ЛАБОРАТОРНЫЙ ПРАКТИКУМ № 3
«ОПРЕДЕЛЕНИЕ ФИЗИЧЕСКИХ СВОЙСТВ
УГЛЕВОДОРОДНЫХ ГАЗОВ»
СОДЕРЖАНИЕ
Правила техники безопасности при выполнении работы……………………..2
Цель работы………………………………………………………………………3
Задача по работе………………………………………………………………….3
1. Определение плотности газа с помощью пикнометра…………………3
2. Расчет молекулярной массы газа………………..………………………5
3. Определение углеводородного состава газовой смеси
с помощью хроматографа……………………………………………….5
3.1. Принцип работы хроматографа………………………………….6
3.2. Расчет углеводородного состава газа………….………………..8
4. Расчетные методы определения молекулярной массы
и плотности газа по хроматограмме…………………………………….9
4.1. Расчет молекулярной массы газа………………………………...9
4.2. Расчет плотности газа…………………………………………..10
Требования к отчету…………………………………………………………….11
Вопросы к коллоквиуму………………………………………………………..13
Список литературы для подготовки к коллоквиуму…………….…….……..13
Список литературы, используемой при составлении
лабораторного практикума……………………………………………………..14
ПРАВИЛА ТЕХНИКИ БЕЗОПАСНОСТИ
ПРИ ВЫПОЛНЕНИИ РАБОТЫ
К работе в лаборатории допускаются студенты, прошедшие инструктаж по охране труда и правилам безопасной работы в лаборатории, а также инструктаж по технике безопасности при работе с сетевым газом. В получении инструктажа каждый студент должен расписаться в контрольном листе по технике безопасности и в журнале инструктажа по газовому хозяйству.
1. Студент приступает к работе с разрешения преподавателя и только после изучения лабораторного практикума по выполнению работы. Он должен ознакомиться с назначением и принципом действия приборов установки и аппаратов.
2. Во избежание несчастного случая необходимо знать и помнить, что работа проводится с газоопасными и огнеопасными веществами, а также с использованием высоких температур (450 – 550°С).
3. Перед использованием газового пикнометра его необходимо проверить путем наружного осмотра и убедиться в том, что на нем нет ни царапин, ни трещин.
4. Во время отбора в пикнометр сетевого или деструктивного газов необходимо следить за герметичностью всех соединений и не допускать перегибов газовых шлангов и избегать попадания газа в помещение лаборатории.
5. При отборе газа в пикнометр запрещается оставлять рабочее место без присмотра.
6. Рабочее место должно содержаться в чистоте, а проходы около работающих установок и аппаратов свободными от стульев и других предметов.
7. Во время работы постоянно следить за исправностью всех элементов установки. В случае обнаружения любых неисправностей немедленно сообщать преподавателю и учебному персоналу.
ЦЕЛЬ РАБОТЫ.Изучение физических свойств углеводородных газов природного и деструктивного происхождения.
ЗАДАЧА ПО РАБОТЕ.Определить с помощью газового пикнометра плотность природному газу и газу деструктивного происхождения и рассчитать их молекулярные массы.
С помощью хроматографа определить углеводородные составы природному газу и газу деструктивного происхождения. По хроматограммам рассчитать их плотности и молекулярные массы.
Сравнить полученные результаты. Сделать выводы.
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПЛОТНОСТИ ГАЗА
С ПОМОЩЬЮ ПИКНОМЕТРА
Исходные данные:
масса пикнометра с воздухом…………………...g1, г;
масса пикнометра с углеводородным газом……g2, г;
температура в лаборатории…...…………………t°С;
барометрическое давление в лаборатории……...Р1, мм рт.ст.;
водное число газового пикнометра……………..В.Ч.
1. Масса воздуха в пикнометре (g3), г
g3 = γ * В.Ч.,
где γ – плотность воздуха, г/л.
Плотность воздуха (γ), г/л
γ = М / V1,
где М – молекулярная масса воздуха, равная 29;
V1 – объем 1-го грамм моля воздуха при температуре определения и барометрическом давлении в лаборатории, л.
Из уравнения Менделеева – Клайперона
Р1 * V1 / Т1 = