Реферати українською » Химия » Визначення властивостей газів


Реферат Визначення властивостей газів

Страница 1 из 3 | Следующая страница

СПІЛЬНІ ДАНІ ПроСВОЙСТВАХГАЗОВ

У природою нормальних умов (при кімнатної певній температурі й атмосферному тиску) порівняно деякі хімічні речовини перебувають у газоподібному стані. До газоподібним простим речовин належать: водень, кисень, азот, фтор, хлор і гази з елементів VIII групи таблиці Д. І. Менделєєва.

Інші газоподібні речовини складаються з цих двох і більше елементів, наприклад ЗІ, ЗІ2,СОСl (фосген), СП3С1 (хлористий мітив) та інших. Цікаво, що водень утворює газоподібні речовини із багатьма елементами. Майже з усіманеметаллами водень дає газоподібні сполуки, більшість із яких має неприємним запахом. До їх можна віднестиNH3,HF, HCl,HBr, H2P.S, H2>Se, H2Te,PH3,AsH3,SbH3,BiH3 та інших. Деякі з цих сполук (арсенистий водень) легко розпадаються із водню. Інші, стійкіші розпадаються при нагріванні (метан). Зустрічаютьсягидридинеметаллов, які легко розчиняються у воді й дають чи кислу (H2P.S, HCl,HBr), чи лужну (>NH3) реакцію. Чимало їх ми мають відновлювальної здатністю (М2Ті,HI, H2P.S, H2>Se, РН3 та інших.). Деякігидриди легко окисляються, запалюючись повітря (>SiH4,SbH3).

Із такими грошима елементами, як вуглець і бір, водень подає трошки газоподібних сполук (вуглеводні іборани). Найбільше значення мають різноманітні вуглеводні складу ЗnМ>2n+2, ЗnМ2N, ЗnМ>2n-2. Зазначимо, що у молекулах вуглеводнів загальної формули: ЗПМ2« є постійне співвідношення між числом атомів водню і вуглецю, тоді як у міру збільшення кількості вуглецевих атомів в молекулі граничних вуглеводнів відносне зміст водню зменшується. Наприклад, в метані водню міститься 25%, внеопентане 16,6%, ветилене ібутилене 14,3%, абутадиене 10,9%.

Усіуглеводородние гази горять надворі, створюючи полум'я різної яскравості. Метан, у якому 25% водню, горить на віз- Дусі світловим полум'ям, а ацетилен, у якому 7,9% водню, горитькоптящим полум'ям. Кіптява викликається надлишковим кількістю вуглецю в молекулі, а щоб їх уникнути, слід

Користуватися особливими пальниками, у яких згоряння здійснюється за надлишку повітря.

Природні і попутні нафтові гази, як і і гази, отримувані у різних процесах переробки нафтової сировини, є переважно суміші вуглеводнів. Їх склад залежить з походження. Так, основним компонентом сухих природних газів є метан. До складу попутних нафтових газів, крім метану, інші граничні вуглеводніС2—С5, і навіть невеликі кількості азоту, рідкісних газів, діоксиду вуглецю у разі сірчистих нафт, сірководню.

>Нефтезаводские гази утворюються при термічних і каталітичних процесах переробки продуктів перегонки нафти. У тому числі найчастіше зустрічаються гази термічного і каталітичного крекінгу, піролізу і коксування важких нафтопродуктів. Ці гази відрізняються порівняно містило велику кількістьнепредельних вуглеводнів: етилену, пропилену ібутиленов, — сумарне зміст яких нині сягає у випадках 40%. Штучні гази, одержувані внаслідок термічної переробки вугілля і сланців, містять водень, метан, оксид вуглецю,непредельние вуглеводні (від етилену добутиленов), і навіть діоксиду вуглецю, кисень і азот. Ці гази, різні за калорійністю, використовуються головним чином яких як паливо.                                                        

Газибезостаточной газифікації (генераторний, водяний та інших.) складаються з оксиду вуглецю, водню, азоту NO та низки домішок. У перелічених природних і штучних газових сумішах азот, водень, кисень, оксид вуглецю, повітря іуглеводородние гази % погано розчиняються у питній воді. Їх розчинність при тиску 101 325Па (760 мм рт. ст.) і температурі 20° С один л води вбирається у, зазвичай, 1 л і трохи більше при 0°С.

