ЗАГАЛЬНІ ВІДОМОСТІ ПРО ВЛАСТИВОСТІ ГАЗІВ
У природі внормальних умовах (при кімнатній температурі і атмосферному тиску)порівняно деякі хімічні речовини знаходяться в газоподібному стані. Догазоподібним простим речовин належать: водень, кисень, азот, фтор, хлорі гази з елементів VIII групи таблиці Д. І. Менделєєва.
Рештагазоподібні речовини складаються з двох і більше елементів, наприклад СО, СО 2 ,СОСl (фосген), СН 3 С1 (хлористий метил) та ін Цікаво, що воденьутворює газоподібні речовини з багатьма елементами. Майже з усіманеметалами водень дає газоподібні сполуки, більшість з якихмає неприємним запахом. До числа їх можна віднести NH 3 , HF, HCl,HBr, H 2 S, H 2 Se, H 2 Te, PH 3 , AsH 3 ,SbH 3 , BiH 3 і ін Деякі з цих сполук(Миш'яковистий водень) легко розпадаються з виділенням водню. Інші, більшстійкі розпадаються при нагріванні (метан). Зустрічаються гідриди неметалів,які легко розчиняються у воді і дають або кислу (H 2 S, HCl, HBr),або лужну (NH 3 ) реакцію. Багато з них мають відновноїздатністю (Н 2 Ті, HI, H 2 S, H 2 Se, РН 3 та ін.) Деякі гідриди легко окислюються, спалахуючи в повітрі (SiH 4 ,SbH 3 ).
З такимиелементами, як вуглець і бор, водень дає кілька газоподібних сполук(Вуглеводні і бору). Найбільше значення мають різноманітні вуглеводніскладу З n Н 2n +2 ​​, С n Н 2n , С n Н 2n-2 .Відзначимо, що в молекулах вуглеводнів загальної формули: С П Н 2 В«мається постійне співвідношення між числом атомів водню і вуглецю, тодіяк у міру збільшення числа вуглецевих атомів у молекулі граничнихвуглеводнів відносний вміст водню зменшується. Наприклад, у метаніводню міститься 25%, в неопентане 16,6%, в етилену і бутиленов 14,3%, а вбутадіене 10,9%.
Всівуглеводневі гази горять на повітрі, утворюючи полум'я різної яскравості. Метан, вякому 25% водню, горить на віз-Дусі світиться полум'ям, а ацетилен,містить 7,9% водню, горить коптять небо полум'ям. Кіптява викликається надлишковимкількістю вуглецю в молекулі, а щоб її уникнути, слід
Користуватисяособливими пальниками, в яких згоряння здійснюється при надлишку повітря.
Природні тапопутні нафтові гази, так само як і гази, що виходять в різних процесахпереробки нафтової сировини, являють собою в основному суміші вуглеводнів.Їх склад залежить від походження. Так, основним компонентом сухих природнихгазів є метан. До складу попутних нафтових газів, крім метану, входять іінші граничні вуглеводні С2-С5, а також невеликі кількості азоту, рідкіснихгазів, діоксиду вуглецю і, в разі сірчистих нафт, сірководню.
нефтезаводскойгази утворюються при термічних і каталітичних процесах переробкипродуктів перегонки нафти. З них найбільш часто зустрічаються гази термічногоі каталітичного крекінгу, піролізу і коксування важких нафтопродуктів. Ці газивідрізняються порівняно високим вмістом ненасичених вуглеводнів:етилену, пропілену та бутиленов, - сумарний вміст яких досягає в окремихвипадках 40%. Штучні гази, одержувані в результаті термічноїпереробки вугілля і сланців, містять водень, метан, оксид вуглецю, ненасиченівуглеводні (від етилену до бутиленов), а також діоксиду вуглецю, кисень іазот. Ці гази, різні по калорійності, використовуються головним чином вЯк паливо.
Газибезостаточно газифікації (генераторний, водяний та ін) складаються з оксидувуглецю, водню, азоту і ряду домішок. У перерахованих природних іштучних газових сумішах азот, водень, кисень, оксид вуглецю, повітря івуглеводневі гази% погано розчиняються у воді. Їх розчинність при тиску101 325 Па (760 мм рт. Ст.) І температурі 20 В° С в 1 л води не перевищує, якправило, 1 л та дещо більше при 0 В° С.
