Метан молярная масса: Газ метан: основные преимущества

Содержание

Таблица. Молярная масса газов (г/моль = кг/кмоль) от азота до хлористого этила.

Таблица. Молярная масса газов (г/моль = кг/кмоль) от азота до хлористого этила.

Вещество (Газ) и его химическая формула Молярная масса, г/моль = кг/кмоль
Азот (N2) 28,016
Аммиак (NH3) 17,031
Аргон (Ar) 39,944
Ацетилен (C2H2) 26,04
Ацетон (C3H6O) 58,08
Н-бутан (C4H10) 58,12
Изо-бутан ( C4H10) 58,12
Н-бутиловый спирт ( C4H10O) 74,12
Вода (H2O)
18,016
Водород (H2) 2,0156
Воздух (сухой) 28,96
Н-гексан (C6H14) 86,17
Гелий (He) 4,003
Н-гептан (C7H16) 100,19
Двуокись углерода (CO2) 44,01
Н-декан ( C10h32) 142,30
Дифенил ( C12h20) 154,08
Дифениловый эфир ( C12H10O) 168,8
Дихлорметан ( CH2Cl2) 84,94
Диэтиловый эфир (C4H10O) 74,12
Вещество (Газ) и его химическая формула Молярная масса, г/моль = кг/кмоль
Закись азота (N2O) 44,016
Йодистый водород (HJ)
127,93
Кислород (O2) 32,00
Криптон (Kr) 83,7
Ксенон (Xe) 131,3
Метан (CH4) 16,04
Метиламин (CH5N) 31,06
Метиловый спирт (CH4O) 32,04
Неон (Ne) 20,183
Нитрозилхлорид (NOCl) 65,465
Озон (O3) 48,00
Окись азота (NO) 30,008
Окись углерода (CO) 28,01
Н-октан ( C8H18) 114,22
Н-пентан ( C5H12) 72,14
Изо-пентан ( C5H12) 72,14
Пропан ( C3H8) 44,09
Пропилен ( C3H6) 42,08
Селеновая кислота (H2Se) 80,968
Сернистый газ (SO2) 64,06
Сернистый ангидрид (SO3) 80,06
Сероводород (H2S) 34,08
Вещество (Газ) и его химическая формула Молярная масса, г/моль = кг/кмоль
Фосфористый водород (PH3) 34,04
Фреон 11 (CF3CI) 137,40
Фреон-12 (CF2CI2) 120,92
Фреон-13 (CFCI3) 114,47
Фтор (F2) 38,00
Фтористый кремний (SiF4) 104,06
Фтористый метил (CH3F) 34,03
Хлор (Cl2) 70,914
Хлористый водород (HCl) 36,465
Хлористый метил (CH3Cl) 50,49
Хлороформ (CHCl3) 119,39
Циан (C2N2) 52,04
Цианистая кислота (HCN) 27,026
Этан (C2H6) 30,07
Этиламин (C2H7N) 45,08
Этилен (C2H4) 28,05
Этиловый спирт (C2H6O) 46,07
Хлористый этил (C2H5Cl) 64,52

Agrafima.ru | Химия — жизнь!

Как молодой специалист подала заявку на конкурс «Профессиональный дебют». Участникам предлагалось написать эссе «Проблемы современного школьного образования и пути их решения». Меня, как учителя, очень волнует эта тема, поэтому я была рада высказать своё личное мнение по этому поводу. И вот что из этого получилось.

Дневник учителя химии.

«Проблемы современного школьного образования и пути их решения»

В нашей стране нет такого человека, которого в той или иной степени не волновали бы проблемы современного школьного образования. Ведь каждый из нас в прошлом, настоящем или будущем ученик, выпускник, родитель, учитель. А от того, насколько удачно будут решаться задачи, стоящие сегодня перед школой, зависит будущее государства.

Главное в школе – учитель. Столкнулась с проблемами в школьном образовании еще в университете. На химическом факультете были и юные Менделеевы, и те, кто пришел получить хоть какое-то высшее образование. Первый семестр сразу начался с коллоквиумов, семинаров, лабораторных работ, и я ночи напролет учила лекции, оформляла отчеты и готовила доклады. Да, в высшем учебном заведении учиться трудно! Но почему? Ответ надо искать в среднем образовании: многие учителя не учат главному – мыслить. Из школы помню только бесконечные даты по истории, зазубренные таблицы по биологии и запылившуюся географическую карту. Конечно, были и учителя от Бога, может, именно поэтому я выбрала химию наукой своей жизни.

Металлы состоят из железа? Университет закончила с твердой уверенностью учить детей. В первой же школе мне отказали в предоставлении работы. Недолго думая, устроилась в юридический техникум. Преподавала студентам из разных городов, сел, деревень края естественнонаучные дисциплины. В первом же семестре дети ввергли меня в шок. Оказывается, все металлы состоят из железа, атомы из молекул, а в Солнечной системе всего три планеты – Земля, Луна и Солнце. Попыталась решить эту проблему в масштабах 60 человек. Познавая мир заново, на моих уроках дети сидели с открытыми ртами, будто я им пересказывала фильм «Аватар».

Электронная школа. Наконец я добралась до школы. Чистые кабинеты, красивые плакаты, доброжелательный директор, умные дети. Думала, попала в рай. Сразу же начала осваивать интерактивную доску. Сколько всего она умеет, просто чудо! Другие же учителя используют доску в качестве монитора, или еще хуже: стенда для приклеивания плакатов. Кроме этого, многие работники образовательной сферы не знают, как запустить ту или иную программу на компьютере, а учителей информатики на всех не хватает. Поэтому бурю негодований вызвал перевод компьютеров школ на свободное программное обеспечение Linux. Это всё говорит об отсутствии в школах специалистов в области информационных технологий, в обязанности которых входило бы и обучение учителей.

Родитель – первый воспитатель, а учитель – второй. Встречи с родителями школьников всегда волнительные. Часто мамы высказывают учителям: «Нам Ваш предмет не нужен, мы экзамен по нему сдавать не будем». Возникает вопрос: а кому тогда нужна школа, если не детям? Учителям? Иногда приходят папы и обещают выпороть ребенка за плохое поведение или плохую оценку, что тоже неправильно. Родители не понимают своей роли в воспитании и обучении детей. Как учителя повышают свою квалификацию, так и родители должны проходить определенные курсы по правильному мотивированию школьников к изучению мира. Конечно, радуют адекватные папы и мамы, которые беспокоятся за будущее своих детей.

Все дороги ведут к финансам. Сколько бы проблем школьного образования я не вспомнила — и попустительское отношение учителей к обучению, и нехватка опыта работы сотрудников школы с компьютером, и недостаточно развитая материальная база образовательного учреждения, и нежелание молодых специалистов работать в школе – всё ведет к главной проблеме: недостаточное финансирование. Здесь, увы, ни директор, ни учителя сделать ничего не в силах…

И всё же, за время, проведенное в школе, я и мои ученики стали настоящей семьей, а вместе мы преодолеем любые проблемы!

Количество вещества - Персональный сайт учителя химии Куликовой Надежды Владимировны

В химических процессах участвуют мельчайшие частицы – молекулы, атомы, ионы, электроны. Число таких частиц даже в малой порции вещества очень велико. Поэтому, чтобы избежать математических операций с большими числами, для характеристики количества вещества, участвующего в химической реакции, используется специальная единица – моль.

Моль - это такое количество вещества, в котором содержится определенное число частиц (молекул, атомов, ионов), равное постоянной Авогадро

Слово «моль» про­ис­хо­дит от слова «мо­ле­ку­ла». Число мо­ле­кул в рав­ных ко­ли­че­ствах ве­ще­ства оди­на­ко­во.

Экс­пе­ри­мен­таль­но уста­нов­ле­но, что 1 моль ве­ще­ства со­дер­жит  ча­стиц (на­при­мер, мо­ле­кул). Это число на­зы­ва­ет­ся чис­лом Аво­га­д­ро.  А если к нему до­ба­вить еди­ни­цу из­ме­ре­ния – 1/моль, то это будет фи­зи­че­ская ве­ли­чи­на – по­сто­ян­ная Аво­га­д­ро, ко­то­рая обо­зна­ча­ет­ся NА.

Постоянная Авогадро NA определяется как число атомов, содержащееся в 12 г изотопа 12С:

Таким образом, 1 моль любого вещества содержит 6,02 • 1023 частиц этого вещества.

1 моль кислорода содержит 6,02 • 1023 молекул O2.

1 моль серной кислоты содержит 6,02 • 1023 молекул  h3SO4

1 моль железа содержит  6,02 • 1023 атомов Fe

1 моль серы содержит  6,02 • 1023 атомов  S

2 моль серы содержит  12,04 • 1023 атомов  S

0,5  моль серы содержит  3,01 • 1023 атомов  S

Исходя из этого, любое количество вещества можно выразить определенным числом молей ν” (ню). Например, в образце вещества содержится 12,04 • 1023 молекул. Следовательно, количество вещества в этом образце составляет: 

В общем виде:

где N – число частиц данного вещества;

 – число частиц, которое содержит 1 моль вещества (постоянная Авогадро).

II. Молярная масса

Молярная масса вещества (M) – масса, которую имеет 1 моль данного вещества. 
Эта величина, равная отношению массы m вещества к количеству вещества ν, имеет размерность кг/моль или г/моль. Молярная масса, выраженная в г/моль, численно равна относительной относительной молекулярной массе Mr (для веществ атомного строения – относительной атомной массе Ar). 
Например, молярная масса метана Ch5 определяется следующим образом:

Мr(Ch5) = Ar(C) + 4 Ar(H) = 12+4 =16

M(Ch5)=16 г/моль, т.е. 16 г Ch5 содержат 6,02 • 1023 молекул.

Молярную массу вещества можно вычислить, если известны его масса m и количество (число молей) ν, по формуле: 

Соответственно, зная массу и молярную массу вещества, можно рассчитать число его молей: 

или найти массу вещества по числу молей и молярной массе:  m = ν • M

Необходимо отметить, что значение молярной массы вещества определяется его качественным и количественным составом, т.е. зависит от Mr и Ar. Поэтому разные вещества при одинаковом количестве молей имеют различные массы 

m.

Пример 
Вычислить массы метана Ch5 и этана С2H6, взятых в количестве ν = 2 моль каждого.

Решение 
Молярная масса метана M(Ch5) равна 16 г/моль;
молярная масса этана M(С2Н6) = 2 • 12+6=30 г/моль.
Отсюда:

m(Ch5) = 2 моль • 16 г/моль = 32 г
m(С2Н6) = 2 моль • 30 г/моль = 60 г.

