Природный газ — состав, свойства, нахождение в природе

Введение

Отравление угарным газом происходит, когда человек вдыхаете слишком много монооксида углерода (CO, окись углерода), бесцветного, не имеющего запаха газа, образующегося при сгорании топлива, содержащего углерод, — бензина, солярки, мазута, природного газа, угля, дров.

Симптомы включают головную боль, головокружение, слабость, рвоту, боль в груди и спутанность сознания. Чрезмерное воздействие СО может привести к серьезным нарушениям сердцебиения, судорогам, потере сознания и даже смерти.

Отравление угарным газом можно диагностировать с помощью СО-оксиметра, неинвазивного устройства, которое измеряет содержание СО в крови. Лечение обычно включает подачу кислорода под давлением через не циркулирующую маску. В тяжелых случаях может потребоваться лечение в гипербарической кислородной камере.

Рекомендации по безопасному использованию газа

На практике большая часть взрывов и пожаров вызвана человеческим фактором, пренебрежением техникой безопасности при пользовании газом, халатностью в обращении с газовым оборудованием.

Чтобы обезопасить себя и близких, нужно соблюдать ряд норм и общеустановленных правил. Это поможет предотвратить взрывоопасные ситуации и все неблагоприятные последствия, связанные с утечкой газа.

Любое газовое оборудование следует покупать только в специализированных компаниях, которые могут предъявить сертификаты на реализацию такого типа товара

Нужно обратить внимание, чтобы в комплекте обязательно присутствовала инструкция по безопасной эксплуатации прибора

Монтажные и ремонтные работы должны выполняться специалистами соответствующих организаций. Самовольная газификация дома или квартиры, замена, переустановка и внесение изменений в конструкцию газовых приборов строго запрещены

Важно придерживаться следующих правил эксплуатации газового оборудования:

  • внимательно прочитать инструкцию и соблюдать указанные в ней рекомендации;
  • не использовать оборудование не по назначению (прогревать квартиру с помощью газовой плиты);
  • контролировать работоспособность приборов и вентиляции, ежегодно приглашать специалистов с целью проверки тяги;
  • обеспечивать нормальный приток воздуха в помещении, не изолировать вентиляционные отверстия, не загромождать газовые трубы;
  • не оставлять функционирующие приборы без присмотра, особенно в помещениях с малолетними детьми, а также если устройства не рассчитаны на непрерывную работу и не снабжены соответствующей автоматикой;
  • не привязывать к газопроводам веревки для белья;
  • перекрывать газовые вентили и краны на трубопроводе перед уходом из дома, при длительном отсутствии лучше выключать и электричество;
  • не задувать и не заливать водой или другими жидкостями пламя на конфорке.

Очень важно регулярно проверять состояние и герметичность шлангов, арматуры, резьбовых соединений. Оптимальная длина гибкого шланга – не более 2 метров, максимальный срок службы – до 4 лет

Шланг должен быть плотно надет на газовый кран, но при этом не рекомендуется слишком сильно перетягивать зажимной хомут.

Больше рекомендаций по безопасной эксплуатации газового оборудования мы рассмотрели в этой статье.

Чаще всего утечки газа происходят из-за разрывов шлангов, соединяющих плиту с газопроводом, нарушения герметизации в области резьбовых швов. Еще одна распространенная причина – невнимательность пользователей, которые забывают закрыть вентили, отвечающие за подачу газа

Почувствовав характерный запах газа в квартире, необходимо немедленно перекрыть краны горелок и вентили на трубопроводе. Также следует открыть двери, окна и тщательно проветрить загазованное помещение, позаботившись о том, чтобы его быстро покинули все присутствующие.

Людей, пострадавших от газа, нужно срочно вынести на свежий воздух и оказать им первую медицинскую помощь:

  • уложить на спину так, чтобы ноги находились выше тела;
  • снять стягивающую одежду;
  • укрыть, растереть грудь, поднести нашатырный спирт;
  • при рвоте повернуть на бок;
  • по возможности напоить большим количеством воды.

