Principali tipi di gas

2024 Autore: Howard Calhoun | [email protected]. Ultima modifica: 2024-01-02 13:57

La natura conosce tre stati fondamentali di qualsiasi sostanza: solida, liquida e gassosa. Quasi tutti i liquidi possono acquisire ciascuno dei due rimanenti. Molti solidi, quando fusi, evaporati o bruciati, possono ricostituire il contenuto dell'aria. Ma non tutti i gas possono diventare componenti di materiali solidi o liquidi. Sono noti diversi tipi di gas, che differiscono per proprietà, origine e caratteristiche applicative.

Definizione e proprietà

Il gas è una sostanza caratterizzata dall'assenza o dal valore minimo di legami intermolecolari, nonché dalla mobilità attiva delle particelle. Proprietà di base che hanno tutti i tipi di gas:

1. Fluidità, deformabilità, volatilità, ricerca del volume massimo, reazione di atomi e molecole a una diminuzione o aumento della temperatura, che si manifesta con un cambiamento nell'intensità del loro movimento.
2. Esistono a una temperatura in cui un aumento della pressione non si liquefa.
3. Facilerestringersi, diminuendo di volume. Questo lo rende facile da trasportare e da usare.
4. La maggior parte viene liquefatta per compressione entro determinati limiti di pressione e valori termici critici.

A causa dell'inaccessibilità della ricerca, vengono descritti utilizzando i seguenti parametri di base: temperatura, pressione, volume, massa molare.

Classificazione per deposito

Nell'ambiente naturale, tutti i tipi di gas si trovano nell'aria, nella terra e nell'acqua.

1. Componenti dell'aria: ossigeno, azoto, anidride carbonica, argon, ossido nitrico con impurità di neon, krypton, idrogeno, metano.
2. Nella crosta terrestre, azoto, idrogeno, metano e altri idrocarburi, anidride carbonica, ossido di zolfo_{e altri sono allo stato gassoso e liquido. Sono presenti anche depositi di gas nella frazione solida mista a strati d'acqua a pressioni di circa 250 atm. a temperature relativamente basse (fino a 20˚С).}
3. I serbatoi contengono gas solubili - acido cloridrico, ammoniaca e gas poco solubili - ossigeno, azoto, idrogeno, anidride carbonica _ecc.

Le riserve naturali superano di gran lunga il possibile ammontare di quelle create artificialmente.

Classificazione per grado di infiammabilità

Tutti i tipi di gas, a seconda delle caratteristiche comportamentali nei processi di accensione e combustione, si dividono in ossidanti, inerti e combustibili.

1. Gli ossidanti favoriscono e favoriscono la combustione, ma non si bruciano: aria, ossigeno, fluoro, cloro, ossido di azoto e biossido.
2. Gli inerti non partecipanonella combustione, invece, tendono a soppiantare l'ossigeno e ad influenzare la diminuzione dell'intensità del processo: elio, neon, xeno, azoto, argon, anidride carbonica.
3. I combustibili si accendono o esplodono se combinati con l'ossigeno: metano, ammoniaca, idrogeno, acetilene, propano, butano, monossido di carbonio, etano, etilene. La maggior parte di essi è caratterizzata dalla combustione solo in condizioni di una certa composizione della miscela di gas. A causa di questa proprietà, il gas è il tipo di carburante, di gran lunga il più comune. Metano, propano e butano sono usati in questa capacità.

Anidride carbonica e il suo ruolo

È uno dei gas più comuni nell'atmosfera (0,04%). A temperatura e pressione atmosferica normali, ha una densità di 1,98 kg/m³. Può essere allo stato solido o liquido. La fase solida avviene a calore negativo e pressione atmosferica costante, è chiamata "ghiaccio secco". La fase liquida CO_{2 è possibile all'aumentare della pressione. Questa proprietà è utilizzata per lo stoccaggio, il trasporto e le applicazioni tecnologiche. La sublimazione (transizione allo stato gassoso da un solido, senza una fase liquida intermedia) è possibile a -77 - -79˚С. La solubilità in acqua in un rapporto di 1:1 è realizzata a t=14-16˚С.}

I tipi di anidride carbonica si distinguono in base all'origine:

1. I prodotti di scarto di piante e animali, emissioni di vulcani, emissioni di gas dalle viscere della terra, evaporazione dalla superficie dei corpi idrici.
2. Produzione umana, comprese le emissioni da combustione di ogni tipocarburante.

Come sostanza utile, viene utilizzata:

1. Negli estintori ad anidride carbonica.
2. In cilindri per saldatura ad arco nell'ambiente appropriato CO_2.
3. Nell'industria alimentare come conservante e per la carbonatazione dell'acqua.
4. Come refrigerante per il raffreddamento temporaneo.
5. Nell'industria chimica.
6. Nella metallurgia.

Essendo una componente indispensabile della vita del pianeta, dell'uomo, del funzionamento di macchine e di interi stabilimenti, l'anidride carbonica si accumula negli strati inferiore e superiore dell'atmosfera, ritardando il rilascio di calore e creando un "effetto serra ".

Gas liquefatto e il suo ruolo

Tra le sostanze di origine naturale ea fini tecnologici, ci sono quelle che hanno un alto grado di infiammabilità e potere calorifico. Per lo stoccaggio, il trasporto e l'uso vengono utilizzati i seguenti tipi di gas liquefatto: metano, propano, butano e miscele di propano-butano.

Butano (C₄H₁₀₎ e propano sono costituenti dei gas di petrolio. Il primo si liquefa a -1 - -0, 5˚С. Il trasporto e l'uso in condizioni di gelo del butano puro non vengono effettuati a causa del suo congelamento. Temperatura di liquefazione per propano (С_3Н8) _{-41 – -42˚С, pressione critica – 4,27 MPa.}

Il metano (CH_{4) è il principale costituente del gas naturale. Tipi di fonte di gas - giacimenti di petrolio, prodotti di processi biogenici. La liquefazione avviene attraverso la compressione graduale e la riduzione del calore a -160 - -161˚С. Su ciascunlo stadio viene compresso 5-10 volte.}

La liquefazione viene effettuata in impianti speciali. Propano, butano e la loro miscela per uso domestico e industriale sono prodotti separatamente. Il metano è utilizzato nell'industria e come combustibile per i trasporti. Quest'ultimo può essere rilasciato anche in forma compressa.

Gas compresso e il suo ruolo

Di recente, il gas naturale compresso ha guadagnato popolarità. Se per propano e butano viene utilizzata solo la liquefazione, il metano può essere prodotto sia allo stato liquefatto che compresso. Il gas in bombole ad alta pressione di 20 MPa presenta numerosi vantaggi rispetto al noto gas liquefatto.

1. Alto tasso di evaporazione, anche a temperature dell'aria negative, nessun fenomeno di accumulo negativo.
2. Tossicità inferiore.
3. Combustione completa, alta efficienza, nessun impatto negativo su apparecchiature e atmosfera.

Trova sempre più applicazioni non solo per i camion, ma anche per le automobili e per le apparecchiature delle caldaie.

Il gas è una sostanza poco appariscente ma indispensabile per la vita umana. L' alto potere calorifico di alcuni di essi giustifica l'uso diffuso di vari componenti del gas naturale come combustibile per l'industria e i trasporti.