>Неуглеводородние гази: діоксид вуглецю, діоксид сірки, сірководень і аміак — мають значної розчинність у питній воді; це їхнє властивість необхідно враховувати в аналізі газових сумішей, до складу яких входять перелічені компоненти.

ДОБІРПРОБЫ ГАЗУ

Для відбору проби газу з виробничих апаратів і трубопроводів застосовуються скляніаспиратори, газові піпетки,газометри з гідравлічною затвором, сухігазометри,cocyди кулеподібної форми і рідше гумові балони. Вибір ємності залежить кількості і складу газу та тиску у системі.   

ДОБІРПРОБЫ З ДОПОМОГОЮЗАПИРАЮЩЕЙЖИДКОСТИ

З ємностей і газопроводів пробу газу відбирають здебільшого васпиратори (рис. 1) газові піпетки (рис. 2).

>Аспиратор — це прилад, що з двох склянок з бічнимитубусами.Тубуси з'єднані між собою гумовим шлангом у середині якого є гвинтовій затиск. Один із склянок оснащена скляним краном і є для паркана газу. Інша є напірної зрівняльної склянкою. Оскільки багато гази розчиняються у воді, то ролі напірної рідини застосовують насичений розчин кухонної солі,подкисленний соляної кислотою, чи10%-йий розчин сірчаної кислоти, який підфарбовуютьметиловим помаранчевим.


>Рис. 1.Аспиратор для відбору проби газу.

>Рис. 2. Газова піпетка для відбору проби газу.

Перед відбором проби склянку з краном заповнюють напірної рідиною догори, а склянку без крана — до тубуса. Для насичення напірної рідини досліджуваним газом його набирають через кран взаборную склянку івстряхивают апарат протягом 3— 5 хв. Цю операцію повторюють 2—3 разу, беручи щоразу свіжу порцію газу. Для зменшення виділення газу з напірної рідини зрівняльну склянкуаспиратора варто заплющувати корком з капілярної трубкою.

Для перевіркиаспиратора на герметичністьзаборную склянку заповнюють напірної рідиною доі при закритому крані опускають зрівняльну склянку вниз, спостерігаючи у своїй за зміною рівня рідини в забірної склянці. Якщо після деякого зниження рівень рідини стане постійним, аспіратор герметичний. Той самий порядок дотримуються при підготовці газовихпипеток.

Залежно від місткості бутля в аспіратор можна набрати до 15 л газу. У газові піпетки набирають 100—500 мл газу.

Як приклад розберемо порядок відбору проби газу аспіратор з газопроводу, що під розрідженням. Як очевидно з рис. 3, приєднанняаспиратора до газопроводу приварені два штуцера з кранами.Штуцери слід розташовувати у прямому ділянці газопроводу з відривом щонайменше п'ять його діаметрів від місця повороту, відводу, зміни перерізу й розташування засувок на трубі, оскільки всяке зміна руху газового потоку може змінитися його склад, особливо у випадках, коли змішаний злегкоиспаряющейся рідиною (наприклад, відбір проби газу згазофракционирующей установки).

>Рис. 4.Газометр з напірної воронкою:1-манометр;2—4—крани.

Одним ізштуцеров приєднуютьзаборную склянкуаспиратора, заповнену дотрехходового крана рідиною.Промивают трубку відтрехходового крана до штуцера, відкриваючи крани на газопроводі і забірної склянці. Опускаючи зрівняльну склянку, набирають трохи більше 1 л газу.Закривают кран на газопроводі і переключаючи триходовий кран, випускають газ атмосферу підняттям зрівняльної склянки. Далі до іншогоштуцеру, що на 40—60 див нижче у процесі газу, приєднують зрівняльну склянку, з краном. Для відбору проби газу відкривають крани на газопроводі і склянках. Через війну що виникла розрідження взаборную склянку набирається газ.

Наповнений газом аспіраторотсоединяют від газопроводу, попередньо закривши крани у порядку. Іноді до створення більшого розрідження васпираторе до горла зрівняльної склянки приєднуютьводоструйний насос. З допомогою ємностей ззапирающей рідиною можна відібрати пробу газу, який би як під розрідженням, і під тиском, близькими до атмосферному.