Таким образом, моль – это порция вещества, содержащая одно и то же число частиц, но имеющая разную массу для разных веществ, т.к. частицы вещества (атомы и молекулы) не одинаковы по массе.

n(Ch5) = n(С2Н6), но m(Ch5) < m(С2Н6)

Вычисление ν используется практически в каждой расчетной задаче.

III. Решение задач

Задача №1. Вычислите массу (г) железа, взятого количеством вещества 0, 5 моль?

Дано:  ν(Fe)=0,5 моль

Найти: m(Fe) - ?

Решение:

m = M · ν

M(Fe) = Ar(Fe) = 56 г/моль (Из периодической системы)

m (Fe) = 56 г/моль · 0,5 моль = 28 г

Ответ: m (Fe) =28 г

Задача №2. Вычислите массу (г) 12,04  · 1023 молекул оксида кальция CaО?

Дано: N(CaO)= 12,04 * 1023 молекул

Найти: m(СaO) - ?

Решение:

m = M · ν, ν= N/Na,

следовательно,  формула для расчёта

m = M · (N/Na)

M(CaO) = Ar(Ca) + Ar(O) = 40 + 16 = 56 г/моль

m= 56 г/моль · (12,04 * 1023/6.02 · 1023 1/моль) = 112 г

Ответ: m= 112 г

IV. Тренажеры

Тренажёр №1 - Взаимосвязь количества вещества, числа частиц и постоянной Авогадро

 

Тренажёр №2 - Взаимосвязь массы, количества вещества и молярной массы

Тренажёр №3 - Вычисление количества вещества по известной массе вещества

Тренажёр №4 - Вычисление массы вещества по известному количеству вещества

Тренажёр №5 - Вычисление массы вещества по известному числу частиц вещества

Тренажёр №6 - Вычисление молярной массы вещества

Тренажёр №7 - Вычисление числа частиц вещества по известной массе вещества

Тренажёр №8 - Вычисления числа частиц вещества по известному количеству вещества

V. Задания для закрепления

Задача 1. Вычислите массу воды (г), взятой количеством вещества 5 моль?

Задача 2. Вычислите массу 24,08 *1023 молекул серной кислоты h3SO4?

Задача 3. Определите число атомов в  56 г железа Fe?

Одоризация газа - Что такое Одоризация газа ?

Этилмеркаптан С2Н5SН - наиболее распространенный одорант, бесцветная прозрачная жидкость

Одоризация - это придание природному газу специфического запаха с помощью специальных компонентов для своевременного обнаружения возможных утечек.

Природный газ не имеет цвета и запаха, что затрудняет обнаружение его утечек.
Добавление резкого и неприятного, предупреждающего запаха в природный газ упрощает обнаружение утечек.
Резкий запах должен ощущаться носом человека уже при небольшой объемной концентрации добавленного вещества, начиная с уровня от 20% нижнего порога образования взрывоопасной концентрации. 

Одоризация не изменяет физико-химические свойства природного газа.
Для этой цели используются одоранты - вещества:
  • физиологически безвредные, 
  • неагрессивные по отношению к металлам и материалам газовых сетей и приборов, 
  • инертные к составным частям природного газа. 
Наиболее известны одоранты сернистых соединений:
  • этилмеркаптан С2Н5SН - наиболее распространенный одорант, бесцветная прозрачная жидкость;
  • метилмеркаптан; 
  • пропилмеркаптан; 
  • каптан; 
  • сульфан. 


Типы одорантов

Тетрагидротиофен (THT) -  циклический сульфид.
Один из самых стойких к окислению от трубопроводов одорантов.
Имеет среднюю интенсивность запаха.
Формула: C4H8S
Молекулярная масса: 88.172
Регистрационный номер химсоединения по классификации CAS: 110-01-0
Относительная плотность: 1.000
Точка кипения: 115 - 124 °C
Точка замерзания: -96°C
Температура вспышки: -7 °C
Содержание серы: 36.37 (вес %)


Димитилсульфид (DMS) - характеризуется хорошей устойчивостью к окислению.
Запах схож с запахом чеснока. 
Обычно используется, как примесь к тетрагидротиофену.
Формула: C2H6S
Молекулярная масса: 62.135
Регистрационный номер химсоединения по классификации CAS 75-18-3
Относительная плотность 0.8
Точка кипения 37 °C
Точка замерзания -98°C
Температура вспышки -38 °C
Содержание серы 51.61 (вес %)

Этилмеркаптан (EM) - классический одорант, применяемый на территории РФ.
Норма одоризации газа составляет 16 г/1000м3
Формула C2H6S
Молекулярная масса 62.135
Регистрационный номер химсоединения по классификации CAS 75-08-1
Относительная плотность 0.839
Точка кипения 34 - 37 °C 31
Точка замерзания -148 -121°C
Температура вспышки -48 °C
Содержание серы 51.61 (вес %)

Метилакрилат (MA) и Этилакрилат (EA) - не серосодержащие одоранты, экологически чистые, но более дорогие.
Формула C4H6O и C5H8O2
Молекулярная масса 86.0892 и 100.1158
Регистрационный номер химсоединения по классификации CAS 96-33-3 и 140-88-5
Относительная плотность 0.9535 – 0.9574 0.9
Точка кипения 78 - 81 °C и 99 - 100 °C
Точка замерзания -75°C и -72°C
Температура вспышки -3 °C и 8.3 °C
Содержание серы (вес %) 32

Смеси одорантов

Делятся на 4 основные категории:
меркаптановые смеси; 
Меркаптан / алкилсульфидные смеси; 
Тетрагидротиофен / меркаптановые смеси; 
Смеси акрилатов (без серы). 
Смешивание одорантов  позволяет достичь или улучшить определенные свойства одоранта.

Одоранты, применяемые в России

этилмеркаптан. Из-за химической нестабильности окисляется в газопроводах с образованием дисульфида, который имеет меньшую интенсивность запаха;
смесь природных меркаптанов (СПМ), используемая с 1984 г, на большинстве газораспределительных станциях России. Производится в Оренбурге по ТУ 51-31323949- 94-2002.. Состав смеси: Этилмеркаптан
Физико-химические свойства, которыми должны обладать одоранты:
  • химическая стабильность, отсутствие реакции с газовыми компонентами; 
  • высокое давление конденсации пара; 
  • не должен оказывать коррозионного воздействия на технологическое оборудование в применяемых концентрациях; 
  • стойкость и резкость запаха выше тяжелых гомологов метана; 
  • не должен содержать воду, не должен окислять стенки газопроводов.
  • Одоризацию проводят на газораспределительных станциях (ГРС) непосредственно перед подачей газа потребителям.

Одоризация - важная операция технологического процесса на ГРС, поскольку может предупредить утечку и связанные с ней аварийные ситуации. 
Специальные Блоки одоризации (БО) на ГРС обеспечивают подачу одоранта пропорционально расходу газа по установленным нормам.
Норма добавления реагента в природный газ: 16 г/1000 м(при температуре 0°С и давлении 760 мм.рт.ст.).
Годовое потребление одорантов - тысячи тонн.
Блоки одоризации на ГРС работают в ручном и автоматическом режимах.
Основные  типы БО на ГРС:

  • капельные БО, где реагент подается в газопровод в виде капель или тонкой струи;
  • барботажные БО, которые работают по принципу насыщения отведенного потока газа парами одоранта в барботажной камере и затем смешения его с основным потоком в газопроводе.
Хранение одорантов:
  • на складах - в контейнерах заводского изготовления на открытых площадках;
  • непосредственно на ГРС - в подземных или надземных металлических емкостях, связанных технологическими линиями с БО.

История

Впервые одоризацию газа, применив этилмеркаптан, для определения утечек в гидравлическом контуре использовал Фон Квальо в Германии в 1880

х гг.
Широкое внедрение техпроцесса одоризации началось в 1930х гг. в Англии, когда после крупной аварии, произошедшей из-за утечки газа было разрушенное здание и погибло 319 человек. В результате этого несчастного случая, после Англии, проводить одоризацию газа начали в Канаде и США.
Ныне одоризация горючих газов применяется во всем мире.

УПРОЩЕННЫЙ И ДОСТОВЕРНЫЙ МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОНЦЕНТРАЦИЙ МЕТАНА И ДИОКСИДА УГЛЕРОДА В БИОГАЗЕ | Опубликовать статью ВАК, elibrary (НЭБ)

УПРОЩЕННЫЙ И ДОСТОВЕРНЫЙ МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОНЦЕНТРАЦИЙ МЕТАНА И ДИОКСИДА УГЛЕРОДА В БИОГАЗЕ

Научная статья

Дибиров Я.А.1, *, Дибиров К.Я.2

1 ORCID: 0000-0003-3664-8442,

1, 2 Филиал Объединенного института высоких температур Российской академии наук, Махачкала, Россия

* Корреспондирующий автор (jakhya[at]yandex.ru)

Аннотация

Предложен упрощенный метод определения концентраций основных компонентов (метана и диоксида углерода) в биогазе, для проведения которого необходимо только значение плотности пробы выработанного биогаза. Получены простые формулы, по которым определяются концентрации метана и диоксида углерода в биогазе. Приведены формулы для определения плотности окружающего воздуха, необходимые для получения значения плотности биогаза. Полученные данным методом результаты анализа практически не расходятся с теми же результатами, полученными традиционными экспериментальными методами.

Ключевые слова: состав биогаза, метан, диоксид углерода, плотность пробы биогаза.

SIMPLIFIED AND RELIABLE METHOD FOR DETERMINING CONCENTRATIONS OF METHANE AND CARBON DIOXIDE IN BIOGAS

Research article

Dibirov Ya.A.1, *, Dibirov K.Ya.2

1 ORCID: 0000-0003-3664-8442,

1, 2 Branch of the Joint Institute for High Temperatures of the Russian Academy of Sciences; Makhachkala, Russia

* Corresponding author (jakhya[at]yandex.ru)

Abstract

This paper presents the simplified method for determining the concentrations of the main components (methane and carbon dioxide) in biogas, for which only the density value of the sample of produced biogas is required. Simple formulas are obtained, they determine the concentration of methane and carbon dioxide in biogas. The formulas for determining the density of ambient air, which are necessary to obtain the density of biogas, are given. The results of the analysis obtained by this method are almost the same as the results obtained by traditional experimental methods.

Keywords: composition of biogas, methane, carbon dioxide, biogas sample density.

С каждым годом все более широкое распространение получают биогазовые технологии. Если ранее традиционно считалось, что биогазовые установки востребованы преобладающе для потребителей, расположенных в южных регионах России, то современные биотехнологии получения биогаза практически из любых биоотходов экономически оправдываются и для потребителей, расположенных в любой климатической зоне нашей страны. При полном использовании для получения биогаза отходов аграрного сектора и отходов жилищно-коммунального хозяйства России, что составляет более 770 млн тонн в год, можно получить примерно 66 млрд кубометров биогаза, что эквивалентно 100 млрд кВт∙ч электроэнергии или 12 млн тонн условного типа [1].