Нельзя делать то, что может создать искру или пламя: курить, зажигать огонь, включать/выключать электроприборы, освещение, нажимать кнопку звонка, пользоваться мобильными устройствами.

О случившемся желательно сразу же сообщить в аварийную газовую службу. Пока приедут спасатели, стоит предупредить о ситуации соседей.

Для обнаружения утечки газа в помещении используют несколько проверенных способов. Самый простой и распространенный вариант – провести осмотр поверхности, нанеся вдоль газовых труб мыльную воду. В случае утечки в проблемных местах образуются пузырьки.

Наиболее надежный способ избежать неприятностей – установить датчик угарного газа.

Этот современный сверхчувствительный прибор – датчик утечки газа – мгновенно оповестит о малейшей проблеме посредством звуковой или световой сигнализации

Кроме того, определить утечку можно на слух или по запаху. При сильной утечке топливная смесь из труб вырывается со свистом. Несложно почувствовать и специфический запах одорантов, добавляемых в структуру топлива при переработке.

Особенности выполнения газовой сварки

В процессе выполнения работ возможно регулировать состав смеси, в чем помогает редуктор. Мощность и температура пламени регулируется в зависимости от типов работ. Существует несколько видов газовой сварки:

  • Окислительное.
  • Восстановительное, которое используется для большинства соединений, материалов.
  • С повышенным уровнем горючей смеси.

В расплавленной ванне при процессах сварки происходят два основных процесса, восстановление и окисление. Структура прилегающего металла в основном крупнозернистая, для более прочного соединения.

Несколько основных особенностей при работе газовым оборудованием:

  • Газовая сварка стальных материалов низкоуглеродистого типа производится различными типами газа, присадочный элемент состоит из стальной проволоки, с малым количеством содержания углерода.
  • Легированные стали подвергаются сварке материалами, которые взаимодействуют с составом. Например, жаропрочные детали из нержавеющей стали свариваются с применением никелевой проволоки, некоторые марки материала потребуют использования молибдена.
  • Медные изделия свариваются на повышенных температурах, большая текучесть металла потребует минимального зазора соединений. Присадочный материал состоит из медной проволоки и флюса, который используется для раскисления шва.
  • Латуневые соединения производятся путем применения присадки из идентичного материала. В силу летучести цинка, для избегания образования пор, при сварке подается большее количество кислорода.
  • Бронзовые сплавы свариваются восстановительным типом пламени, не выжигая основные компоненты металла. Для присадки используется идентичный материал с применением кремния, способствующего раскислению шва и металла.

Газовая сварка труб

Стоит заметить, что при работе с алюминием или магнием процессы окисления текут быстрее. Участок обработки и шов имеют различные параметры и характеристики, расположенный в непосредственной близости участок прилегания отличается пониженной прочностью, склонен к преждевременным деформациям.

Примеры газов

В списке газов свыше 800 наименований. Стоит рассмотреть самые распространенные:

  1. Кислород. Формула – O Простой газ, который состоит из двух атомов кислорода. Отличительные особенности – отсутствие запаха, цвета и вкуса. По тяжести кислород немного превосходит воздух. Газ плохо растворяется в спирте и воде, из-за чего в жидкостях часто встречаются пузырьки кислорода. Диффузия хорошо проявляется в жидком серебре. Кислород – один из самых распространенных газов. В коре нашей планеты его 47%, в атмосфере – 20%, а в мировых водах 85%.
  2. Водород, обозначение – H Самый легкий из встречающихся в природе газ. Его масса меньше воздуха в 14 раз. Так же, как и кислород, бесцветен и безвкусен, полностью прозрачен. В воде растворение происходит плохо, но тот же процесс успешно протекает в палладии. Водород редко встречается в качестве отдельного элемента, большой процент частиц входит в различные соединения.
  3. Углекислый газ, CO Относится к сложным органическим газам. Объем в атмосфере – менее 1%. Способен кристаллизоваться при температуре -78,3 градуса по Цельсию, переходить в жидкое состояние при температуре 18-25 и давлении 6 Мпа. Тяжелее воздуха, но разница не такая значительная, как у водорода: масса больше в 1,5 раза. В обычных концентрациях у углекислого газа нет запаха и вкуса, но при больших скоплениях появляется кислый аромат (отсюда и название).
  4. Азот, N Занимает 78% атмосферы, но встречается и за пределами нашей планеты. В отличие от других газов, у азота прочная тройная связь, которую сложно разорвать. Азот растворяется в воде в 2 раза хуже, чем кислород, и в 8 раз хуже, чем водород. Вещество не имеет запаха.

