Tel: 021 3390 3552 , 021 3390 1804
آخرین مقاله ها در سایت

ويژگي هاي گاز

ويژگي هاي گاز

ويژگي هاي گاز (فيزيكي+ شيميايي)

Gas Properties ( Physical+Chemical)

همه مواد از اتم ساخته شده اند و اين چگونگي آرايش و تركيب بندي اتم است كه نوع ماده مورد نظر را تعيين مي كند . اتم ها با يكديگر تركيب مي شوند و مولكول را تشكيل مي دهند. تحت شرايط معمولي ماده بصورت جامد ،مايع يا گاز وجود دارد. هوا يك گاز است و در هر گازي مولكول هاي بسيار زيادي وجود دارد كه آزادانه در فضا حركت مي كنند وتمايل خيلي كمي نسبت به تركيب شدن با يكديگر دارند.

هوا، گاز يكنواختي است و ويژگي هاي آن برگرفته از ويژگي هاي تمام عناصر سازنده اش است .هريك از عناصر تشكيل دهنده هوا ويژگي هاي متفاوتي دارند كه به ويژگي هاي كلي يك گاز بخصوص مي افزايند.

گاز شكل و اندازه ثابتي ندارد . گازها داراي ويژگي هاي فيزيكي و شيميايي بخصوصي هستند كه به ما كمك مي كند يك گاز بخصوص را دراتمسفر شناسايي كنيم. گاز ها بنابر ويژگي هاي متفاوتشان بط.ر گسترده در كاربردهاي گوناگوني استفاده مي شوند .گازها بنابر ويژگي هاي بخصوصشان داراي موارد استعمال گسترده اي هستند. هر گاز داراي كاربردها ،استفاده و ويژگي هاي منحصربه فردي مي باشد.

ويژگي هاي فيزيكي گاز را مي توان بدون تغيير دادن تركيب شيميايي آن مشاهده كرد و مورد سنجش قرار داد.ويژگي هاي فيزيكي به منظور مشاهده و توصيف ماده استفاده مي شود.

ويژگي هاي شيميايي ماده “توانايي ” ماده را براي انجام تغيير يا واكنش شيميايي توسط عناصر سازنده اش ،توضيح مي دهد. با تغيير شيميايي ،تركب ماده اصلي تغيير مي كند.

ويژگي هاي اكسيژن Oxygen Properties در ويژگي هاي گاز

اگرچه پريستلي به عنوان كاشف اكسيژن شناخته شده است ولي اسچيل نيز اين گاز را در سال 1774 كشف كرد.

وزن اتمي اكسيژن به عنوان استانداردي براي مقايسه هر يك از عناصر ديگر مورد استفاده قرار مي گرفت تا اينكه در سال 1961 انجمن بين المللي شيمي محض و كاربردي كربن 12 را به عنوان استانداردي جديد تصويب كرد.

اكسيژن يكي از عناصر موجود در اتمسفر است و 94/20% از حجم يا 23% از وزن هوا را تشكيل مي دهد.اكسيژن از دو كلمه يوناني oxys وgenes گرفته شده است كه به ترتيب معني- اسيد و بوجودآمده- است.تركيب اين دو كلمه يوناني عبارت oxygenes  را تشكيل مي دهد كه به معني تشكيل دهنده اسيد است .

عدد اتمي:            8

عدد جرمي:          15.9994

آرايش الكتروني : 1s22s 22p4

شعاع اتمي :74pm

شعاع يوني:        140(O2)

ويژگي هاي اكسيژن در ويژگي هاي گاز

–     اكسيژن در اشكال فيزيكي گوناگوني يافت مي شود. كه رايج ترين حالت آن به شكل دو اتمي و سه اتمي است. اكسيژن دو اتمي همان مولكول اكسيژن است و حالت سه اتمي آن اوزن ناميده مي شود.

–          اوزن(O3)، يك تركيب بيش از حد فعال است كه از طريق اعمال تخليه الكتريكي يا نور ماوراء بنفش تشكيل مي شود.