Для любого потребителя, предпочитающего использовать в качестве собственного источника энергоснабжения свою биогазовую установку, в первую очередь необходима достоверная информация о выходе биогаза с конкретного исходного сырья, а также о составе выработанного биогаза. Эти параметры даже для одного конкретного исходного сырья могут иметь иногда значительно отличающиеся друг от друга значения в зависимости от таких факторов проведения процесса брожения, как: температурный режим сбраживания, объем реактора, периодичность загрузки сырья, степень его измельчения и др. Поэтому приходится определять состав биогаза отдельно при каждом конкретном случае его получения.

 В настоящее время анализ состава биогаза проводят экспериментально в специализированных лабораториях, оснащенных соответствующей метрологической аппаратурой. Химический анализ состава биогаза – достаточно сложный и трудоемкий процесс, состоящий из нескольких этапов, среди которых можно выделить такие, как: отбор пробы биогаза, подготовка этой пробы к анализу, непосредственное выполнение измерений, получение значений концентраций компонентов биогаза и оценка погрешностей полученных результатов. Каждый из этих этапов может быть достаточно сложным и состоять из многих подэтапов [2, С. 19].

При наличии лаборатории рядом с биогазовой установкой пробы биогаза для анализа отбираются прямо перед непосредственным проведением анализов. При необходимости доставки отобранных проб биогаза до удаленной от биогазовой установки лаборатории отбор проб проводится заранее. В этом случае обязательно применяются промежуточные операции по консервации и стабилизации отобранных проб биогаза.

При длительной консервации отобранных проб в результате возможных различных процессов физико-химического взаимодействия ингредиентов биогазовой смеси со стенками сосудов и с поверхностью растворителя возникает проблема изменения состава и состояния отобранной пробы, что в итоге может отрицательно сказываться на достоверности проведенных впоследствии анализов. Поэтому при проведении анализов состава биогаза желательно максимальное сокращение времени консервации, что повышает сохранность отобранной пробы от возможных изменений ее первоначального состава и состояния. Максимальный срок хранения пробы биогаза после отбора до начала анализа на должен превышать трех суток.

Немаловажным фактором при проведении анализа состава биогаза является и стоимость проведения таких анализов. Существующие сегодня для проведения анализов газов аппаратура (различные хроматографы и газоанализаторы) практически не доступна по цене для большинства производителей, занимающихся утилизацией органических отходов с целью получения биогаза. И даже при гипотетическом наличии такого оборудования необходимы еще и специалисты со специфическими навыками и соответствующим базовым образованием для работы на таком оборудовании.

Из вышеизложенного следует, что назрела необходимость разработки упрощенного и доступного для любого собственника биогазовой установки метода анализа состава биогаза. Необходимость разработки такого упрощенного метода натолкнула нас в связи с проводимыми нами систематическими исследованиями по разработке и внедрению солнечных биогазовых установок, а также повышению их энергоэффективности, по результатам которых с участием авторов данной статьи получены два патента на полезную модель и изобретение [3], [4].

Теоретическое обоснование и описание метода

По своей сущности биогаз представляет собой смесь газообразных веществ, основными компонентами которой являются метан (до 85%) и диоксид углерода (15 ÷ 50%). Остальные газообразные вещества в биогазе присутствуют в виде примесей и обычно не превышают более одного объемного процента биогазовой смеси [5, С. 20-22].

При разработке предлагаемого метода условно принято, что в состав биогазовой смеси входят только два компонента: метан и диоксид углерода. Как будет показано ниже, такая условность практически не влияет на точность определения концентраций этих компонентов в биогазе. Это позволяет расчетным путем получить достоверное значение концентраций метана и диоксида углерода, имея под рукой только значение одного физического параметра пробы биогаза – плотности.

Также условно принято, что по всем своим параметрам биогазовая смесь, соответственно и каждый газовый компонент биогаза, полностью подчиняются уравнению состояния идеального газа. И это допущение практически не окажет особого влияния на точность получаемых результатов анализа состава биогаза, т.к. характерные для биогаза параметры температуры и давления на выходе из биогазовой установки позволяют полностью отнести его под понятие идеального газа.

Зададим значения давления и температуры биогаза в биореакторе. Значение выходного давления биогаза в биореакторе для подачи его потребителям принимается обычно равным не более 0,2 атм, что соответствует значению абсолютного давления, равному 1,2 атм. Пусть в общем случае температура биогаза будет иметь значение Т2 и выходное давление Р2. В наших расчетах приняты значения выходного давления биогаза из биогазовой установки и его температуры равными соответственно 1,15 атм (или 116524 Па) и +25 оС. Для общих расчетов и давление, и температура биогаза нужно принять равными их фактическим значениям «на месте», т.е. равными Р2 и Т2. Методика расчета при этом останется неизменной, только немного изменятся цифровые значения определенных параметров в соответствующих формулах.

Объем, занимаемый одним молем идеального газа при нормальных условиях (t = 0о С, Р = 101325 Па), есть постоянная величина, равная 0,022414 м3 [6, С 94]. Изменение объема биогаза при переходе его из состояния при нормальных условиях (состояние 1) в состояние 2, при котором параметры биогаза соответствуют фактическим значениям при подаче его потребителям, найдем из уравнения состояния идеального газа [7, С. 29]:

   (1)

где Р1 = 101325 Па, V1 = 0,022414 м3, Т1 = 273,15 K. Подставив в формулу (1) значения параметров биогаза первоначального состояния, найдем значение объема одного киломоля биогаза (в м3) во втором состоянии:

При принятых нами фактических значениях температуры и давления биогаза (состояние 2: Т2 = 298,15 К, Р2 = 116524 Па) молярный объем биогаза будет равным

Если обозначить через ω(i) и χ(i) соответственно объемную и молярную долю i –го газа биогазовой смеси, то равенство молярных и объемных долей для газовой смеси, что следует из закона Авогадро [8, С. 18, 19], можно записать в виде:

ω(СН4) = χ(СН4) и ω(СО2) = χ(СО2).

Так как по отдельности и молярная, и объемная доля i –го компонента газовой смеси точно соответствует определенному значению доли единицы, то и сумма любых отдельных долей (и молярных, и объемных) всех компонентов всегда равна единице, т.е.:

χ(СН4) + χ(СО2) = 1 и ω(СН4) + ω(СО2) = 1.

Средняя молярная масса биогазовой смеси равна сумме произведений молярной массы каждого компонента на его объемную долю:

Мbiog = М(СН4)∙ω(СН4) + M(СО2)ω(СО2),

где М(СН4) – молярная масса метана, равная 12,011∙1+1,008∙4=16,043 кг/кмоль и М(СО2) – молярная масса диоксида углерода, равная 12,011∙1+16∙2 = 44,01 кг/кмоль.

Если выразить объемную долю метана в биогазовой смеси через с (ω(СН4)) и соответственно объемную долю углекислого газа ω(СО2)=1-с, то средняя молярная масса биогаза можно выразить через значение объемной доли метана в виде следующего выражения:

Mbiog = 16,043∙с + 44,01∙(1 – с) = 44,01 – 27,967∙с                                               (2)

Как известно, плотность газа равна отношению его молярной массы к его молярному объему [7, С. 35 – 36]. Тогда плотность биогаза (ρbiog) с учетом формулы (2) и объема 1 кмоль биогаза, равного 21,273 м3, можно выразить в виде:

      (3)

Формулу (3) можно записать в виде

44,01- 27,967∙с = 21,273∙ρbiog,

откуда следует, что

    (4)

Для примера, определим содержание СН4 и СО2 в биогазе с плотностью 1,128 кг/м3. Подставив в формулу (4) заданное значение плотности биогаза, определим концентрацию метана в объемных долях:

откуда следует, что содержание СО2 в этой же пробе равно

ω(СО2)=1- с = 1 – 0,7156 = 0,2844 (или 28,44%).

Для подтверждения состоятельности предлагаемого метода решим другую задачу для такой же пробы биогаза с заранее заданным составом, которая содержит еще и 1% примесей. Пусть данная проба имеет следующий состав: метан 71,06%, диоксид углерода 27,94%, сероводород (H2S) 0,45%, аммиак (NH3) 0,24%, водород (H2) 0,31%. Требуется рассчитать концентрации основных компонентов (СН4 и СО2) в биогазе по предлагаемому методу (по плотности биогаза) и оценить, насколько при этом изменяется концентрация каждого из них по сравнению с такой же пробой биогаза без примесей.

Вначале определим молярную массу этой пробы биогаза:

Mbiog = 16,043∙0,7106+44,01∙0,2794+34,08∙0,0045+17,03∙0,0024+ +2,01∙0,0031 = 23,897 кг/кмоль,

где 34,08, 17,03, 2,01 – молярные массы (в кг/кмоль) газов примеси, соответственно H2S, NH3, H2. Плотность этой пробы биогаза будет иметь значение

Подставив полученное значение плотности в формулу (4), найдем значение объемной доли метана в биогазе:

а то же значение углекислого газа:

ω(СО2) = 1- с = 1 – 0,7192 = 0,2808 (28,08%).

Изменение концентрации метана и углекислого газа в двух пробах биогаза (без примесей и с примесью) составляет:

71,91 – 71,56 = 0,35% (СН4) и 28,44 – 28,08 = 0,36% (СО2).

Абсолютное значение разности концентрации каждого из основных компонентов в этих пробах биогаза не превышает даже 0,4%. Следовательно, условно принятое допущение о возможности рассмотрения биогаза как бинарной системы, состоящей только из СН4 и СО2, практически не влияет на результаты концентраций основных компонентов в биогазе.

Для сравнения, точность показаний у выпускаемых сегодня различными производителями современных газоанализаторов и хроматографов составляет примерно 2% в абсолютном значении.

Определение плотности биогаза

Для получения точных результатов состава биогаза по его основным компонентам по предлагаемому методу необходима максимально точная информация о плотности анализируемой пробы биогаза. Значение плотности биогаза определяется экспериментально. Плотность любого однородного тела находится по известной формуле [9, С. 19]:

   (5)

где mего масса в кг, а V – занимаемый им объем в м3.

Для экспериментального определения плотности биогаза в лабораторных условиях необходимы высокоточные аналитические весы, которые снабжены крюком с нижней стороны весов для взвешивания при определении плотности и удельного веса, и надувной сосуд, который не растягивается и имеет неизменный объем при закачке газа. В качестве такого сосуда для биогаза вполне подходит надувной пляжный мяч. Такие мячи в широком ассортименте имеются в продаже в различных торговых точках.