Все перечисленные газы входят в состав воздуха и образуют земную атмосферу. Но большая часть, 98-99%, приходится на азот и кислород.
Если имеется желание, познакомиться с газообразными веществами поближе всегда можно при помощи лабораторных экспериментов

Однако при работе с газами нужно соблюдать предельную осторожность

Как помочь пострадавшему

Первая помощь при отравлении углекислым газом, чтобы предотвратить летальный исход, должна быть оказана следующим образом:

  1. Прежде всего нужно вывести пострадавшего с явными признаками интоксикации на свежий воздух и освободить его от одежды, стесняющей дыхание.
  2. В тяжелых случаях может потребоваться ингаляция чистым кислородом.
  3. Если у отравившегося наблюдается тахикардия и другие нарушения сердечной деятельности, необходима симптоматическая терапия сердечно-сосудистыми средствами.
  4. При остановке дыхания, вызванной интоксикацией газом, возникает необходимость в искусственном дыхании.

Смертельные случаи отравления CO2 крайне редки и, как правило, связаны с нарушением техники безопасности при проведении опасных работ.

Влияние на организм.

   
Угарный газ очень ядовит. Первыми
признаками острого отравления СО
являются головная боль и
головокружение, в дальнейшем
наступает потеря сознания.
Предельно допустимая
концентрация СО в воздухе
промышленных предприятий
считается 0,02 мг/л. Основным
противоядием при отравлении СО
служит свежий воздух. Полезно
также кратковременное вдыхание
паров нашатырного спирта.

   
Чрезвычайная ядовитость СО,
отсутствие у него цвета и запаха,
а также очень слабое поглощение
его активированным углём
обычного противогаза делают этот
газ особенно опасным. Вопрос
защиты от него был разрешён
изготовлением специальных
противогазов, коробка которых
заполнялась смесью различных
оксидов (в основном MnO2 и CuO).
Действие этой смеси («гопкалита»)
сводится к каталитическому
ускорению реакции окисления СО до
СО2 кислородом воздуха. На
практике гопкалитовые
противогазы очень неудобны, так
как заставляют дышать нагретым (в
результате реакции окисления)
воздухом.

Как СО ведет себя в организме

Для начала, откуда окись углерода берется в организме, те самые 10 мл, о которых я говорила выше? В самых общих чертах, он является одним из продуктов реакции превращения гемоглобина в билирубин. Затем он связывается гемоглобином крови и вместе с углекислым газом транспортируется в легкие, чтобы выйти из них при выдохе.

Теперь чуть подробнее про гемоглобин. В его состав входят ионы двухвалентного железа, с помощью которых происходит перенос кислорода, попавшего в организм с воздухом. Именно гемоглобин крови разносит кислород по тканям организма, чтобы они могли нормально функционировать.

Но проблема в том, что монооксид углерода присоединяется к гемоглобину во много раз легче кислорода. Так что, если в воздухе появляется избыток окиси углерода, то она составит успешную конкуренцию кислороду и будет захватывать гемоглобин, не давая кислороду присоединиться к нему. При этом образуется вещество под названием карбоксигемоглобин. Оно достаточно прочное, поэтому при длительном вдыхании СО будет накапливаться в крови, вытесняя кислород.

Карбоксигемоглобин имеет ярко-красную окраску, именно поэтому кожа человека краснеет, кровь и внутренние ткани организма становятся вишнево-красного цвета. Таким образом, при вскрытии (если дойдет до смертельного исхода) сразу становится ясно, от чего умер человек.
Это я, что называется, «на пальцах», рассказала, как происходит накопление в организме угарного газа и постепенное удушье.