–          به سه شكل جامد ،مايع و گاز وجود دارد.

–          اكسيژن مايع و جامد آبي كم رنگ بوده و شديداً پارامغناطيس مي باشد .

–          اكسيژن مايع قابليت احتراق بالايي دارد و در مجاورت شعله يا جرقه بطور بلقوه خطرناك است.

–          نه ايزوتوپ اكسيژن شناخته شده است و اكسيژن طبيعي تركيبي از سه ايزوتوپ است.

ويژگي هاي فيزيكي اكسيژن در ويژگي هاي گاز

–          داراي ساختار كريستال مكعبي است.

–          كاز اكسيژن بي رنگ ،بي بو و بي مزه است.

–          نقطه جوش:   -830 C

–          نقطه ذوب:-218.40 C

ويژگي هاي شيميايي اكسيژن در ويژگي هاي گاز

–  اكسيژن به عنوان عنصري ضروري درفرآيند هاي تنفسي بيشتر موجودات زنده وهمچنين درفرآيندهاي احتراق   محسوب مي شود.

–  اكسيژن به احتراق كمك مي كند، با بيشترعناصرتركيب مي شود وعنصرسازنده  صدها هزار  تركيب آلي محسوب مي شود  .

–  اكسيژن را مي توان از طريق ميعان و تقطير ازهواجدا كرد.

–  عامل اكساينده بسيارواكنش پذيراست.

–  خاصيت پارامغناطيسي قوي دارد.

–  همچنين اكسيژن مايع نيزاندكي پارامغناطيس است.

–  اوزن شديداً واكنش پذير بوده و عامل واكنش پذير قدرتمندي است.

–  تمام گازها به جز فلوئور و گازهاي نجيب در فشار و درجه حرارت كهكشاني بطور خودبخود با اكسيژن   تركيب مي شوند.

–  اكسيژن تك به سرعت و تقريباً با تمام تركيبات واكنش مي دهد.

–  مولكول اكسيژن يك دي راديكال پايدار است.

–  مولكول اكسيژن داراي دو الكترون است كه در حالت سه تايي غير ذوج قرار دارند.اكسيژن تنها ماده شيميايي است كه بطور طبيعي داراي اين ويژگي مي باشد.

– الكترونگاتيوي:   3.4

– گرماي ذوب:         0.22259 kj/mol

– انرژي اولين يونيزاسيون :134 kj/mol

ويژگي هاي نيتروژن Nitrogen Properties در ويژگي هاي گاز

نيتروژن توسط  دنيل روترفورد در سال 1772 كشف شد. كامه نيتروژن از كلمه لاتين Nitrum  وكلمه يوناني nitro  گرفته شده است فبه معناي قلياي منفي.

نيتروژن(N2) گازي بي رنگ ،بي بو و بي مزه است و 09/98% از حجم هوا را تشكيل مي دهد.

گاز نيتروژن بطور طبيعي داراي دو ايزوتوپ 14N و15N است كه به ترتيب داراي فراواني نسبي 62/99%  و 38/0%  هستند.

عدد اتمي :  7

جرم اتمي :    14.0067 g.mol-1

شعاع واندروالس: 0.092 nm

شعاع يوني : 0.171 nm(-3) ;0.011(+5)  ; 0.016(+3)

ايزوتوپ ها:  4

آرايش الكتروني :    [HE]2s22p3

ويژگي هاي فيزيكي نيتروژن در ويژگي هاي گاز

–          اين گاز نسبتاً خنثي است.

–          بي رنگ، بي بو و بي مزه است.

–          نيتروژن مايع نيز بي رنگ و بي بواست و از نظر شكل ظاهري شبيه آب مي باشد.

–          چگالي :         1.25*10 -3g.cm-3at20C

–          نقطه ذوب:     -210C

–          نقطه جوش:   -195.8C

ويژگي هاي شيميايي نيتروژن در ويژگي هاي گاز

–     نيتروژن از طريق فعاليت هاي بيولوژيكي در درجه حرارت بالا ،يا در درجه حرارت متوسط به كمك كاتاليزور تركيباتي را تشكيل مي دهد.