вуглеводневогогази: діоксид вуглецю, діоксид сірки, сірководень і аміак - володіють значноюрозчинністю у воді; це їх властивість необхідно враховувати при аналізі газовихсумішей, до складу яких входять перераховані компоненти.
відбору проби газу
Для відборупроби газу з виробничих апаратів і трубопроводів застосовуються скляніаспіратори, газові піпетки, газометри з гідравлічним затвором, сухігазометри, cocyди кулястої форми і рідше гумові балони. Вибір ємностізалежить від кількості і складу газу і від тиску в системі.
відбору пробПРИ допомогою замикаючого РІДИНИ
З ємностейі газопроводів пробу газу відбирають в більшості випадків в аспіратори (рис. 1)і газові піпетки (рис. 2).
Аспіратор -це прилад, що складається з двох склянок з бічними тубуса. Тубуси з'єднані міжсобою гумовим шлангом в середині якого є гвинтовий затиск. Одна зсклянок забезпечена скляним краном і служить для забору газу. Інша єнапірної зрівняльної склянкою. Так як багато гази розчиняються у воді, то вЯк напірної рідини застосовують насичений розчин кухонної солі,підкислений соляною кислотою, або 10%-йий розчин сірчаної кислоти, якийпідфарбовують метиловим оранжевим.
Рис. 1.Аспіратор для відбору проби газу.
Рис. 2.Газова піпетка для відбору проби газу.
Передвідбором проби склянку з краном заповнюють напірної рідиною доверху, а склянкубез крана - до тубуса. Для насичення напірної рідини досліджуваним газом йогонабирають через кран в огорожну склянку і струшують апарат протягом 3 - 5хв. Цю операцію повторюють 2-3 рази, беручи кожен раз свіжу порцію газу. Длязменшення виділення газу з напірної рідини зрівняльну склянку аспіратораслід закривати пробкою з капілярною трубкою.
Дляперевірки аспіратора на герметичність огорожну склянку заповнюють напірноїрідиною до крана і при закритому крані опускають зрівняльну склянку вниз,спостерігаючи при цьому за зміною рівня рідини в забірної склянці. Якщо післядеякого зниження рівень рідини стане постійним, аспіратор герметичний.Такий же порядок дотримуються і при підготовці газових піпеток.
ВЗалежно від місткості бутлі в аспіратор можна набрати до 15 л газу. Вгазові піпетки набирають 100-500 мл газу.
В якостіприклад розберемо порядок відбору проби газу в аспіратор з газопроводу,що знаходиться під розрідженням. Як видно зрис. 3, для приєднання аспіратора до газопроводу приварені два штуцера зкранами. Штуцери слід розташовувати на прямій ділянці газопроводу на відстаніне менше п'яти його діаметрів від місця повороту, відведення, зміни перетину ірозташування засувок на трубі, оскільки всяка зміна руху газовогопотоку може змінити його склад, особливо в тих випадках, коли газ змішаний злегко випаровуються і рідини (наприклад, відбір проби газу з газофракційніустановки).
Рис. 4.Газометр з напірної лійкою: 1-манометр; 2-4-крани.
До одного зштуцерів приєднують огорожну склянку аспіратора, заповнену до триходовогокрана рідиною. Промивають трубку від триходового крана до штуцера, відкриваючикрани на газопроводі та забірної склянці. Опускаючи зрівняльну склянку,набирають не більше 1 л газу. Закривають кран на газопроводі та перемикаючитриходовий кран, випускають газ в атмосферу підняттям зрівняльної склянки.Далі до іншого штуцера, розташованому на 40-60 см нижче по ходу газу,приєднують зрівняльну склянку, забезпечену краном. Для відбору проби газувідкривають крани на газопроводі та на склянках. В результаті створилосярозрідження в огорожну склянку набирається газ.
Наповненийгазом аспіратор від'єднують від газопроводу, попередньо закривши крани взворотному порядку. Іноді для створення більшого розрідження в аспіратор до горлазрівняльної склянки приєднують водоструминний насос. За допомогою ємностей ззамикаючої рідиною можна відібрати пробу газу, що знаходиться як підрозрідженням, так і під тиском, близьким до атмосферного.
Влабораторіях досить широке застосування знайшов також газометр з напірноїлійкою (ри...