Кроме того, монооксид углерода действует не только на гемоглобин. В мышечном белке миоглобине также содержатся ионы железа. С ними угарный газ соединяется, образуя карбоксимиоглобин. Правда, не так легко, как с гемоглобином крови, но, тем не менее, этого хватает, чтобы человек почувствовал мышечную слабость, которая является одним из признаков отравления.

Еще пару слов скажу о курении. Не знаю, знаете ли вы или нет, но в табачном дыме содержится до 1% угарного газа. Так что, если вы курите, то автоматически каждый день подвергаете себя хроническому отравлению этим веществом. В случае, если вы окажетесь в ситуации, когда в воздухе превышено содержание окиси углерода (например, на пожаре), то у вас гораздо больше шансов умереть, чем у некурящего человека, так как отравление наступит гораздо быстрее.

Отравлению угарным газом подвергаются также люди, которые не курят, но находятся в помещении, заполненным табачным дымом.

Последствия

Итоги отравления угарным газом в бане зависят от полученной дозы отравляющего вещества и подразделяются на ранние — в течение нескольких дней, и поздние — через недели и месяцы.

Поскольку углекислый газ замещает собой кислород, организм начинает страдать от гипоксии. Сердечная мышца стремится компенсировать этот дефицит, перегоняя кровь с большей скоростью. Чем больше интоксикация, тем быстрее сокращения сердца. Такая гонка с большой вероятностью приведет к развитию аритмии и даже инфаркта миокарда.

Кровоток приносит токсичный карбоксигемоглобин в мозг. Нарушение снабжения кислородом приводит к возникновению дисфункции в разных зонах коры. Со стороны слуха проявляется шумом, появлением звенящего звука в ушах, частичной глухотой.

Влияние на зрительный анализатор приводит к появлению тумана и “мушек” перед глазами, снижению зрительной функции вплоть до потери зрения.

Тяжелая интоксикация головного мозга может закончиться появлением судорог и комы. Полное восстановление после такого поражения маловероятно.

Чем дальше последствия отдалены во времени, тем меньше вероятность восстановления функций.

Сердце и сосуды:

Ввиду нестабильного состояния в следующие несколько месяцев после отравления нужно следить за состоянием здоровья особенно тщательно, избегая перегрузок, переохлаждений и контакта с инфекционными больными.

Симптоматика

Угарный газ – это очень опасное и ядовитое вещество, приводящее к трудно поправимым нарушениям работы всего организма. И результатом отравления будут самые сложные последствия вплоть до летальности. При вдыхании угарного газа человек испытывает сильнейшую нехватку кислорода. Поэтому прежде всего страдают головной мозг, органы дыхания, сердце и скелетная мускулатура.

В результате вдыхания угарного газа и дальнейшего кислородного голодания сердце человека, пытаясь выполнить свою основную функцию, увеличивает количество сокращений в минуту, что вызывает тахикардию, что в дальнейшем может стать причиной инфаркта. При попадании токсинов в кровь поражается и нервная система.

Ранние последствия выражаются в головных болях, тошноте, нарушении координации движений, отеке легких, отеке головного мозга, нарушении сердечного ритма, коме и смерти. К поздним последствиям отравления угарным газом можно отнести потерю памяти, отсутствие слуха, слепоту, снижение интеллектуальных способностей человека, пневмонию, стенокардию.

Конечно же, от отравления не застрахован даже опытный любитель попариться. Но всё же есть способы снизить риск попадания угарного газа в помещение парной. Для этого следует правильно использовать печь во время банных процедур, регулярно чистить дымоход, выбирать безопасное сырье для растопки печи и брать речные камни для каменки, которые при нагревании не выделяют вредных веществ. Кроме этого, можно поставить специальную сигнализацию, которая реагирует на угарный газ.