–     در تركيب با اكسيژن به اسيد نيتريك واكسيد نيتروژن تبديل مي شود، در تركيب با هيدروژن به آمونياك ، و با سولفور به سولفيد نيتروژن تبديل مي شود.

–          نيتروژن در درجه حرارت هاي بالا با بعضي از فلزات فعال مثل ليتيوم، منيزيم و تيتانيوم تركيب شده و به نيتريت تبديل مي شود.

–          غير قابل اشتعال است وبه احتراق كمك نمي كند.

–          انرژي اولين يونيزاسيون:   1402  kj.mol-1

–          انرژي دومين يونيزاسيون:  2856 kj.mol-1

–          انرژي سومين يونيزاسيون:  4577 kj.mol-1

ويژگي هاي آرگون Argon Properties در ويژگي هاي گاز

آرگون نيز يكي از عناصر شيميايي موجود در جدول متناوب است كه داراي علامت اختصاري Ar و عدد اتمي 18 است.آرگون كه سومين گاز نجيب در گروه 18 است حدود 1% از اتمسفر زمين را تشكيل مي دهد.

وزن مولكولي آرگون 39.95 Ib/mol  است.

آرگون توسط Rayleigh وRamsay در سال 1894 كشف شد .كلمه آرگون در اصل از كلمه يوناني argos به معني غير فعال نشاُت گرفته است.

عدد اتمي :     18

جرم اتمي :    39.948 g.mol-1

ايزوتوپ ها:   6

آرايش الكتروني :  [He] 3s23p6

ويژگي هاي فيزيكي آرگون در ويژگي هاي گاز

–          آرگون يك گاز تك اتمي ، بيرنگ، بي بو،بي مزه وغير سمي است.

–          هم به شكل مايع وهم گاز يافت مي شود.

–          چگالي حالت گاز :    1.784 kg/m3

–          نقطه جوش:      -302.6 deg.F

–          چگالي حالت مايع:   87.01  Ib/ft3

–          نقطه بحراني:    -188.4F

–          نقطه ذوب:   -308.8F

ويژگي هاي شيميايي آرگون در ويژگي هاي گاز

–          ميزان حلاليت آرگون در آب 5/2 برابر بيشتر از نيتروژن است ف حلاليت آرگون تقريباً با حلاليت اكسيژن برابر است.

–          طيف گسيلي آرگون شامل مجموعه اي از خطوط قرمز مي باشد.

–          بي نهايت خنثي بوده و هيچ تركيب شيميايي شناخته شده اي تشكيل نمي دهد.

ويژگي هاي Co2 Properties در ويژگي هاي گاز

گاز دي اكسيد كربن از تركيب دو عنصر تشكيل مي شود: كربن و اكسيژن.اين گاز از سوختن زغال سنگ يا هيدروكربن ها ،تخمير مايعات يا تنفس انسان ها و حيوانات توليد مي شود.

اين گاز در نسبت هاي كوچك در اتمسفر يافت مي شود،گياهان دي اكسيد كربن را جذب مي كنند و در عوض اكسيژن توليد مي كنند.ميزان دي اكسيد كربن در هوا كم است ولي يكي از مهمترين عناصر تشكيل دهنده هوا محسوب مي شود.تراكم اين گاز حدود 036/0% يا ppm 360 است.

هواي بازدم حاوي بيش از 4% دي اكسيد كربن است.

ويژگي هاي فيزيكي گاز co2 در ويژگي هاي گاز

–          گاز co2بوي نسبتاً ناراحت كننده اي دارد،بي رنگ بوده و از هوا سنگين تر است.

–          در دماي  -18.5 C منجمد مي شود و به يخ دي اكسيد كربن تبديل مي شود.

–          چگالي مايع: 1032 kg/m3. معائل مايع/گاز: 845 vol/vol

–          بنابر درجه حرارت و فشار ،co2 گازي است كه به اشكال گاز ،مايع و جامد وجود دارد.

