Principais tipos de gases

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Última modificação: 2024-01-02 14:01

A natureza conhece três estados básicos de qualquer substância: sólido, líquido e gasoso. Quase qualquer líquido pode adquirir cada um dos dois restantes. Muitos sólidos, quando derretidos, evaporados ou queimados, podem reabastecer o conteúdo do ar. Mas nem todo gás pode se tornar um componente de materiais sólidos ou líquidos. São conhecidos diferentes tipos de gases, que diferem em suas propriedades, origem e características de aplicação.

Definição e propriedades

O gás é uma substância caracterizada pela ausência ou valor mínimo de ligações intermoleculares, bem como pela mobilidade ativa das partículas. Propriedades básicas que todos os tipos de gases possuem:

1. Fluidez, deformabilidade, volatilidade, esforço para o volume máximo, a reação de átomos e moléculas a uma diminuição ou aumento da temperatura, que se manifesta por uma mudança na intensidade de seu movimento.
2. Existem a uma temperatura onde um aumento na pressão não se liquefaz.
3. Fácilencolher, diminuindo de volume. Isso facilita o transporte e o uso.
4. A maioria é liquefeita por compressão dentro de certos limites de pressões e valores críticos de calor.

Devido à inacessibilidade da pesquisa, eles são descritos usando os seguintes parâmetros básicos: temperatura, pressão, volume, massa molar.

Classificação por depósito

No ambiente natural, todos os tipos de gases são encontrados no ar, terra e água.

1. Componentes do ar: oxigênio, nitrogênio, dióxido de carbono, argônio, óxido nítrico com impurezas de neônio, criptônio, hidrogênio, metano.
2. Na crosta terrestre, nitrogênio, hidrogênio, metano e outros hidrocarbonetos, dióxido de carbono, óxido de enxofre_{e outros estão em estado gasoso e líquido. Existem também depósitos de gás na fração sólida misturados com camadas de água a pressões de cerca de 250 atm. em temperaturas relativamente baixas (até 20˚С).}
3. Os reservatórios contêm gases solúveis - cloreto de hidrogênio, amônia e gases pouco solúveis - oxigênio, nitrogênio, hidrogênio, dióxido de carbono _etc.

As reservas naturais excedem em muito a quantidade possível de reservas criadas artificialmente.

Classificação por grau de inflamabilidade

Todos os tipos de gases, dependendo das características comportamentais nos processos de ignição e combustão, são divididos em oxidantes, inertes e combustíveis.

1. Os oxidantes promovem e suportam a combustão, mas não se queimam: ar, oxigênio, flúor, cloro, óxido de nitrogênio e dióxido.
2. Inerte não participana combustão, porém, tendem a deslocar o oxigênio e influenciar na diminuição da intensidade do processo: hélio, neônio, xenônio, nitrogênio, argônio, dióxido de carbono.
3. Combustíveis inflamam ou explodem quando combinados com oxigênio: metano, amônia, hidrogênio, acetileno, propano, butano, monóxido de carbono, etano, etileno. A maioria deles é caracterizada pela combustão apenas sob condições de uma certa composição da mistura de gases. Devido a esta propriedade, o gás é o tipo de combustível, de longe o mais comum. Metano, propano, butano são usados nesta capacidade.

Dióxido de carbono e seu papel

É um dos gases mais comuns na atmosfera (0,04%). À temperatura e pressão atmosférica normais, tem uma densidade de 1,98 kg/m³. Pode estar no estado sólido ou líquido. A fase sólida ocorre em calor negativo e pressão atmosférica constante, é chamado de "gelo seco". A fase líquida CO_{2 é possível com o aumento da pressão. Esta propriedade é utilizada para armazenamento, transporte e aplicações tecnológicas. A sublimação (transição para um estado gasoso de um sólido, sem uma fase líquida intermediária) é possível em -77 - -79˚С. A solubilidade em água na proporção de 1:1 é realizada em t=14-16˚С.}

Os tipos de dióxido de carbono são diferenciados dependendo da origem:

1. Os produtos residuais de plantas e animais, emissões de vulcões, emissões de gases das entranhas da terra, evaporação da superfície de corpos d'água.
2. Produto humano, incluindo emissões de combustão de todos os tiposcombustível.

Como substância útil, usa-se:

1. Em extintores de dióxido de carbono.
2. Em cilindros para soldagem a arco em ambiente apropriado CO_2.
3. Na indústria alimentícia como conservante e para carbonatação de água.
4. Como refrigerante para resfriamento temporário.
5. Na indústria química.
6. Na metalurgia.

Sendo um componente indispensável da vida do planeta, do homem, do funcionamento de máquinas e fábricas inteiras, o dióxido de carbono se acumula nas camadas inferiores e superiores da atmosfera, retardando a liberação de calor e criando um "efeito estufa ".

Gás liquefeito e seu papel

Entre as substâncias de origem natural e fins tecnológicos, estão aquelas que possuem alto grau de inflamabilidade e poder calorífico. Os seguintes tipos de gás liquefeito são usados para armazenamento, transporte e uso: metano, propano, butano, bem como misturas de propano-butano.

Butano (C₄H₁₀₎ e propano são constituintes de gases de petróleo. O primeiro se liquefaz em -1 - -0, 5˚С. O transporte e uso em clima gelado de butano puro não é realizado devido ao seu congelamento. Temperatura de liquefação para propano (С₃Н_{8) -41 – -42˚С, pressão crítica – 4,27 MPa.}

Metano (CH_{4) é o principal constituinte do gás natural. Tipos de fonte de gás - jazidas de petróleo, produtos de processos biogênicos. A liquefação ocorre através de compressão gradual e redução de calor para -160 - -161˚С. Em cadaestágio é comprimido 5-10 vezes.}

A liquefação é realizada em plantas especiais. Propano, butano, bem como sua mistura para uso doméstico e industrial são produzidos separadamente. O metano é usado na indústria e como combustível para transporte. Este último também pode ser emitido em formato compactado.

Gás comprimido e seu papel

Recentemente, o gás natural comprimido ganhou popularidade. Se apenas a liquefação for usada para propano e butano, o metano pode ser produzido tanto no estado liquefeito quanto no comprimido. O gás em cilindros sob alta pressão de 20 MPa tem uma série de vantagens sobre o conhecido gás liquefeito.

1. Alta taxa de evaporação, inclusive em temperaturas negativas do ar, sem fenômenos de acumulação negativa.
2. Baixa toxicidade.
3. Combustão completa, alta eficiência, sem impacto negativo no equipamento e na atmosfera.

Cada vez mais encontra aplicação não apenas para caminhões, mas também para carros, bem como para equipamentos de caldeiras.

O gás é uma substância imperceptível, mas indispensável para a vida humana. O alto poder calorífico de alguns deles justifica o uso generalizado de vários componentes do gás natural como combustível para a indústria e transporte.