Перед определением плотности биогаза необходимо иметь под рукой достоверную информацию об объеме надувного сосуда, заполняемого биогазом. Для пляжного мяча, имеющего внутренний объем, точно соответствующий объему шара определенного размера, значение объема можно геометрически рассчитать по формуле объема шара  (Vш =). При использовании для этой цели сосуда другой формы, объем которого не подается расчету определенной геометрической формулой, определение объема этого сосуда можно произвести полным заполнением его точно измеренным количеством воды. После получения значения точного объема измеряемой пробы биогаза для расчета его плотности надо определить и точную массу этой пробы. Массу пробу получим взвешиванием заполненного биогазом сосуда на высокоточных аналитических весах. При этом должно быть обязательно учтено то, что на взвешиваемый сосуд с биогазом кроме силы тяжести (Fbiog), направленной вертикально вниз, действует еще и выталкивающая архимедова сила (Fbuo), зависящая от плотности окружающего воздуха и направленная вертикально вверх, как показано на рис.

Рис. 1 – Силы, действующие на заполненный биогазом сосуд при его взвешивании

 

Вес сосуда с биогазом в вакууме имеет значение:

Fbiog = (тbiog+ тves)g,                                                                      (6)

где тbiog – масса биогаза, занимающего полный объем надутого сосуда при фактических значениях давления биогаза в сосуде и температуры окружающего воздуха, кг; тves – масса пустого сосуда с полностью выдавленным воздухом, кг; g – ускорение свободного падения, м/с2.

Выталкивающая архимедова сила равна:

Fbuo= Vves∙g∙ρair,                                                                            (7)

где Vves – объем, занимаемый надутым сосудом в окружающем пространстве, м3; ρair – плотность окружающего воздуха, кг/м3.

Результирующая сила равна разности между Fbiog и Fbuo:

Fres = FbiogFbuo = (тbiog+ тves)gVves ∙g∙ρair                                        (8)

В то же время результирующая сила равна произведению массы сосуда с биогазом по показанию на весах (тres) на ускорение свободного падения, т.е.:

Fres = тres∙g.                                                                    (9)

Приравнивая правые части формул (8) и (9) и после некоторых упрощений и преобразований, получаем значение массы биогаза:

тbiog = тres + Vvesρairтves.                                                                  (10)

Теперь для получения значения массы биогаза в формуле (10) неизвестной остается только плотность окружающего атмосферного воздуха (ρair). При проведении различных технических расчетов влажный воздух считают двухкомпонентной системой, компонентами которой являются сухой воздух и водяной пар.

Плотность влажного атмосферного воздуха определяется по формуле [10, С. 24]:

                                (11)

где Ρbar – барометрическое давление воздуха, кПа; Pp.p. – парциальное давление водяного пара, кПа; Т – абсолютная температура воздуха, К.

В настоящее время наиболее точное значение барометрического давления воздуха можно получить по показаниям многофункциональных цифровых приборов – термогигрометров, которые предназначены еще и для измерения температуры и относительной влажности воздуха. При отсутствии такого прибора барометрическое давление можно измерить по показаниям лабораторных ртутных барометров, а значение относительной влажности воздуха, необходимое для расчета значения парциального давления водяного пара – лабораторным гигрометром или психрометром.

Имея значение относительной влажности воздуха (φ), парциальное давление водяного пара в атмосферном воздухе рассчитывают формуле [10, С. 21]:

Рp.p.= Pp.s·φ,                                                                                 (12)

где Pp.s.– парциальное давление насыщенного водяного пара, кПа, значение которого по известной температуре воздуха в оС, находим по приложению 5 [11].

Подставив полученное по формуле (11) значение плотности окружающего воздуха (ρair) в формулу (10), находим массу биогаза (mbiog) в объеме сосуда.

Значение плотности биогаза получим по формуле (5):

ρbiog = .

Подставив полученное значение плотности биогаза (ρbiog) в формулу (4), рассчитываем значение концентрации метана в долях единицы (c) и диоксида углерода (1- c).

Проверка достоверности результатов значений концентраций основных компонентов в биогазовой смеси, полученных по предлагаемому методу, нами проведена сравнением результатов анализа двух одинаковых проб биогаза, взятых с действующей экспериментальной биогазовой установки. Анализ состава биогаза первой пробы был проведен газо-жидкостном хроматографе «Хром-4» в лаборатории Физико-химии термальных вод института проблем геотермии ДНЦ РАН. Результаты анализа: СН4 67,33%, СО2 32,26%, меркаптаны (RSH, где R – углеводородный радикал) 0,41 %, следы сероводорода (Н2S). Анализ второй пробы был проведен по предлагаемому нами методу. Результаты анализа: СН4 66,78%, СО2 33,22%. Абсолютное расхождение этих двух результатов не превышает 1%. Следовательно, предлагаемый метод обладает достаточной степенью точности определения концентраций основных компонентов в биогазе.

Заключение

Разработанный метод определения концентраций метана и диоксида углерода в биогазе позволяет в несколько раз снизить трудоемкость проведения анализа состава биогаза по сравнению с проведением того же анализа экспериментальными методами в специализированных лабораториях, сохранив при этом достаточно высокую точность полученных результатов. Немаловажно и то, что при этом в десятки раз снижается стоимость проведения анализа, так как для проведения анализа состава биогаза необходимы лишь доступные по цене аналитические весы с нижним крюком для подвешивания и портативный термогигрометр, а не дорогостоящее специальное оборудование в виде различных хроматографов, газоанализаторов и др. Предложенный метод анализа состава биогаза найдет широкое применение для производителей и специалистов, занимающихся выработкой биогаза, разработкой и проектированием биогазовых установок.

Конфликт интересов

Не указан.

Conflict of Interest

None declared.

Список литературы / References

  1. Большова Т.А. Основы аналитической химии. В 2 т. Т. 1: учеб. для студ. учреждений высш. проф. образования / Т. А. Большова, Г. Д. Брыкина, А. В. Гармаш и др.; под ред. Ю. А. Золотова. – 5 е изд., стер. – М.: Издательский центр «Академия», 2012. – 384 с.
  2. Глинка Н. Л. Общая химия. / Н. Л. Глинка, – 22 изд., испр. – Л.: Химия, 1977. – 719 с.
  3. ГОСТ 8.524-85. Таблицы психрометрические. Построения, содержание, расчетные соотношения. – Введ. 1985-02-12. – М.: Изд-во стандартов, 1985. – 34 с.
  4. Киреев В. А. Краткий курс физической химии. / В. А. Киреев. – 5 е изд., стер. – М.: Химия, 1978. 624 с.
  5. Кухлинг Х. Справочник по физике: Перев. с нем. / Х. Кухлинг. – 2-е изд. – М.: Мир, 1985. – 520 с.
  6. Садчиков А.В. Повышение энергетической эффективности биогазовых установок [Электронный ресурс] / А. В. Садчиков // Фундаментальные исследования. – 2016. – № 10-1. – С. 83-87. – URL: http://fundamental-research.ru/ru/article/view?id=40813 (дата обращения: 28.08.2018).
  7. Тарабанов М. Г. Влажный воздух. Справочное пособие АВОК / М. Г. Тарабанов, В. Д. Коркин, В. Ф. Сергеев. – М.: Издательство НП «АВОК», 2004. – 72 с.
  8. Хомченко Г. П. Пособие по химии для поступающих в вузы. / Г. П. Хомченко. – 4-е изд., испр. и доп. – М.: ООО «Издательство Новая Волна», 2002. – 480 с.
  9. Эдер Б. Биогазовые установки. Практическое пособие. / Б. Эдер, Х. Шульц. – Zorg Biogas, 2011. -181 с.
  10. Пат. 166736 Российская Федерация, МПК C02F 11/04, A01C 3/00, C02F 101/30, C02F 103/20, C02F 103/26, Гелиобиогазовая установка / Я. А Дибиров, М. Г Дибиров, Э. Г Искендеров и др. заявитель и патентообладатель Институт проблем геотермии Дагест. научн. центра РАН. – №2015157055/05; заявл. 29.12.2015; опубл. 10.12.2016, Бюл. №34.
  11. Пат. 2664457 Российская Федерация, МПК C02F 11/04, C12M 1/02, C12M 1/107, C12M 1/38, C09K 5/00, F24H 7/02, F24S 20/00, Солнечная биогазовая установка / Я. А., Дибиров, М. Г Дибиров, К. Я Дибиров и др.; заявитель и патентообладатель ООО НПП «Ресурс-М», Махачкала. – №2017111396; заявл. 04.04.2017; опубл. 17.08.2018, Бюл. №23.

Список литературы на английском языке / References in English

  1. Bol’shova T. A. Osnovy analiticheskoij himii [Fundamentals of analytical chemistry] In 2 t. T. 1: ucheb. dlja stud. uchrezhdeniij vyssh. prof. obrazovanija / A. Bol’shova, G. D. Brykina, A. V. Garmash and others; edited by Ju.A. Zolotova. – 5nd edition, ster. – M.: Izdatel’skij centr «Akademija», 2012. – 384 p. [in Russian]
  2. Glinka N. L. Obshaja himija [General chemistry] / N. L. Glinka, – 22nd edition, – L.: Himija, 1977. – 719 p. [in Russian]
  3. GOST524-85. Tablicy psihrometricheskie. Postroenija, soderzhanie, raschetnye sootnoshenija [Tables psychrometric. Building, maintenance, design ratio]. – Vved. 1985-02-12. – M. Izd-vo standartov, 1985. – 34 p. [in Russian]
  4. Kireev V. A. Kratkij kurs fizicheskoj himii [Short course of physical chemistry] / V. A. Kireev. – 5nd edition, ster. – M.: Himija, 1978. 624 p. [in Russian]
  5. Kuhling H. Spravochnik po fizike [Physics reference book]: Perev. s nem. / H. Kuhling. – 2nd edition. – M.: Mir, 1985. – 520 p. [in Russian]
  6. Sadchikov A. V. Povyshenie energeticheskoij effektivnosti biogazovyh ustanovok [Improving the energy efficiency of biogas plants] [Electronic resource] / A. V. Sadchikov // Fundamental’nye issledovanija. – 2016. – № 10-1. – P. 83-87. – URL: http://fundamental-research.ru/ru/article/view?id=40813 (accessed: 28.08.2018).[in Russian]
  7. Tarabanov M. G. Vlazhnyj vozduh. Spravochnoje posobie AVOK [Moist air. Reference book AVOK] / M. G. Tarabanov, V. D. Korkin, V. F. Sergeev. – M.: Izdatel’stvo NP «AVOK», 2004. – 72 p. [in Russian]
  8. Homchenko G. P. Posobie po himii dlja postupajushih v vuzy [Handbook of chemistry for University applicants] / G. P. Homchenko. – 4nd edition, corr. and supplem. – M.: OOO «Izdatel’stvo Novaja Volna», 2002. – 480 p. [in Russian]
  9. Eder B. Biogazovye ustanovki. Prakticheskoje posobie [Biogas plant. Practical guide] / B. Eder, H. Chul’c. – Zorg Biogas, 2011. -181 p. [in Russian]
  10. 166736 Russian Federation, MPK C02F 11/04, A01C 3/00, C02F 101/30, C02F 103/20, C02F 103/26, Geliobiogazovaja ustanovka [Solar biogas plant] / Ja. A Dibirov, M. G Dibirov, E. G. Iskenderov and others; the applicant and the patentee Institute of Geothermy problems of Dagestan scientific center of Russian Academy of Sciences. – №2015157055/05; appl. 29/12/2015; publ. 10.12.2016, Bul. Number 34.
  11. 2664457 Russian Federation, MPK C02F 11/04, C12M 1/02, C12M 1/107, C12M 1/38, C09K 5/00, F24H 7/02, F24S 20/00, Solnechnaja biogazovaja ustanovka [Solar biogas plant] / Ja. A. Dibirov, M. G. Dibirov, K. Ja. Dibirov; the applicant and the patentee OOO NPP «Resource-M», Mahachkala. – №2017111396; appl. 04.04.2017; publ. 17/08/2018, Bul. Number 23.