–          بي رنگ

–          خنثي غير قابل اشتعال

–          بي بو

–          غير سمي

ويژگي هاي شيميايي co2

–     دي اكسيد كربن در يك محلول آبي باعث تشكيل اسيد كربنيك مي شود كه آنقدر بي ثبات است كه نمي توان آنرا به راحتي مجزا كرد.

–          گرماي نهان تبخير:   571.08 kj/kg

–          فشار بخار: 58.5 bar

–          سوخته نخواهد شد و به اشتعال كمك نمي كند.

ويژگي هاي هيدروژن Hydrogen Properties در ويژگي هاي گاز

هيدروژن توسط بويل در سال 1671 كشف شد. آنتوني لاويزيه شيمي دان فرانسوي هيدروژن را از كلمات يوناني براي “تشكيل دهنده آب ” نامگذاري كرد.

هيدروژن به مقدار ناچيزي در اتمسفر يافت مي شود. هيدروژن از هيدروكربن ها واز آب ساخته مي شود.هيدروژن سبك ترين بخش مولكول آب است .

عدد اتمي :1

جرم اتمي :    1.007825 g.mol-1

شعاع واندروالس:     0.12  nm

شعاع يوني :    0.208(-1)nm

ايزوتوپ : 3

آرايش الكتروني:   1s1

ويژگي هاي فيزيكي هيدروژن در ويژگي هاي گاز

–          بي رنگ

–          شديداً قابل اشتعال

–          كم وزن

–          چگالي :       0.0899*10-3 g.cm-3at20C

–          نقطه ذوب :     -259.2C

–          نقطه جوش:  -256.8C

–          هيدروژن خالص گاز ي است كه تحت شرايط معمولي يافت مي شود.

–          هيدروژن دو اتمي است واز هوا خيلي سبك تر است.

–          جرم هيدروژن آنقدر كوچك است كه مي تواند برنيروي جاذبه زمين غلبه كند و به فضا وارد شود.

–          اين گاز به خوبي با هوا تركيب مي شود و تركيبات انفجاري تشكيل مي دهد.

–          اين گاز از هوا سبك تر است.

ويژگي هاي شيميايي هيدروژن در ويژگي هاي گاز

–          انرژي اولين يونيزاسيون:  1311kj.mol-1

–          به راحتي با مواد شيميايي ديگر واكنش نشان مي دهد.

–          حلاليت هيدروژن در حلال هاي آلي نسبت به حلاليت در آب اندكي بيشتر است.

–          هيدروژن معمولاً در دماي معمولي با مواد شيميايي ديگر واكنش نشان نمي دهد.

–     دو مولكول هيدروژن (H2) و يك مولكول اكسيژن (O2) با يكديگر تركيب مي شوند و مولكول هاي آب يا H2O را بوجود مي آورند.با انجام اين واكنش انرژي ازاد مي شود.

–          پيوندهاي هيدروژن با يكديگر وبا اتم هاي ديگر پيوندهاي كووالانس تشكيل مي دهند.

–     در بعضي از مولكول هاي هيدروژن دار پيوند كووالانسي بين يكي از اتم هاي هيدروژن و اتم ديگر ضعيف است و به راحتي شكسته مي شود.تركيباتي كه از اين پيوندها تشكيل شده اند اسيد ناميده مي شوند.

–          همچنين هيدروژن با بعضي از فلزات پيوند يوني تشكيل مي دهد و تركيب شيميايي با نام هيدريد ايجاد مي كند.

–     هيدروژن مي تعواند پيوند منحصر بفردي مشهور به پيوند هيدروژني تشكيل دهد.پيوندهاي هيدروژني فقط بين هيدروژن وعنصرهاي اكسيژن(O) ،نيتروژن(N) ، يا فلورين(F) تشكيل مي شود.آب مثال خوبي از پيوندهاي هيدروژني است.

