. ở nhiệt độ tương đối thấp (lên đến 20˚С).}
3. Bể chứa chứa các khí hòa tan - hydro clorua, amoniac và các khí kém hòa tan - oxy, nitơ, hydro, carbon dioxide _vv

Dự trữ tự nhiên vượt xa số lượng có thể được tạo ra một cách nhân tạo.

Phân loại theo mức độ dễ cháy

Tất cả các loại khí, tùy thuộc vào đặc điểm hành vi trong quá trình đánh lửa và đốt cháy, được chia thành chất oxy hóa, trơ và dễ cháy.

1. Chất oxy hóa thúc đẩy và hỗ trợ quá trình đốt cháy, nhưng không tự đốt cháy: không khí, oxy, flo, clo, oxit nitơ và dioxit.
2. Trơ không tham giaTuy nhiên, trong quá trình đốt cháy, chúng có xu hướng thay thế oxy và ảnh hưởng đến sự giảm cường độ của quá trình: heli, neon, xenon, nitơ, argon, carbon dioxide.
3. Chất cháy bắt lửa hoặc nổ khi kết hợp với oxy: metan, amoniac, hydro, axetylen, propan, butan, cacbon monoxit, etan, etylen. Hầu hết chúng có đặc điểm là chỉ cháy trong điều kiện có thành phần hỗn hợp khí nhất định. Do tính chất này, khí đốt là loại nhiên liệu phổ biến nhất cho đến nay. Mêtan, propan, butan được sử dụng trong khả năng này.

Carbon dioxide và vai trò của nó

Là một trong những loại khí phổ biến nhất trong khí quyển (0,04%). Ở nhiệt độ bình thường và áp suất khí quyển, nó có khối lượng riêng là 1,98 kg / m³. Có thể ở trạng thái rắn hoặc lỏng. Pha rắn xảy ra ở nhiệt độ âm và áp suất khí quyển không đổi, nó được gọi là "băng khô". Pha lỏng CO_{2có thể xảy ra với áp suất tăng dần. Thuộc tính này được sử dụng để lưu trữ, vận chuyển và các ứng dụng công nghệ. Có thể thăng hoa (chuyển sang trạng thái khí từ thể rắn, không có pha lỏng trung gian) ở -77 - -79˚С. Độ hòa tan trong nước theo tỷ lệ 1: 1 được nhận ra ở t=14-16˚С.}

Các loại carbon dioxide được phân biệt tùy theo nguồn gốc:

1. Các chất thải của thực vật và động vật, khí thải từ núi lửa, khí thải từ ruột trái đất, bốc hơi từ bề mặt của các thủy vực.
2. Sản lượng của con người, bao gồm khí thải từ quá trình đốt cháy các loạinhiên liệu.

Là một chất hữu ích, nó được sử dụng:

1. Trong bình chữa cháy carbon dioxide.
2. Trong xi lanh để hàn hồ quang trong môi trường thích hợp CO_2.
3. Trong ngành công nghiệp thực phẩm như một chất bảo quản và để cacbonat hóa nước.
4. Là chất làm lạnh để làm lạnh tạm thời.
5. Trong ngành công nghiệp hóa chất.
6. Trong luyện kim.

Là một thành phần không thể thiếu trong sự sống của hành tinh, con người, hoạt động của máy móc và toàn bộ nhà máy, carbon dioxide tích tụ ở các lớp dưới và trên của khí quyển, làm chậm quá trình giải phóng nhiệt và tạo ra "hiệu ứng nhà kính ".

Khí đốt hoá lỏng và vai trò của nó

Trong số các chất có nguồn gốc tự nhiên và mục đích công nghệ, có những chất có mức độ dễ cháy và nhiệt trị cao. Các loại khí hóa lỏng sau được sử dụng để lưu trữ, vận chuyển và sử dụng: metan, propan, butan, cũng như hỗn hợp propan-butan.

Butan (C₄H₁₀₎và propan là thành phần của khí dầu mỏ. Chất đầu tiên hóa lỏng ở -1 - -0, 5˚С. Việc vận chuyển và sử dụng butan nguyên chất trong thời tiết băng giá không được thực hiện do nó bị đóng băng. Nhiệt độ hóa lỏng cho propan (С₃Н_{8)-41 - -42˚С, áp suất tới hạn - 4,27 MPa.}

Metan (CH_{4)là thành phần chính của khí tự nhiên. Các dạng nguồn khí - cặn dầu, sản phẩm của các quá trình sinh học. Quá trình hóa lỏng xảy ra thông qua quá trình nén dần dần và giảm nhiệt xuống -160 - -161˚С. Trên mỗigiai đoạn được nén 5-10 lần.}

Hóa lỏng được thực hiện tại các nhà máy đặc biệt. Propan, butan, cũng như hỗn hợp của chúng để sử dụng trong gia đình và công nghiệp được sản xuất riêng biệt. Khí mêtan được sử dụng trong công nghiệp và làm nhiên liệu cho giao thông vận tải. Sau này cũng có thể được phát hành ở dạng nén.

Khí nén và vai trò của nó

Gần đây, khí nén tự nhiên đã trở nên phổ biến. Nếu chỉ sử dụng hóa lỏng propan và butan, thì metan có thể được tạo ra cả ở trạng thái hóa lỏng và ở trạng thái nén. Khí trong chai dưới áp suất cao 20 MPa có một số ưu điểm hơn so với khí đốt hóa lỏng nổi tiếng.

1. Tốc độ bay hơi cao, kể cả ở nhiệt độ không khí âm, không có hiện tượng tích tụ âm.
2. Độc tính thấp hơn.
3. Đốt cháy hoàn toàn, hiệu quả cao, không ảnh hưởng tiêu cực đến thiết bị và bầu không khí.

Ngày càng tìm thấy ứng dụng không chỉ cho xe tải, mà còn cho ô tô, cũng như các thiết bị lò hơi.

Khí là chất không dễ thấy nhưng không thể thiếu đối với cuộc sống của con người. Giá trị nhiệt lượng cao của một số trong số chúng biện minh cho việc sử dụng rộng rãi các thành phần khác nhau của khí tự nhiên làm nhiên liệu cho công nghiệp và giao thông.