Метан, структурная формула, химические, физические свойства

1

H

1,008

1s1

2,1

Бесцветный газ

пл=-259°C

кип=-253°C

2

He

4,0026

1s2

4,5

Бесцветный газ

кип=-269°C

3

Li

6,941

2s1

0,99

Мягкий серебристо-белый металл

пл=180°C

кип=1317°C

4

Be

9,0122

2s2

1,57

Светло-серый металл

пл=1278°C

кип=2970°C

5

B

10,811

2s2 2p1

2,04

Темно-коричневое аморфное вещество

пл=2300°C

кип=2550°C

6

C

12,011

2s2 2p2

2,55

Прозрачный (алмаз) / черный (графит) минерал

пл=3550°C

кип=4830°C

7

N

14,007

2s2 2p3

3,04

Бесцветный газ

пл=-210°C

кип=-196°C

8

O

15,999

2s2 2p4

3,44

Бесцветный газ

пл=-218°C

кип=-183°C

9

F

18,998

2s2 2p5

3,98

Бледно-желтый газ

пл=-220°C

кип=-188°C

10

Ne

20,180

2s2 2p6

4,4

Бесцветный газ

пл=-249°C

кип=-246°C

11

Na

22,990

3s1

0,98

Мягкий серебристо-белый металл

пл=98°C

кип=892°C

12

Mg

24,305

3s2

1,31

Серебристо-белый металл

пл=649°C

кип=1107°C

13

Al

26,982

3s2 3p1

1,61

Серебристо-белый металл

пл=660°C

кип=2467°C

14

Si

28,086

3s2 3p2

1,9

Коричневый порошок / минерал

пл=1410°C

кип=2355°C

15

P

30,974

3s2 3p3

2,2

Белый минерал / красный порошок

пл=44°C

кип=280°C

16

S

32,065

3s2 3p4

2,58

Светло-желтый порошок

пл=113°C

кип=445°C

17

Cl

35,453

3s2 3p5

3,16

Желтовато-зеленый газ

пл=-101°C

кип=-35°C

18

Ar

39,948

3s2 3p6

4,3

Бесцветный газ

пл=-189°C

кип=-186°C

19

K

39,098

4s1

0,82

Мягкий серебристо-белый металл

пл=64°C

кип=774°C

20

Ca

40,078

4s2

1,0

Серебристо-белый металл

пл=839°C

кип=1487°C

21

Sc

44,956

3d1 4s2

1,36

Серебристый металл с желтым отливом

пл=1539°C

кип=2832°C

22

Ti

47,867

3d2 4s2

1,54

Серебристо-белый металл

пл=1660°C

кип=3260°C

23

V

50,942

3d3 4s2

1,63

Серебристо-белый металл

пл=1890°C

кип=3380°C

24

Cr

51,996

3d5 4s1

1,66

Голубовато-белый металл

пл=1857°C

кип=2482°C

25

Mn

54,938

3d5 4s2

1,55

Хрупкий серебристо-белый металл

пл=1244°C

кип=2097°C

26

Fe

55,845

3d6 4s2

1,83

Серебристо-белый металл

пл=1535°C

кип=2750°C

27

Co

58,933

3d7 4s2

1,88

Серебристо-белый металл

пл=1495°C

кип=2870°C

28

Ni

58,693

3d8 4s2

1,91

Серебристо-белый металл

пл=1453°C

кип=2732°C

29

Cu

63,546

3d10 4s1

1,9

Золотисто-розовый металл

пл=1084°C

кип=2595°C

30

Zn

65,409

3d10 4s2

1,65

Голубовато-белый металл

пл=420°C

кип=907°C

31

Ga

69,723

4s2 4p1

1,81

Белый металл с голубоватым оттенком

пл=30°C

кип=2403°C

32

Ge

72,64

4s2 4p2

2,0

Светло-серый полуметалл

пл=937°C

кип=2830°C

33

As

74,922

4s2 4p3

2,18

Зеленоватый полуметалл

субл=613°C

(сублимация)