–     بسياري از فلزات هيدروژن را جذب مي كنند.جذب هيدروژن توسط فولاد مي تواند باعث شكنندگي فولاد شودكه منجربه از كار افتادگي تجهزات پردازش شيميايي مي شود.

–          هيدروژن در درجه حرارت معمولي ماده خيلي واكنش پذيري نيست.

–          هيدروژن با تركيبات آلي واكنش مي دهد و محصولاتي با تركيبات پيچيده توليد مي كند.

–          هيدروژن با اكسيژن واكنش مي دهد وآب تشكيل مي دهد و اين واكنش در دماي معمولي خيلي كند انجام مي گيرد.

–          هيدروژن تحت فشار خيلي بالا مي تواند در واقع مثل يك فلز عمل كند.

–          گرم كردن هيدرژون ممكن است باعث احتراق يا انفجار شود.

–          هيدروژن با هوا ، اكسيژن، هالوژن ها و اكسنده هاي قوي واكنش مي دهد وآتش و انفجارهاي خطرناكي توليد مي كند.

–          هيدروژن بطور گسترده به عنوان يك عامل كاهنده استفاده مي شود.

ويژگي هاي استیلن Acetylene Properties در ويژگي هاي گاز

استيلن گازي بي رنگ است و بوي مطبوعي دارد.اين گاز معمولاً حاوي مقدار اندكي فسفين است كه بوي نامطبوعي شبيه به بوي سير ايجاد مي كند.اين گاز درون كپسول هاي پرفشاري كه حاوي مواد متخلخل و استون هستند ذخيره مي شود.استيلن با نوسان گرما مي تواند تجزيه شود.اين گاز مي تواند بطور خودبه خود در فشار بالاتر از  PSIG15 تجزيه شود.

استيلن توسط واكنش آب با كاربيد كلسيم توليد مي شود.همچنين از طريق تجزيه حرارتي هيدروكربن ها ،يا سوزاندن جزئي متان و اكسيژن نيز توليد مي شود.

فرمول :  C2H2

وزن مولكولي :26.04

ويژگي هاي فيزيكي استيلن

–          گازي بي رنگ و قابل اشتعال است.

–          بوي آن شبيه بوي سير است. استيلن صد در صد خالص بي بو است.

–          فرمول: C2H2

–          دماي مخصوص:   10.53 BTU/1bmol-degF @ 70 deg.F

–          چگالي ويژه:  .920

–          چگالي گاز :   .0677 1b/ft3 @70 deg F

–          Psa t :       586.2 psia @ 70 deg F

–          چگالي مايع:   23.61 1b/ft3 @ 70 deg F

–          نقطه جوش: درجه حرارت: -120.6 deg. F(deg.c)

–          نقطه بحراني: درجه حرارت: 95.36 deg.F  ،فشار: 897.8 PSIA

–          نقطه ذوب: درجه حرارت : -113.0 deg .F ، فشار: 18.5 PSIA

ويژگي هاي شيميايي استيلن در ويژگي هاي گاز

–          حدود قابل اشتعال : 2.3-100%

–          چگالي ويژه : 0.91 @ 70 F

–          به همراه هوا تركيب منفجره اي توليد مي كند.

–          تجزيه حرارتي آن باعث تشكيل مونواكسيد كربن مي شود كه گازي سمي است.

–          در مولكول استيلن پيوند سه گانه فعالي بين كربن و كربن وجود دارد.

ويژگي هاي متان Methane Properties در ويژگي هاي گاز

متان گازي بي رنگ و بي بو است و از هوا سبك تر مي باشد. متان از طريق تجزيه كربن هاي آلي تحت شرايط بي هوازي توليد مي شود و بطور رايج در مجاورت زمين هاي خيس ،ذخائر زغال سنگ يا محل هاي دفن زباله يافت مي شود.

سرعت توليد مكتان به عوامل زيادي بستگي دارد از جمله مقدار آب باراني كه به ماده ارگانيك نفوذ مي كند، درجه حرارت و نوع مواد ارگانيك. تغيير در اين شرايط حتي پس ازگذشت سال هاي بسيار زيادي مي تواند منجربه تغييرات قابل توجهي در سرعت توليد متان شود.