Компоненты

В составе природного газа присутствуют:

  1. Метан — бесцветное горючее вещество, легче воздуха, устойчив к температурам, без характерного запаха. Метан опасен для здоровья. Им заправляют газовые плиты. Газ может находиться в твердом агрегатном состоянии в виде газовых гидратов.
  2. Этан. Бесцветный газ, без запаха. Немного тяжелее воздуха. Растворяется в спирте. Газ горюч, но не подлежит использованию по назначению. Этан применяют в химической реакции, чтобы в итоге получить этилен. Малотоксичен, представляет опасность для здоровья.
  3. Пропан. Газ без запаха и цвета, обладает высокой степенью токсичности, плохо растворяется водой. Имеет свойство сжижаться, если показатели температуры находятся в пределах комнатной, а также в условиях невысокого давления. Благодаря этому он без труда транспортируется и хранится. Пропан используют в качестве топлива в некоторых автомобилях.
  4. Бутан. Бесцветный газ, который имеет специфический запах. Токсичен. Тяжелее воздуха в 2 раза. Плотность его выше, чем у пропана. Используется для заправки некоторых автомобилей.
  5. Углекислый газ. Без цвета, практически не имеет запаха. Не горюч. В 1,5 раза тяжелее воздуха. Опасен для здоровья человека, хотя является одним из наименее токсичных газов.
  6. Гелий. Бесцветный газ, очень легкий и инертный, специфического запаха не имеет. В нормальных условиях не вступает в реакцию ни с одним из веществ. В отличие от любого другого газа, не существует в твердом состоянии. Не горюч, не токсичен. Представляет опасность для здоровья. Гелием заполняют дирижабли, аэростаты.
  7. Сероводород. Тяжелый бесцветный газ, имеет специфический запах тухлых яиц. Горючий, взрывоопасный, опасен для здоровья.

Наиболее ценный элемент в составе газа — метан.

Химический состав природного газа зависит от того, на каком месторождении он был добыт.

Биологические и физиологические свойства

Токсичность

Отравление угарным газом является наиболее распространенным типом смертельного отравления воздуха во многих странах. Окись углерода представляет собой бесцветное вещество, не имеющее запаха и вкуса, но очень токсичное. Оно соединяется с гемоглобином с получением карбоксигемоглобина, который «узурпирует» участок в гемоглобине, который обычно переносит кислород, но неэффективен для доставки кислорода к тканям организма. Столь низкие концентрации, как 667 частей на миллион, могут вызвать преобразования до 50% гемоглобина в организме в карбоксигемоглобин. 50% уровень карбоксигемоглобина может привести к судорогам, коме и смерти. В Соединенных Штатах, Министерство труда ограничивает долгосрочные уровни воздействия окиси углерода на рабочем месте до 50 частей на миллион. В течение короткого периода времени, поглощение окиси углерода является накопительным, так как период его полувыведения составляет около 5 часов на свежем воздухе.
Наиболее распространенные симптомы отравления угарным газом могут быть похожи на другие виды отравлений и инфекций, и включают такие симптомы, как головная боль, тошнота, рвота, головокружение, усталость и чувство слабости. Пострадавшие семьи часто считают, что они являются жертвами пищевого отравления. Младенцы могут быть раздражительными и плохо питаться. Неврологические симптомы включают спутанность сознания, дезориентацию, нарушение зрения, обмороки (потерю сознания) и судороги.
Некоторые описания отравления угарным газом включают геморрагию сетчатки глаза, а также аномальный вишнево-красный оттенок крови. В большинстве клинических диагнозов, эти признаки наблюдаются редко. Одна из трудностей, связанных с полезностью этого «вишневого» эффекта, связана с тем, что она корректирует, или маскирует, в обратном случае нездоровый внешний вид, так как главный эффект удаления венозного гемоглобина связан с тем, что задушенный человек кажется более нормальным, или мертвый человек кажется живым, подобно эффекту красных красителей в составе для бальзамирования. Такой эффект окрашивания в бескислородной CO-отравленной ткани связан с коммерческим использованием монооксида углерода при окрашивании мяса.
Оксид углерода также связывается с другими молекулами, такими как миоглобин и митохондриальная цитохромоксидаза. Воздействие окиси углерода может привести к значительному повреждению сердца и центральной нервной системы, особенно в бледном шаре, часто это связано с длительными хроническими патологическими состояниями. Окись углерода может иметь серьезные неблагоприятные последствия для плода беременной женщины.