34

Se

78,96

4s2 4p4

2,55

Хрупкий черный минерал

пл=217°C

кип=685°C

35

Br

79,904

4s2 4p5

2,96

Красно-бурая едкая жидкость

пл=-7°C

кип=59°C

36

Kr

83,798

4s2 4p6

3,0

Бесцветный газ

пл=-157°C

кип=-152°C

37

Rb

85,468

5s1

0,82

Серебристо-белый металл

пл=39°C

кип=688°C

38

Sr

87,62

5s2

0,95

Серебристо-белый металл

пл=769°C

кип=1384°C

39

Y

88,906

4d1 5s2

1,22

Серебристо-белый металл

пл=1523°C

кип=3337°C

40

Zr

91,224

4d2 5s2

1,33

Серебристо-белый металл

пл=1852°C

кип=4377°C

41

Nb

92,906

4d4 5s1

1,6

Блестящий серебристый металл

пл=2468°C

кип=4927°C

42

Mo

95,94

4d5 5s1

2,16

Блестящий серебристый металл

пл=2617°C

кип=5560°C

43

Tc

98,906

4d6 5s1

1,9

Синтетический радиоактивный металл

пл=2172°C

кип=5030°C

44

Ru

101,07

4d7 5s1

2,2

Серебристо-белый металл

пл=2310°C

кип=3900°C

45

Rh

102,91

4d8 5s1

2,28

Серебристо-белый металл

пл=1966°C

кип=3727°C

46

Pd

106,42

4d10

2,2

Мягкий серебристо-белый металл

пл=1552°C

кип=3140°C

47

Ag

107,87

4d10 5s1

1,93

Серебристо-белый металл

пл=962°C

кип=2212°C

48

Cd

112,41

4d10 5s2

1,69

Серебристо-серый металл

пл=321°C

кип=765°C

49

In

114,82

5s2 5p1

1,78

Мягкий серебристо-белый металл

пл=156°C

кип=2080°C

50

Sn

118,71

5s2 5p2

1,96

Мягкий серебристо-белый металл

пл=232°C

кип=2270°C

51

Sb

121,76

5s2 5p3

2,05

Серебристо-белый полуметалл

пл=631°C

кип=1750°C

52

Te

127,60

5s2 5p4

2,1

Серебристый блестящий полуметалл

пл=450°C

кип=990°C

53

I

126,90

5s2 5p5

2,66

Черно-серые кристаллы

пл=114°C

кип=184°C

54

Xe

131,29

5s2 5p6

2,6

Бесцветный газ

пл=-112°C

кип=-107°C

55

Cs

132,91

6s1

0,79

Мягкий серебристо-желтый металл

пл=28°C

кип=690°C

56

Ba

137,33

6s2

0,89

Серебристо-белый металл

пл=725°C

кип=1640°C

57

La

138,91

5d1 6s2

1,1

Серебристый металл

пл=920°C

кип=3454°C

58

Ce

140,12

f-элемент

Серебристый металл

пл=798°C

кип=3257°C

59

Pr

140,91

f-элемент

Серебристый металл

пл=931°C

кип=3212°C

60

Nd

144,24

f-элемент

Серебристый металл

пл=1010°C

кип=3127°C

61

Pm

146,92

f-элемент

Светло-серый радиоактивный металл

пл=1080°C

кип=2730°C

62

Sm

150,36

f-элемент

Серебристый металл

пл=1072°C

кип=1778°C

63

Eu

151,96

f-элемент

Серебристый металл

пл=822°C

кип=1597°C

64

Gd

157,25

f-элемент

Серебристый металл

пл=1311°C

кип=3233°C

65

Tb

158,93

f-элемент

Серебристый металл

пл=1360°C

кип=3041°C

66

Dy

162,50

f-элемент

Серебристый металл

пл=1409°C

кип=2335°C

67

Ho

164,93

f-элемент

Серебристый металл

пл=1470°C

кип=2720°C

68

Er

167,26

f-элемент

Серебристый металл

пл=1522°C

кип=2510°C

69

Tm

168,93

f-элемент

Серебристый металл

пл=1545°C

кип=1727°C

70

Yb

173,04

f-элемент

Серебристый металл

пл=824°C

кип=1193°C

71

Lu

174,96

f-элемент

Серебристый металл

пл=1656°C

кип=3315°C

72

Hf

178,49

5d2 6s2

Серебристый металл

пл=2150°C

кип=5400°C

73

Ta

180,95

5d3 6s2

Серый металл

пл=2996°C

кип=5425°C

74

W

183,84

5d4 6s2

2,36

Серый металл

пл=3407°C

кип=5927°C

75

Re

186,21

5d5 6s2

Серебристо-белый металл

пл=3180°C

кип=5873°C

76

Os

190,23

5d6 6s2

Серебристый металл с голубоватым оттенком

пл=3045°C

кип=5027°C

77

Ir

192,22

5d7 6s2

Серебристый металл

пл=2410°C

кип=4130°C

78

Pt

195,08

5d9 6s1

2,28

Мягкий серебристо-белый металл

пл=1772°C

кип=3827°C

79

Au

196,97

5d10 6s1

2,54

Мягкий блестящий желтый металл

пл=1064°C

кип=2940°C

80

Hg

200,59

5d10 6s2

2,0

Жидкий серебристо-белый металл

пл=-39°C

кип=357°C

81

Tl

204,38

6s2 6p1

Серебристый металл

пл=304°C

кип=1457°C

82

Pb

207,2

6s2 6p2

2,33

Серый металл с синеватым оттенком

пл=328°C

кип=1740°C

83

Bi

208,98

6s2 6p3

Блестящий серебристый металл

пл=271°C

кип=1560°C

84

Po

208,98

6s2 6p4

Мягкий серебристо-белый металл

пл=254°C

кип=962°C

85

At

209,98

6s2 6p5

2,2

Нестабильный элемент, отсутствует в природе

пл=302°C

кип=337°C

86

Rn

222,02

6s2 6p6

2,2

Радиоактивный газ

пл=-71°C

кип=-62°C

87

Fr

223,02

7s1

0,7

Нестабильный элемент, отсутствует в природе

пл=27°C

кип=677°C

88

Ra

226,03

7s2

0,9

Серебристо-белый радиоактивный металл

пл=700°C

кип=1140°C

89

Ac

227,03

6d1 7s2

1,1

Серебристо-белый радиоактивный металл

пл=1047°C

кип=3197°C

90

Th

232,04

f-элемент

Серый мягкий металл

91

Pa

231,04

f-элемент

Серебристо-белый радиоактивный металл

92

U

238,03

f-элемент

1,38

Серебристо-белый металл

пл=1132°C

кип=3818°C

93

Np

237,05

f-элемент

Серебристо-белый радиоактивный металл

94

Pu

244,06

f-элемент

Серебристо-белый радиоактивный металл

95

Am

243,06

f-элемент

Серебристо-белый радиоактивный металл

96

Cm

247,07

f-элемент

Серебристо-белый радиоактивный металл

97

Bk

247,07

f-элемент

Серебристо-белый радиоактивный металл

98

Cf

251,08

f-элемент

Нестабильный элемент, отсутствует в природе

99

Es

252,08

f-элемент

Нестабильный элемент, отсутствует в природе

100

Fm

257,10

f-элемент

Нестабильный элемент, отсутствует в природе

101

Md

258,10

f-элемент

Нестабильный элемент, отсутствует в природе

102

No

259,10

f-элемент

Нестабильный элемент, отсутствует в природе

103

Lr

266

f-элемент

Нестабильный элемент, отсутствует в природе

104

Rf

267

6d2 7s2

Нестабильный элемент, отсутствует в природе

105

Db

268

6d3 7s2

Нестабильный элемент, отсутствует в природе

106

Sg

269

6d4 7s2

Нестабильный элемент, отсутствует в природе

107

Bh

270

6d5 7s2

Нестабильный элемент, отсутствует в природе

108

Hs

277

6d6 7s2

Нестабильный элемент, отсутствует в природе

109

Mt

278

6d7 7s2

Нестабильный элемент, отсутствует в природе

110

Ds

281

6d9 7s1

Нестабильный элемент, отсутствует в природе

Металлы

Неметаллы

Щелочные

Щелоч-зем

Благородные

Галогены

Халькогены

Полуметаллы

s-элементы

p-элементы

d-элементы

f-элементы

Наведите курсор на ячейку элемента, чтобы получить его краткое описание.

Чтобы получить подробное описание элемента, кликните по его названию.

Основные характеристики компонентов (фракций) сжиженных углеводородных газов

Показатель Этан Этилен Пропан Пропилен н-Бутан Изобутан н-Бутилен Изобутилен н-Пентан
Химическая формула С2Н6 С2Н4 С3Н8 С3Н6 С4Н10 С4Н10 С4Н8 С4Н8 С5Н12
Молекулярная масса M 30,068 28,054 44,097 42,081 58,124 58,124 56,108 56,104 72,146
Молярный объем VМ, м³/кмоль 22,174 22,263 21,997 21,974 21,50 21,743 22,442 22,442 20,87
Плотность газовой фазы, кг/м³:
при 0 °С и 101,3 кПа рu0 1,356 1,260 2,0037 1,9149 2,7023 2,685 2,55 2,5022 3,457
при 20 °С и 101,3 кПа pu20 1,263 1,174 1,872 1,784 2,519 2,486 2,329 2,329 3,221
Плотность жидкой фазы, кг/м³, при 0 °С и 101,3 кПа, рж 0,546 0,566 0,528 0,609 0,601 0,582 0,646 0,646 0,6455
Относительная плотность dn 1,0487 0,9753 1,5545 1,4811 2,0995 2,0634 1,9336 1,9336 2,6736
Удельная газовая постоянная R, Дж/(кг×К) 271,18 261,26 184,92 193,77 140,3 140,3 145,33 145,33 113,014
Температура, °С, при 101,3 кПа:
кипения tкип –88,6 –104 –42,1 –47,7 –0,5 –11,73 –6,9 –3,72 –36,07
плавления tпл –183,3 –169 –187,7 –185,3 –138,3 –193,6 –140,4 –138,9 –129,7
Температура критическая tкр, °С +32,3 +9,9 +96,84 +91,94 +152,01 +134,98 +144,4 +155,0 +196,6
Давление критическое ркр, МПа 4,82 5,033 4,21 4,54 3,747 3,60 3,945 4,10 3,331
Теплота плавления Qпл, кДж/кг 122,6 119,7 10,64
Теплота сгорания, МДж/м³:
высшая Qвр 69,69 63,04 99,17 91,95 128,5 128,28 121,4 121,4 130,0
низшая Qнр 63,65 59,53 91,14 86,49 118,53 118,23 113,83 113,83 146,18
Теплота сгорания, МДж/кг:
высшая Qвр 51,92 51,24 50,37 49,95 49,57 49,45 49,31 49,31 49,20
низшая Qнр 47,42 47,23 46,3 46,04 45,76 45,68 45,45 45,45 45,38
Число Воббе, МДж/м³:
высшее W 68,12 64,03 79,8 75,72 89,18 93,53 87,64 87,64 93,73
низшее W 62,45 60,03 73,41 70,92 82,41 86,43 81,94 81,94 86,56
Удельная теплоемкость газа cГ, кДж/(кг°С), при 0 °С и:
постоянном давлении ср 1,6506 1,4658 1,554 1,4322 1,596 1,5690 1,4868 1,6044 1,6002
постоянном объеме сv 1,3734 1,1634 1,365 1,222 1,4574 1,4574 1,3398 1,445 1,424
То же, жидкой фазы сж, кДж/(кг °С), при 0 °С и 101,3 кПа 3,01 2,415 2,23 2,239 2,239 2,668
Показатель адиабаты, К, при 0 °С и 101,3 кПа 1,202 1,26 1,138 1,172 1,095 1,095 1,11 1,11 1,124
Теоретически необходимое количество воздуха для горения Lт.в., м³/м³ 16,66 14,28 23,8 22,42 30,94 30,94 28,46 28,56 38,08
То же, кислорода Lт.к., м³/м³ 3,5 3,0 5,0 4,5 6,5 6,5 6,0 6,0 8,0
Объем влажных продуктов сгорания, м³/м³, при а = 1:
CO2 2,0 2,0 3,0 3,0 4,0 4,0 4,0 4,0 5,0
H2O 3,0 2,0 4,0 3,0 5,0 5,0 4,0 4,0 6,0
N2 13,16 11,28 18,8 16,92 24,44 24,44 20,68 20,68 30,08
Всего 18,16 15,28 25,80 22,92 33,44 33,44 28,68 28,68 41,08
Скрытая теплота испарения при 101,3 кПа:
кДж/кг 487,2 483,0 428,4 441,0 390,6 383,2 411,6 299,0 361,2
кДж/л 230,2 221,8 220,1 241,1 229,7 215,0 255,4 239,4
Объем паров с 1 кг сжиженных газов при нормальных условиях Vп, м³ 0,745 0,8 0,51 0,52 0,386 0,386 0,4 0,4 0,312
То же, с 1 л 0,31 0,34 0,269 0,287 0,235 0,229 0,254 0,254 0,198

Молекулярная масса метана

Молярная масса of Ch5 = 16,04246 г / моль

Перевести граммы метана в моль или моль метана в граммы

Расчет молекулярной массы:
12.0107 + 1.00794 * 4


Элемент Условное обозначение Атомная масса Количество атомов Массовый процент
Водород H 1.00794 4 25,132%
Углерод С 12.0107 1 74,868%

В химии вес формулы - это величина, вычисляемая путем умножения атомного веса (в единицах атомной массы) каждого элемента в химической формуле на количество атомов этого элемента, присутствующего в формуле, с последующим сложением всех этих продуктов вместе.

Формула веса особенно полезна при определении относительного веса реагентов и продуктов в химической реакции.Эти относительные веса, вычисленные по химическому уравнению, иногда называют весами по уравнениям.

Используя химическую формулу соединения и периодическую таблицу элементов, мы можем сложить атомные веса и вычислить молекулярную массу вещества.

Часто на этом сайте просят перевести граммы в моль. Чтобы выполнить этот расчет, вы должны знать, какое вещество вы пытаетесь преобразовать. Причина в том, что на конверсию влияет молярная масса вещества.Этот сайт объясняет, как найти молярную массу.

Если формула, используемая при расчете молярной массы, является молекулярной формулой, вычисленная формула веса является молекулярной массой. Весовой процент любого атома или группы атомов в соединении можно вычислить, разделив общий вес атома (или группы атомов) в формуле на вес формулы и умножив на 100.

Определение молярной массы начинается с единиц граммов на моль (г / моль). При расчете молекулярной массы химического соединения он говорит нам, сколько граммов содержится в одном моль этого вещества.Вес формулы - это просто вес в атомных единицах массы всех атомов в данной формуле.

Атомные веса, используемые на этом сайте, получены от NIST, Национального института стандартов и технологий. Мы используем самые распространенные изотопы. Вот как рассчитать молярную массу (среднюю молекулярную массу), которая основана на изотропно взвешенных средних. Это не то же самое, что молекулярная масса, которая представляет собой массу одной молекулы четко определенных изотопов. Для объемных стехиометрических расчетов мы обычно определяем молярную массу, которую также можно назвать стандартной атомной массой или средней атомной массой.

Молекулярная масса некоторых распространенных веществ

Молекулярная масса вещества, также называемая молярной массой , M, представляет собой массу 1 моля этого вещества, выраженную в M граммах.

В системе СИ единицей измерения М является [кг / кмоль], а в английской системе единицей измерения является [фунт / фунт-моль], а в системе СГС единицей измерения М является [г / моль]. Молекулярный вес равен , одинаковое число во всех системах единиц независимо от используемой системы.По этой причине во многих случаях не указывается единица молекулярной массы; однако следует понимать, что это не безразмерный параметр.

Молекулярная масса чистого соединения определяется его химической формулой и атомным весом его элементов. Атомный вес элементов, обнаруженных в органических веществах, составляет C = 12,011, H = 1,008, S = 32,065, O = 15,999 и N = 14,007.

