Природные газы и их использование
Основные свойства природного газа:
1) в качестве горючего природный газ имеет большие преимущества перед твердым и жидким топливом;
2) теплота сгорания его значительно выше, при сжигании он не оставляет золы;
3) продукты сгорания значительно более чистые в экологическом отношении;
4) природный газ широко используется на тепловых электростанциях;
5) природный газ также необходим в заводских котельных установках, различных промышленных печах.
Природный газ– это важный источник сырья для химической промышленности, и роль его в этом отношении постепенно возрастает.
Дегидрированием этана получается этилен, на основе которого осуществляется много разнообразных синтезов.
Газовый бензин содержит летучие жидкие углеводороды, которые применяются как добавка к бензинам для лучшего их воспламенения при запуске двигателя.
Пропан и бутан в сжиженном состоянии широко используется в качестве горючего в быту и в автомобильном транспорте.
Сухой газ, по составу сходный с природным, используется для получения ацетилена, водорода и других веществ, а также в качестве топлива.
Характерные особенности неона (аргона):
1) эти газы получаются из воздуха путем его разделения при глубоком охлаждении;
2) неон и аргон имеют широкое применение: а) они применяются для заполнения ламп накаливания; б) ими заполняют газосветные трубки.
Общая характеристика природных газов:
1) главную подгруппу восьмой группы периодической системы составляют газы: а) гелий; б) неон; в) аргон; г) криптон;
2) эти элементы характеризуются очень низкой химической активностью, что дало основание называть их инертными газами.
Характерные особенности газов:а) они с трудом образуют соединения с другими элементами или веществами; б) атомы газов не соединены в молекулы, их молекулы одноатомны; в) газы заканчивают собой каждый период системы элементов; г) атомы природных газов характеризуются высокими значениями энергии ионизации и, как правило, отрицательными значениями энергии средства к электрону; д) температуры сжижения и затвердевания благородных газов тем ниже, чем меньше их атомные массы или порядковые номера: самая низкая температура сжижения у гелия, самая высокая – у радона.
Обычно чем выше молекулярная масса углеводорода, тем меньше его содержится в природном газе.
Состав природного газа различных месторождений неодинаков.
Предельные спирты
Производные углеводородов, в молекулах которых один или несколько атомов водорода замещены гидроксильными группами (ОН), называют предельными спиртами или алкоголями. Общая формула R-OH.
Спирты классифицируются: 1) по строению углеводородного радикала различают: а) спирты алифатического (жирного ряда), Аlk-ОН; б) ароматические, которые разделяются на фенолы Аr-OH и жирноароматические спирты Ar(CH2)n-OH; 2) по числу гидроксилов спирты бывают одно-, двух– и многоатомные. Например: а) одноатомные спирты СН3-ОН (метанол); б) двухатомный спирт HO-CH2-CH2OH (этандиол); в) трехатомный спирт НОСН2-СНОН-СН2ОН (глицерин).
В зависимости от характера углеродного атома, при котором находится гидроксил, различают первичные, вторичные и третичные спирты.
1) R-CH2-OH, или Аr-СН2-ОН, – первичный спирт;
2)
– вторичный спирт;
3)
– третичный спирт.
Изомерия и номенклатура.
Изомерия спиртов зависит от строения углеводородной цепи и положения гидроксила в цепи. Спирты часто называют по радикально-спиртовой и систематической (ИЮПАК) номенклатуре.
При названии спирта по радикально-спиртовой номенклатуре в основе лежит название соответствующего углеводородного радикала, связанного с гидроксилом, с прибавлением окончания – овый спирт. Например: 1) СН3-ОН – метиловый спирт (древесный); 2) С2Н5-ОН – этиловый спирт; 3) н-С4Н9ОН – бутиловый спирт;
4)
– трет-бутиловый спирт.
В основе названия спирта по ИЮПАК лежит наименование углеводорода самой длинной углеводородной цепи, наличие же гидроксильной группы указывается окончанием – ол, с цифрой за ним, указывающей номер атома углерода, при котором стоит гидроксил. При этом углеродная цепь нумеруются таким образом, чтобы гидроксил имел наименьший номер:
1)
– пентанол-2;
2)
– 3,4,4-триметилгексанол-2.
Одним из общих способов полученияпредельных спиртов является гидролиз галогенпроизводных углеводородов в присутствии водных растворов щелочей.
Щелочи ускоряют процесс и, нейтрализуя образующуюся кислоту, делают его необратимым. Реакция проходит при нагревании в течение длительного времени, т. к. исходные галогенуглеводороды плохо растворимы в воде.
Строение этилового спирта
Этиловый спирт (этанол)С2Н5ОН – бесцветная, легко испаряющаяся жидкость, которая имеет своеобразный запах и кипит при температуре 78,3 °C. Этиловый спирт легче воды – его плотность 0,8 г/см3. Этанол неограниченно смешивается с водой.