У лабораторіях досить широке застосування знайшов також газосховище з напірної воронкою (рис. 4). Він з подовженою напірної воронки з краном <3, яка вставляється в горло бутля з цими двоматубусами. Нижній тубус оснастили краном 4, а верхній — краном 2 і манометром 1 для вимірювань тиску газугазометре. Підготовкагазометра для взяття проби проводиться так. При відкритих кранах 3 і 2 черезнапорную вирву наливають в суліягазометра свіжий насичений розчин кухонної солі, що із неї невитиснится все повітря. У воронку завжди залишають розчин. Закривши кран 3, приєднують до джерела газу кран 2. Випускаючи розчин через кран 4, засмоктують газ газосховище. Перш ніж користуватисягазометром, слід свіжий розчин кухонної солі наситити аналізованих газом. Цю операцію проводять як і, як із підготовціаспиратора. Випуск газу згазометра здійснюється через кран 2 з допомогою запірної рідини, що з воронки стікає в сулія і це створює у ній тиск.

ДОБІРПРОБЫ УСУХИЕГАЗОМЕТРЫ

Газові суміші, містять добре розчинні у питній воді компоненти, відбирають у сухегазометри. Сухий газосховище єдвухгорлую чиодногорлую склянку з цими двома відводами і кранами (рис. 5). Перед застосуванням сухий газосховище перевіряють на герметичність. І тому приєднують один його відвід довакуум-насосу, а інший до, ртутному манометру і вміщують у чохол з щільною тканини, щоб уберегти працюючого від осколків у разі розірваннягазометра.Откачивают повітря до залишкового тиску 6,5—8кПа (50—60 мм рт. ст.) і спостерігають за манометром протягом десяти хв.Постоянство рівня ртуті свідчить про герметичністьгазометра.

Для відбору проби газу приєднують один відвідгазометра до джерела газу, що під- невеликим тиском. Відкривши обидва крана,продувают газосховище десятикратним обсягом газу. Після закінченняпродувания закривають крангазометра не вдома газу, потім швидко на вході і, нарешті, перекривають джерело газу. За цих умов газгазометре буде під невеликим тиском. Якщо трубопроводі чи апараті суміш рідких і газоподібних вуглеводнів перебуває під тиском, наприклад, у вузлахгазофракционирующей установки, та над 'відбором проби газ редукується вентилем високого тиску, встановленим назаборномштуцере, а до обохтрубкамгазометра прикріплюються голчасті вентилі.

Якщо тиск у апараті чи газопроводі менше атмосферного або дорівнює йому, для відбору проби газу застосовуються ємності, у тому числі попередньооткачан повітря.Газометри цього Повинні витримувати вакуум, відповідний залишковому тиску 400—650Па (3—5 ммрт.ст.). Тому, зазвичай, вони теж мають сферичну форму. Для відбору великих кількостей газу застосовують бутля з товстого скла. Ці бутля обладнані гумової корком із трьома отворами. Через одне з яких натройнике догазометру приєднано манометр. Інший отвір вставляється термометр. Третє служить для забору й випуску газу. З таких сулій відкачка (евакуація) газу допускається до залишкового тиску 6,5—8кПа (50—60 мм рт. ст.).

Перед евакуацієюгазометри вміщують у чохол з щільною тканини за захистом працював у разі розірвання приладу. Кілька хвилин газосховищепродувают повітрям, та був відкачують його, вимірюючи залишкове тиск і температуру. Евакуйований посудину приєднують до забірної трубці і обережно набирають до нього газ до вирівнювання тиску вгазометре і апараті, з яких відбирається газ. Після відбору проби знову вимірюють температуру і тиск газу. Знаючи обсяггазометра і наведені до умов обсяги що залишився вгазометре після евакуації повітря і суміші повітря зотобранним4 газом, підраховують обсяг відібраного газу.


Р і з п'ятьма. Сухігазометри:а—с гумової корком;б—сошлифом.

Іноді для перенесення та відбору проб використовують гумові балони: камери футбольного м'яча,шари-зонди, прогумовані подушки тощо. п. Перед відбором проби гумові балонипродувают досліджуваним газом щонайменше 4—5 раз.Баллон зотобранним газом закривається спеціальним краном чи затиском. Гумові балони мають обмежений застосування черезгазопроницаемости гуми й уміння її до хімічної взаємодії з декотрими газами.

ДОБІРПРОБЫ ІЗМЕТАЛЛИЧЕСКИХБАЛЛОНОВ

>Баллон встановлюють, і зміцнюють в відведених місцях. Знімають від нього пломбу і відвертають ковпак. Переконавшись справними вентиля, доштуцеру голівки балона з допомогою прокладки і накидний гайки приєднують редукційний вентиль. Обережно поворотом маховика відкривають вентиль балона. По манометру високого тиску встановлюють наявність газу балоні.