Нормальная физиология человека

Окись углерода вырабатывается естественным образом в организме человека в качестве сигнальной молекулы. Таким образом, окись углерода может иметь физиологическую роль в организме в качестве нейротрансмиттера или релаксанта кровеносных сосудов. Из-за роли окиси углерода в организме, нарушения в её метаболизме связаны с различными заболеваниями, в том числе нейродегенерацией, гипертонией, сердечной недостаточностью и воспалениями.

  • CO функционирует в качестве эндогенной сигнальной молекулы.
  • СО модулирует функции сердечно-сосудистой системы
  • CO ингибирует агрегацию и адгезию тромбоцитов
  • CO может играть определенную роль в качестве потенциального терапевтического средства

Микробиология

Окись углерода является питательной средой для метаногенных архей, строительным блоком для ацетилкофермента А. Это тема для новой области биоорганометаллической химии. Экстремофильные микроорганизмы могут, таким образом, метаболизировать окись углерода в таких местах, как тепловые жерла вулканов.
У бактерий, окись углерода производится путем восстановления двуокиси углерода ферментом дегидрогеназы монооксида углерода, Fe-Ni-S-содержащего белка.
CooA представляет собой рецепторный белок окиси углерода. Сфера его биологической активности до сих пор неизвестна. Он может быть частью сигнального пути у бактерий и архей. Его распространенность у млекопитающих не установлена.

Орбитальная структура

В молекулярных орбиталей , которые описывают структуру окиси углерода относительно аналогично азота N 2 . Каждая из двух молекул имеет четырнадцать электронов и почти одинаковую молярную массу. На первый взгляд, можно было бы подумать, ошибочно, что атом углерода является двухвалентным в С = О mesomer и что, следовательно , является карбеновом . Однако резонансный изомер — C≡O + является преобладающей формой, на что указывает межатомное расстояние 112 мкм , которое больше похоже на тройную связь . Следовательно, молекула CO демонстрирует перевернутый дипольный момент по сравнению с предсказаниями, которые можно было сделать благодаря электроотрицательности C и O: небольшой отрицательный частичный заряд находится на углероде.

Газоснабжение жилых домов

Газ поставляется в дом или квартиру по магистральным трубам или из газгольдера/баллона

В домах используют несколько разновидностей газового топлива. Природная смесь объединяет в себе разные соединения углеводорода, среди которых есть метан и пропан.

Газ поставляют потребителям:

  • по трубопроводам, непосредственно подводящим топливо к бытовым агрегатам (колонкам, плитам, генераторам и др.);
  • посредством наземной транспортировки с помощью баллонов и газгольдеров (специализированных емкостей).

Магистральный газ

Газ в газопроводе к жилым домам поступает от месторождения и точки добычи. Магистральный трубопровод — основной вид снабжения бытовых потребителей многоквартирного, частного сектора.

В системе предусмотрены объекты газораспределения:

  • трубопроводы — наземные, подземные, на насыпях (дамбах);
  • ведущие и интервальные компрессорные пункты, станции осушки, очистки;
  • газораспределительные сетевые установки на конечных ответвлениях, редукторы;
  • подземные хранилища.

Строят линии из стальных труб, диаметр которых предусмотрен до 142 см, а планируемое давление внутри составляет 10 Мпа.  Система газораспределения проводит 50 – 60 млрд кубометров топлива в год.

На всех объектах структуры работает автоматика, руководит работой и контролирует ее сеть диспетчеров.

Газгольдер

Емкости предназначены для сохранения газообразного топлива.

Различают два типа газгольдеров:

  • Переменного объема. В них газ имеет напор, близкий к существующему в атмосфере, а его температура равна показателю окружающего воздуха. Емкости меняют объем с поступлением новой порции газа или при откачке. Материалом стенок служит прорезиненный материал, резина, железобетон, металл.
  • Постоянного объема. Делают подземные, надземные, шарообразной или цилиндрической формы, внутри топливо имеет напор до 1,8 Мпа. Конструкции бывают горизонтального и вертикального расположения.