فرمول : CH4

وزن مولكولي : 16.043 g/mol

ويژگي هاي فيزيكي متان در ويژگي هاي گاز

–          متان گازي بي بو، بي رنگ و بي مزه است.

–          نقطه ذوب : -182.5C

–          گرماي بحراني :   -118.8 F

–          فشار بحراني : 673.1 psia

–          از هوا سبك تر است.

–          مولكول متان غير قطبي است و در آب غير قابل حل است.

–          متان در حلال هاي غير قطبي مثل الكل، تتراكلريد كربن و غيره حل مي شود.

–          متان به عنوان جايگزين گاز طبيعي است زيرا از تجزيه زباله توليد مي شود.

ويژگي هاي شيميايي متان در ويژگي هاي گاز

–     متان با شعله اي آبي در هوا مي سوزد. همانطور كه قبلاً اشاره كرديم متان با مقدار كافي از اكسيژن مي سوزد و دي اكسيد كربن و آب تشكيل مي دهد. اگر مقدار اكسيژن كافي نباشد باعث توليد منواكسيد كربن مي شود. متان در هنگام سوختن گرماي قابل توجهي توليد مي كند به همين علت است كه به عنوان سوخت مصرف مي شود.

–          متان كاملاً غير فعال است به جز با فلوئورين و كلرين كه با آنها واكنش هاي جانشيني انجام مي دهد.

–     متان تحت تجزيه شيميايي حرارتي اكسايشي قرار مي گيرد و مونواكسيد كربن تشكيل مي دهد.به اين ترتيب كه متان با راديكال متيل و سپس با فرمالدئيد واكنش نشان مي دهد. بعد فرمالدئيد با فرمال راديكال واكنش مي دهد و مونواكسيد كربن توليد مي شود. قدرت پيوند كووالانسي كربن هيدروژن نسبت به تمام پيوندهاي هيدروكربن قوي تر است.

ويژگي هاي گاز طبيعي Natural Gas Properties در ويژگي هاي گاز

گاز طبيعي يكي از مهم ترين ذخائر انرژي دنيا محسوب مي شود، سوختي فسيلي كه از بقاياي گياهان وحيوانات مدفون در بستر درياها و تحت فشار و گرما در طول هزاران سال توليد شده است. گاز طبيعي نسبت به ذخائر ديگر انرژي تميزتر ، ايمن تر و مفيدتر است و داراي كاربردهاي خانگي ،تجاري و صنعتي است.

ويژگي هاي فيزيكي گاز طبيعي در ويژگي هاي گاز

–          گاز طبيعي غير سمي است.

–          از هوا سبك تر است.

–          بي رنگ است.

–          بي بو است.براي بودار كردن گاز طبيعي به آن مركا پتان اضافه مي كنند ،اين ماده بودار ويژگي هاي گاز را تحت تأثير قرار نمي دهد.

–          گاز طبيعي وابستگي ما را به نفت وارداتي كاهش مي دهد.

–          آلودگي براي محيط زيست ايجاد نمي كند.

–          خطرناك است و وقتي جايگزين اكسيژن شود مي تواند باعث خفگي شود.

ويژگي هاي شيميايي گاز طبيعي در ويژگي هاي گاز

–          از هيدروكربن ها ساخته شده است. عنصر اصلي آن متان است كه عنصر غير فعالي است.

–          حدود احتراق آن اندك است. حتي زماني كه 5 تا 15 درصد از گاز طبيعي با هوا تركيب شود مشتعل خواهد شد.

–          نقطه احتراق:  593C

–          چگالي نسبي :     0.3 m/s +

–          دامنه اشتعال پذيري آن بين 14.5% تا 4.5%  است.

–          وقتيكه گاز طبيعي بطور كامل سوخته مي شود دي اكسيد كربن و بخار اب توليد مي كند.

 ويژگي هاي گاز ” ويژگي هاي گاز “

مطالب مرتبط