Проби газу з балонів відбирають у такому порядку, як описано вище для відбору проб у сухегазометри чигазометри ззапирающей рідиною.

Тиск у своїй на повинен значно перевищувати атмосферне. Для регулювання тиску і швидкостіотбираемого газу користуютьсяредукционним вентилем.Наблюдают за тиском по манометру низький тиск редуктора.

Відбір проб скраплених вуглеводневих газів (пропану, бутану та його сумішей) проводять металевимипробоотборниками, розрахованими відповідний тиск (по ГОСТ 14921—69).

ДОБІРПРОБЫ БЕЗПОСЕРЕДНЬО УГАЗОАНАЛИТИЧЕСКУЮ АПАРАТУРУ

Перед відбором проби газугазоаналитическую апаратурупродуваютгазозаборние трубки, що з'єднують прилад з джерелом випробуваного газу. Кількістьпродуваемого газу має становити щонайменше десятикратного обсягузаборних трубок і ємностей. Для очищення від пилу, золи і смолистих речовин по дорозі ходу газу встановлюють трубку, наповнену ватою чи азбестом.

>ОПРЕДЕЛЕНИЕПЛОТНОСТИГАЗОВ

Щільність — це маса одиниці обсягу газу, висловлюване вкг/м3 (>кг/л,г/мл). Знання щільності газу необхідно при експлуатації газових родовищ, при контролі роботи окремих газових установок, де потрібно визначити масу чи обсяг газу, що за різних технічних розрахунках, і навіть для підрахунку складу двох- чимногокомпонентного газу.

Поруч із для характеристики газу іноді ще користуються поняттям відносної щільності газу повітрю, що дає ставлення маси газу до масі такої ж обсягу повітря при однакових умов. Відносна щільність — величина безрозмірна, показує, наскільки газ легше чи важче повітря, маса якого прийнята за одиницю.

По відносної щільності газу легко підрахувати масу 1 л газу грамах, примножуючи значення відносної щільності на 1,293, тобто. на щільність сухого повітря накг/м3 чи г/л при 0°С і 101 325Па (760 мм рт. ст.).

>ОПРЕДЕЛЕНИЕПЛОТНОСТИ ГАЗУ МЕТОДОМВЗВЕШИВАНИЯ

Визначення ведеться в газовомупикнометре, що єкруглодонную колбу з досить товстого скла місткістю щонайменше 150 мл з однією чи двомакапиллярними кранами.

Метод залежить від безпосередньому зважуванні певного обсягу газу та повітря при атмосферному тиску і. кімнатної температурі.

Сухийпикнометр з однією краном вміщують у коробочку чи мішечок з тканини і приєднують відкритим краном довакуум-насосу. Протягом 10 хв відкачують зпикнометра повітря (чи газ), стежачи над данимивакуумметра. Розбіжність у висоті стовпів ртуті в обох колінахвакуумметра повинна бути більше однієї мм.Закривают кран,отсоединяютпикнометр відвакуум-насоса і зважують на аналітичних терезах. Потім відкривають кран наповненняпикнометра повітрям і зважують його з повітрям. Знов у протягом 10 хв відкачують повітря зпикнометра і зважують його.Пикнометр вважається герметичним, тоді як обох випадках його маса без повітря виявиться однаковою. Інакше слід промити і знову змазати кранпикнометра і повторити відкачку і зважування. Евакуйованийпикнометр приєднують допипетке чиаспиратору з газом, попередньо відкривши у ньому кран. Повільно відкривають кранпикнометра і заповнюють його газом з допомогою зрівняльної склянки до того часу,покадровий рідини впипетке і зрівняльної склянці стануть однаковими.Взвешиваютпикнометр з газом.

Щільність аналізованого газу (вкг/м3) розраховують за такою формулою:


де (Gр — масапикнометра з газом, р; G — маса евакуйованогопикнометра, Gв — масапикнометра з повітрям)

>ОПРЕДЕЛЕНИЕПЛОТНОСТИ ГАЗУЭШФУЗИОННЫМ МЕТОДОМ

Метод залежить від вимірі часу закінчення у повітря через отвір малого діаметра рівних

Страница 1 из 3 | Следующая страница

Схожі реферати:

Навігація