Различают по объему бытовые на основе группы баллонов — 100 – 500 л, цилиндрические для дач и загородных наделов 10 – 20 м³, промышленного газоснабжения — 20 – 50 м³.

Баллон

В герметичных сосудах хранят и перевозят жидкий и сжатый газ под избыточным напором. Материалом стен служит сталь 30ХМА, 34СrМо4, 30 ХГСА.

Используют типы:

  • сварные — в конструкции содержат днище, обечайку, горловину;
  • бесшовные — состоят из днища, цилиндра, горловины.

Получение.

   
Монооксид углерода образуется
при сгорании углерода
в
недостатке кислорода. Чаще всего
он получается в результате
взаимодействия углекислого газа
с раскалённым углём:

СО2
+ С + 171 кДж = 2 СО.

   
Реакция эта обратима, причём
равновесие её ниже 400 °С
практически нацело смещено влево,
а выше 1000 °С — вправо (рис. 7). Однако
с заметной скоростью оно
устанавливается лишь при высоких
температурах. Поэтому в обычных
условиях СО вполне устойчив.

Рис. 7.
Равновесие СО2 + С = 2 СО.

   Образование
СО из элементов идёт по уравнению:

2 С + О2
= 2 СО + 222 кДж.

   
Небольшие количества СО удобно
получать разложением муравьиной
кислоты: 

НСООН =
Н2О + СО

   
Реакция эта легко протекает при
взаимодействии НСООН с горячей
крепкой серной кислотой.
Практически это получение
осуществляют либо действием конц.
серной кислоты на жидкую НСООН (при
нагревании), либо пропусканием
паров последней над
гемипентаоксидом фосфора.
Взаимодействие НСООН с
хлорсульфоновой кислотой по
схеме:

НСООН +
СISO3H = H2SO4 + HCI + CO

идёт уже при
обычных температурах.

   
Удобным методом лабораторного
получения СО могут служить
нагревание с конц. серной
кислотой щавелевой кислоты или
железосинеродистого калия. В
первом случае реакция протекает
по схеме: 

Н2С2О4
= СО + СО2 + Н2О.

   
Наряду с СО выделяется и
углекислый газ, который может
быть задержан пропусканием
газовой смеси сквозь раствор
гидроксида бария. Во втором
случае единственным газообразным
продуктом является оксид
углерода:

К4[Fe(CN)6]
+ 6 H2SO4 + 6 H2O = 2 K2SO4
+ FeSO4 + 3 (NH4)2SO4
+ 6 CO.

   
Большие количества СО могут быть
получены путём неполного
сжигания каменного угля в
специальных печах —
газогенераторах. Обычный («воздушный»)
генераторный газ содержит в
среднем (объёмн. %): СО-25, N2-70, СО2-4
и небольшие примеси других газов.
При сжигании он даёт 3300-4200 кДж на м3.
Замена обычного воздуха на
кислород ведёт к значительному
повышению содержания СО (и
увеличению теплотворной
способности газа).

    Ещё
больше СО содержит водяной газ,
состоящий (в идеальной случае) из
смеси равных объёмов СО и Н2
и дающий при сгорании 11700 кДж/м3.
Газ этот получают продувкой
водяного пара сквозь слой
раскалённого угля, причём около
1000 °С имеет место взаимодействие
по уравнению:

Н2О
+ С + 130 кДж = СО + Н2.

   
Реакция образования водяного
газа идёт с поглощением тепла,
уголь постепенно охлаждается и
для поддержания его в раскалённом
состоянии приходится пропускание
водяного пара чередовать с
пропусканием в газогенератор
воздуха (или кислорода). В связи с
этим водяной газ содержит
приблизительно СО-44, Н2-45, СО2-5
и N2-6%. Он широко
используется для синтезов
различных органических
соединений.