Пример: Молекулярная масса этанола (C 2 H 5 OH)
Для расчета молекулярной массы этанола молекулярная масса каждого атома в молекуле суммируется:

M этанол = 2 * 12.011 [кг / кмоль] + 6 * 1,008 [кг / кмоль] + 1 * 15,999 [кг / кмоль] = 46,069 [кг / кмоль]

См. Также Физические данные для углеводородов, Физические данные для спиртов и карбоновых кислот, Физические данные для органических соединений азота и Физические данные для органических соединений серы

Моноксид углерода , CO 114,232 4 Этилен Сероводород 17

- 2 - Метилгексан Метилгексан 90 Пропилен
Вещество

Молекулярная масса
[кг / кмоль]
[г / моль]
[фунт / фунт-моль]

Ацетилен, C 2 H 2 26.038
Воздух 28,966
Аммиак (R-717) 17,02
Аргон, Ar 39,948
Бензол 78,114
92 n - Бутан, C 4 H 10 58,124
1,2 - Бутадиен 54,092
1-бутен 56,108
цис-2-бутен 56.108
транс-2-бутен 56,108
Бутилен 56,06
Диоксид углерода, CO 2 44,01
Дисульфид углерода 76,13
28,011
Хлор 70,906
Циклогексан 84,162
Циклопентан 70.135
n - Декан 142,286
Дейтерий 2,014
2,3 - Диметилбутан 86,178
2,2 - Диметилпентан 100,205
Дуодеран 170,21
Этан, C 2 H 6 30,070
Этен 28.05
Этиловый спирт 46,07
Этилбензол 106,168
Этилхлорид 64,515
3 - Этилпентан 10093
28,054
Фтор 37,996
Гелий, He 4,002602
n - Гептан 100.205
n - Гексан 86,178
Соляная кислота 36,47
Водород, H 2 2,016
Хлористый водород 36,461
34,076
Гидроксил, OH 17,01
Изобутан (2-метилпропан) 58,124
Изобутен 56.108
Изооктан 210.63
Изопентан 72,151
Изопрен 68,119
Изопропилбензол 120,195
KK 16,043
Спирт метиловый 32,04
Метилбутан 72.15
Метилхлорид 50,488
Метилциклогексан 98,189
Метилциклопентан 84,162
2 - Метилгексан 100176 100176 100176 100176 900 Природный газ 19,00
Неон, Ne 20,179
Неогексан 86.178
Неопентан 72,151
Оксид азота, NO 30,006
Азот, N 2 28,0134
Оксид азота, N 2 13 O
n - Нонан 128,259
n - Октан 114,232
Кислород, O 2 31,9988
Озон 47.998
n - Пентан 72,151
Пентилен 70,08
Пропан, C 3 H 8 44,097
Пропен 42,01081
42,08
R-11 137,37
R-12 120,92
R-22 86,48
R-114 170.93
R-123 152,93
R-134a 102,03
R-611 60,05
Стирол 104,152
Сера 32106,02 Диоксид серы (диоксид серы) 64,06
Оксид серы 48,1
Толуол, толуол 92,141
Триптан 100.205
Ксенон 131,30
o - Ксилол, ксилол 106,168
Водяной пар - Пар, H 2 O 18,02

Молярная масса ch5

Растворение для атомной массы ch5

Нужно знать атомную массу молекулы ch5? Наш калькулятор молярной массы использует периодическую таблицу и химическую формулу для решения молярная масса химического соединения на основе эмпирической формулы соединения.Калькулятор берет элементный состав соединения и взвешивает элементы, чтобы получить эмпирическая формула массы. Обратите внимание, что калькулятор предполагает чистое вещество - если вы зная о разбавлении или примесях, сделайте соответствующие поправки на молярность данного вещества.

Этот проект начался с калькулятора молярной массы для химических реакций. Вы можете использовать наш калькулятор для решения теоретический результат эксперимента. У нас также есть калькулятор процентной доходности, который поможет вам применить это к реальным экспериментам.Используйте мольное соотношение и эмпирическую формулу, чтобы понять пределы реагентов.

Другие термины: атомная масса ch5, молярная масса ch5, молекулярная масса,

Как работает калькулятор молярной массы?

Мы берем указанную вами формулу (NaCl - обычная поваренная соль - в нашем примере по умолчанию) и распаковываем ее на составляющие элементы. Тогда мы сравните каждый атом с таблицей стандартных атомных весов этого элемента. Мы представляем результаты в таблице внизу калькулятор молярной массы - он покажет количество атомов, атомный вес каждого элемента и молекулярный вес молекулы.Он вычисляет общую массу молекулярной формулы (средний молекулярный вес).

Оттуда разбиваем формулу для ch5 на части - и т.п. На вес они никак не влияют. Просто возьмите каждый элемент и умножьте его на количество раз, когда структура в квадратных скобках встречается. Например: (C 6 H 5 ) 3 PCCO => C18h25PCCO

Определение молярной массы для других химических соединений

Наш калькулятор молярной массы имеет это для множества других соединений: хлорида натрия, углекислый газ, серная кислота, глюкоза...

Создание закладок, сохранение и обмен результатами

Инструмент разработан таким образом, чтобы вы могли переключаться между различными частями набора задач. Мы рекомендуем добавить его в закладки, чтобы к нему можно было вернуться. . Вы также можете поделиться результатами с партнером по обучению или преподавателем , нажав «Рассчитать» и скопировав URL-адрес этой страницы. Когда ваш партнер по учебе открывает URL-адрес, они увидят ваши расчеты. Легко делиться и сохранять результаты по электронной почте. (Однако не забудьте сначала нажать «Расчет»).

У вас также есть возможность сохранить ссылки на расчеты в файлах с заметками об исследованиях, чтобы вы могли быстро повторно открыть или проверить их позже.Опять же - сначала нажмите "Рассчитать", чтобы URL-адрес обновился с учетом ваших последних изменений. Затем скопируйте и сохраните URL-адрес.

FAQ - Калькулятор молярной массы

Что такое молярная масса в химии?

Молярная масса - важное понятие при адаптации химических формул к условиям реального мира. Возможно, мы сможем сбалансировать химическое уравнение и определите, что одна молекула водорода соединяется с двумя молекулами кислорода с образованием воды (или соединения по вашему выбору). Но как бы ты установить материалы в лаборатории? Или если бы вы, например, покупали кислород для технологического процесса, как бы вы определяли, сколько использовать? сделать заданное количество воды? Молярная масса позволяет преобразовать химическую реакцию в определенное количество реагентов, необходимых для процесс.Преобразуя атомное взаимодействие в граммы, мы можем измерить и использовать соответствующее количество необходимых реагентов. Формула массы помогает нам решить эту проблему.

Что такое относительная атомная масса / относительная молекулярная масса / средний молекулярный вес?

Относительная атомная масса соединения - это отношение средней массы элементов в химическом соединении к константа атомной массы, которая определяется как 1/12 массы атома углерода 12. Для одного образца относительная атомная масса образца - это средневзвешенное арифметическое значение масс отдельных атомов, присутствующих в образце (также известная как средняя атомная масса).Это будет зависеть от изотопа элемента (например, углерод-12 по сравнению с углеродом-13, поскольку два изотопа имеют разную атомную массу из-за дополнительных нейтронов). в в реальном мире это может варьироваться в зависимости от того, где был собран образец - из-за различий в конкретных изотопах присутствующие элементы (обусловленные различиями в радиоактивном распаде и способах агрегирования материала с самого начала).

Как найти молярную массу

Возьмите стандартную химическую формулу молекулы, разделите ее на составляющие атомы и найдите молярную массу каждого атома.Добавьте вес атомов в молекуле, и вы получите молярную массу молекулы.

Химический молекулярный вес - более 100 миллионов химических соединений

Мгновенный молекулярный вес более 100 миллионов соединений

Молекулярный вес химических соединений - одна из основных сведений для исследований и разработок, которые часто доступны только на определенных веб-сайтах, связанных с химическими веществами, когда соединение не пользуется популярностью.Для наших клиентов Mol-Instincts, , мы разработали автоматический процесс определения молекулярной массы химических соединений, доступных в Интернете. Молекулярная масса может быть мгновенно найдена с помощью поиска Google, если Google их проиндексирует.

Общее количество переработанных химических соединений превышает 100 миллионов. Мы будем постоянно обновлять дополнительную информацию о молекулярном весе редких химических соединений.

Как определить молекулярный вес с помощью поиска Google

Найти информацию о молекулярной массе с помощью Google довольно просто. Просто введите вводимый текст и добавьте «Mol-Instincts» на экране поиска Google.

Например, если вы хотите узнать молекулярную массу холестерина, просто введите,
Вы можете использовать другой текст вместо химического названия (холестерин), например номер CAS или ключ InChI, или любую другую имеющуюся у вас информацию.

Что есть в наличии

В дополнение к информации о молекулярной массе, основная молекулярная информация, такая как формула, химический идентификатор и т. Д.g., имя IUPAC, SMILES String, InChI и др., а также двухмерные и трехмерные изображения.

Щелкните следующую ссылку, чтобы перейти на страницу с примером:

Пример страницы
Молекулярный вес холестерина - C27h56O | Мол-инстинкт

Информационный веб-проект Mol-Instincts

Механизм генерации молекулярной массы был разработан как часть платформы Mol-Instincts для обработки миллионов химических соединений одновременно на автоматической основе, которая выполняется на параллельной вычислительной платформе, оснащенной тысячами ядер ЦП.

Механизм теперь применяется для генерации информации о молекулярной массе, доступной в Интернете, с расчетом на миллиарды химических молекулярных масс, которые будут получены в течение нескольких лет.

Плотность газов - Инженерное мышление

Плотность газов указана ниже в алфавитном порядке в метрических и британских единицах. Также указаны химическая формула и молярная масса.
под таблицей - версия изображения для просмотра в автономном режиме

Газ Химическая формула Молярная масса Плотность Плотность
г / моль кг / м 3 фунт / фут 3
Воздух 28.96 1,2740 0,0748
Аммиак NH 3 17,03 0,7491 0,0440
Аргон Ar 39,95 1.7572 0,1032
Биогаз 35% CO 2 65% CH 4 25,83 1,1363 0,0668
Бутан С 4 В 10 58.12 2,5567 0,1502
Бутилен С 4 В 8 56,11 2,4681 0,1450
Двуокись углерода CO 2 44.01 1,9359 0,1137
Окись углерода CO 28.01 1,2321 0,0724
Хлор Класс 2 70.91 3,1205 0,1833
этан С 2 В 6 30,07 1,3227 0,0777
Этилен С 2 В 4 28,05 1,2340 0,0725
Гелий He 4,00 0,1761 0,0103
гексан С 6 В 14 86.18 3,7908 0,2227
Водород H 2 2,02 0,0887 0,0052
метан CH 4 16,04 0,7057 0,0415
Азот N 2 28.01 1,2323 0,0724
Кислород О 2 32.00 1.4076 0,0827
пентан С 5 В 12 72,15 3,1738 0,1865
Пропан С 3 В 8 44,10 1,9397 0,1140
пропилен С 3 В 6 42,08 1.8510 0,1088
Диоксид серы СО 2 64.06 2,8191 0,1656
Таблицы плотности газов Предыдущая статьяПлощадь сегментаСледующая статьяОбъем конуса

ОТВЕТОВ НА ДОМАШНЕЕ ЗАДАНИЕ №1 - ВСЁ

I.1) Эта проблема то же самое, что и проблема "Ураган Джорджес", с небольшим немного добавлено.