    Часто
получают смешанный газ. Процесс
его получения сводится к
одновременному продуванию сквозь
слой раскалённого угля воздуха и
паров воды, т.е. комбинированию
обоих описанных выше методов-
Поэтому состав смешанного газа
является промежуточным между
генераторным и водяным. В среднем
он содержит: СО-30, Н2-15, СО2-5
и N2-50%. Кубический метр его
даёт при сжигании около 5400 кДж.

Месторождения природного газа

В природе газ может находиться в следующих формах:

  1. Газовые залежи в пластах некоторых горных пород. Залежи газообразных углеводородов как правило сосредоточены на глубине от 1000 м. Вопреки распространенному мнению, газ в таких залежах находится не в объемных пустотах, а преимущественно в мелких трещинах, микроскопических порах и каналах горных пород, например, песчаника. В составе такого газа преобладают низшие алканы: метан и этан. Крупнейшие запасы природного газа сосредоточены в России (Уренгойское месторождение), большинстве стран Персидского залива, США и Канаде.
  2. Газовые шапки над нефтью и растворенный в нефти газ. Такие газообразные скопления называют Попутный нефтяной газ (ПНГ). В отличие «традиционного» природного газа, ПНГ в своем составе помимо метана и этана содержит значительное количество пропана, бутана и других более тяжелых углеводородов.
  3. Газогидратные залежи. Газовые гидраты – это кристаллические соединения, которые образованы путем растворения газообразных углевоородов в пластовой воде при определенных термодинамических условиях – высоких давлениях и относительно низких температурах. 1 объем воды при переходе в гидратное состояние связывает до 220 объемов газа. Такая форма накопления природного газа была открыта во второй половине 20-го века. Газогидратные залежи находятся преимущественно в районах распространения многолетней мерзлоты, а также на относительно небольшой глубине под океанических дном.

Доказано, что большое количество углеводородов находится в мантии Земли, но в настоящее время, ввиду технической недоступности, они не представляют практического интереса.

Помимо залежей газа в недрах планеты, необходимо упомянуть, что углеводороды встречаются и в космосе. В частности, метан является третьим по распространенности газом во Вселенной после водорода и гелия. В форме метанового льда он входит в структуру планет и других космических тел. Однако такие образования не относят к залежам природного газа и при настоящем уровне развития технологий не могут быть извлечены.

Газообразные вещества в химии

Газы в химии начинают изучать в 8 классе. Рассмотрим основные свойства, которые принято включать в учебники по предмету.
Атомы или молекулы газов соединяются между собой ковалентными связями. Они очень слабые и часто рвутся, именно поэтому вещества в газообразном агрегатном состоянии способны заполнять произвольные объемы и емкости разных форм. Бывают два вида строения решеток у газов:

  • атомная;
  • молекулярная.

На уроках химии газообразные вещества часто получают в лабораторных условиях. Для этого могут пользоваться разными методами: нагревать жидкость, твердые вещества, добиваться реакции между сложными соединениями. Некоторые формулы реакций:
Zn + 2HCl = ZnCl2 + H2 – водород.
NH4Cl + NaOH = NaCl + H2O + NH3 – аммиак
CaCO3 + 2HCl = CaCl2 + H2O + CO2 – углекислый газ.
Так как многие газы прозрачны и не имеют запаха, используются дополнительные методы их обнаружения. Одни соединения усиливают пламя, другие останавливают горения. Ряд газообразных веществ может менять цвет взвешенной в воде извести, делать жидкость мутнее.

Причины отравления угарным газом

Угарный газ (СО) – продукт сгорания углерода, содержащегося в различных органических веществах, среди которых древесина, уголь, природный и промышленный газ, масло, нефтепродукты (бензин, керосин и т.д.), взрывчатые вещества и прочие.

Причиной вдыхания СО в большинстве случаев является:

  • Неисправная система вытяжки продуктов сгорания из печи/котла;
  • Замкнутое, достаточно герметичное жилое помещение, где установлены газовая колонка, печь, котел, газовая плита;
  • Нахождение в плохо проветриваемом помещении, в котором находится заведенный автомобиль.
  • Аккумулирование продуктов сгорания в подземных пустотах, и их дальнейшее проникновение в подвалы, гаражи.
Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Adblock
detector