    Ключом к решению этой проблемы является знание того, что:

    1) 1 мл = 1 кубический сантиметр

    2) 1 км = 1000 м = 100000 см

    3) 1 м 2 = 10000 см2

Выделенная энергия = 2.46 кДж / мл x объем (мл) воды

объем - это площадь, умноженная на глубину осадков -

Энергия = (2,46 кДж / мл) x [10 км x (10 5 см / км)] 2 х (2 см)

Тонны тротила = (4,92x10 12 кДж) / (4,18x10 6 кДж / тоннуTNT)

I.4) Кислород построил в атмосферу из-за захоронения более миллионов органических веществ лет. Так будем ли мы потреблять весь кислород, если будем сжигать ископаемое топливо? образовались из этой похороненной органики?

Количество O2, потребляемого при сжигании ископаемого топлива:

5.3x10 19 кДж x [(1 моль O 2 ) / 335 кДж] = 1,6x10 17 моль O 2 израсходовано.

Для количества кислорода в атмосфере:

i) площадь поверхности = 4¼r 2 = 4 x ¼ x (6,4x10 6 м) 2 x (10000 см 2 / м 2 ) = 5,1x10 18 см 2

ii) граммы O 2 = (5,1x10 18 см2) x (1000 г / см 2 ) x 0.22 = 1,1x10 21 г

iii) моль O 2 = (1,1x10 21 г) x (1 моль / 32 г) = 3,5x10 19 моль

Вы должны подсчитать, что только около 0,46% (= 1,6x10 17 / 3,5x10 19 ) атмосферного кислород будет израсходован.

I.5) Метан - CH 4 , а пропан - C 3 H 8

МЕТАН: CH 4 + 2O 2 = CO 2 + 2H 2 O

Полученная чистая энергия = (2 C = O + 4 O-H) - (4 C-H + 2 O = O) кДж

получить энергии связи из таблицы 1.3 ->

и так как только один моль CO 2 образуется на сгорело моль топлива, при сжигании метана выделится 810 кДж / моль выделенного CO 2 .

Молярная масса метана составляет 16 г / моль, поэтому при сжигании метана выделит (810 кДж / моль) / (16 г / моль) = около 51 кДж / г сожженного топлива.

ПРОПАН: C 3 H 8 + 5O 2 = 3CO 2 + 4H 2 O

Полученная чистая энергия = (6 C = O + 8 O-H) - (2 C-C + 8 C-H + 5 O = O)

, т. К. Три моля CO. 2 на каждый моль C 3 H 8 сгорел, при горении пропан выделится 677 кДж / моль выделенного CO 2 .

Молярная масса пропана составляет 44 г / моль, поэтому при сжигании пропана выделит (2030 кДж / моль) / (44 г / моль) = около 46 кДж / г сожженного топлива.

CH 4 С 3 В 8
кДж на моль Произведено

СО2

810 677
кДж на грамм Израсходовано

топлива

51 46

И.6)

    (1,50 доллара за галлон) x (1 галлон / 5,51 фунта) x (1 фунт / 19000 британских тепловых единиц) = 1,43 x 10 -5 британских тепловых единиц

    британских тепловых единиц

    стоимость кВтч составляет:

    $ 1,43x10 -5 / BTU x (3,97x10 -3 Btu / 1,16x10 -6 кВтч) = 0,049 доллара США / кВтч, что почти равно предполагаемая стоимость электроэнергии 0,050 $ / кВтч. Убедитесь, что вы прочитали урок noteboard за интересный комментарий о том, как решается эта проблема для округа Ориндж.

    б) С номерами, указанными в задаче, электромобили будет в 2-4 раза экономичнее бензиновых.Один интересный Вопрос для рассмотрения: откуда берется электричество для электромобилей? родом из? Что, если он исходит от угольной электростанции с КПД? 33%?

I.16) Эта проблема это сравнение использования солнечной энергии и масла для нагрева воды в твой дом.

    а) требуется 1 калория (0,00419 кДж) для нагрева 1 г (1 мл) воды на 1 ° C, поэтому нагрейте 1 мл воды с 15 ° C до 55 ° C. градусов C требуется:

    Водонагреватель будет нагревать 600 литров воды. в день (= 600000 мл), требуется

      600 000 мл x 0.168 кДж / мл = 1.0x10 5 кДж

    Площадь солнечного коллектора, необходимая для передачи такого количества тепло (при КПД 30%):

      площадь = необходимое количество тепла / (солнечное тепло на единицу площади x 0,3)

        = (1,0x10 5 кДж) / (1,53 кДж / см 2 x 0,3) = 217 865 см 2 = 21,8 м 2

    б) при стоимости коллектора 375 $ / м 2 ,

    c) Энергия, необходимая для нагрева воды в течение 20 лет:

    и количество масла, необходимое для обеспечения этой энергии при эффективности 90%:

    и стоимость = 3.23x10 4 литров x (0,75 доллара США за литр) = 24 000 долларов США для чистой экономии 15 825 долларов США

I.17)

    а) При удельной мощности 500 Вт / м 2 ,

    энергии, произведенной в год / м2 = 0,5 кВт / м 2 x 24 часа в сутки x 365 дней в году = 4380 кВтч / м 2 в год

    площадь, покрытая турбиной = ¼r 2 где r = 25 м, поэтому площадь = 1 963,5 м 2

    при КПД 25%, электрическая энергия на турбину = 1,963.5 м 2 x (4380 кВтч / м 2 в год) x 0,25 = 2,15x10 6 кВтч в год

    b) Площадь суши, покрытая ветропарками = (7 827 989 км2) x 0,012 = 93 936 км2

    выработки электроэнергии на км 2 = 8 турбин / км 2 x (2,15x10 6 кВтч / год на турбину) = 1,72x10 7 кВтч / км 2 в год

    общий потенциал энергии ветра = (1,72x10 7 кВтч / км 2 в год) x 93936 км 2 = 1.62x10 12 кВтч / год

    Производство электроэнергии в США в 1990 году составило 2745 ТВтч. = 2,745x10 12 кВтч,

    , поэтому общий потенциал энергии ветра составляет 1,62x10 12 кВтч / 2,745x10 12 кВтч x 100% = 59% 1990 Производство электроэнергии в США.

    c) При плотности энергии 300 Вт / м 2 :

    выработанной энергии = 0,3 кВт / м2 x 24 часа в день x 365 дней в году = 2628 кВтч / м2 в год.

    Следуя тем же расчетам, что и выше, все еще используя КПД 25% и 8 турбин на квадратный километр, но при условии, что ветер мощность могла быть собрана на 21% территории США, и эта 1/3 из них была покрыты ветряными фермами, вы должны обнаружить, что 205% потребления электроэнергии в США может быть удовлетворено за счет энергии ветра. Это минимум, так как в некоторых местах ветер будет сильнее.




Кажущийся молекулярный вес

- обзор

Шаг 1.

Рассчитайте кажущуюся молекулярную массу сырой нефти, чтобы получить M a = 113,5 · 102.

Шаг 2.

Рассчитайте плотность сырой нефти с температурой кипения, используя корреляцию Стэндинга и Каца, чтобы получить p o = 44,794 фунт / фут 3 .

Шаг 3.

Прошивка исходной композиции через первый разделитель путем создания равновесных соотношений с использованием постоянной корреляции (уравнение 15-20), чтобы получить:

Компонент z i К i x i y i
CO 2 0.0008 3,509 0,0005 0,0018
N 2 0,0164 39,90 0,0014 0,0552
C 1 0,2840 8,850
C 2 0,0716 1,349 0,0652 0,0880
C 3 0,1048 0.373 0,1270 0,0474
i - C 4 0,0420 0,161 0,0548 0,0088
n - C 4 0,0420 0,120 0,0557 0,0067
i - C 5 0,0191 0,054 0,0259 0,0014
n - C 5 0,0191 0.043 0,0261 0,0011
C 6 0,0405 0,018 0,0558 0,0010
C 7 + 0,3597 0,0021 0,4986 0,000

С n L = 0,7209 и n v = 0,29791.

Шаг 4.

Используйте рассчитанный жидкий состав в качестве сырья для второго сепаратора и испаряйте состав в рабочем состоянии сепаратора.

900
Компонент z i K i x i y i
CO 2 0,0009 0,0018
N 2 0,0014 46,18 0,0008 0,0382
C 1 0,089 10.06 0,0786 0,7877
C 2 0,0652 1,499 0,0648 0,0971
C 3 0,1270 0,4082 0,1282 i - C 4 0,0548 0,1744 0,0555 0,0097
n - C 4 0,0557 0.1291 0,0564 0,0072
i - C 5 0,0259 0,0581 0,0263 0,0015
n - C 5 0,0261 0,0456 0,02 0,0012
C 6 0,0558 0,0194 0,0566 0,0011
C 7 + 0,4986 0.00228 0,5061 0,0012

С n L = 0,9851 и n v = 0,0149.

Шаг 5.

Повторите приведенный выше расчет для стадии запаса-резервуар, чтобы получить:

90
Компонент z i K i x i y i
CO 2 0,0005 81.14 0000 0,0014
N 2 0,0008 1,159 0000 0,026
C 1 0,0784 229 0,0011 0,2456
C 2 0,0648 27,47 0,0069 0,1898
C 3 0,1282 6,411 0.0473 0,3030
i - C 4 0,0555 2,518 0,0375 0,0945
n - C 4 0,0564 1,805 0,0450
i - C 5 0,0263 0,7504 0,0286 0,0214
n - C 5 0,0264 0,573 0.02306 0,0175
C 6 0,0566 0,2238 0,0750 0,0168
C 7 + 0,5061 0,03613 0,7281

С n L = 0,6837 и n v = 0,3163.

Шаг 6.

Рассчитайте фактическое количество молей жидкой фазы в условиях резервуара с запасом по уравнению 15-39:

nLst = 10.72090.98510.6837 = 0,48554

Шаг 7.

Рассчитайте общее количество молей выделившегося газа из всей системы поверхностного разделения:

nv = 1 – nLst = 1–0,48554 = 0,51446

Шаг 8.

Рассчитайте кажущуюся молекулярную массу нефтесодержащей нефти по ее составу, чтобы получить (M a ) st = 200,6.

Шаг 9.

Рассчитайте плотность нефти в резервуаре, используя постоянную корреляцию, чтобы получить:

ρost = 50.

Author: alexxlab

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *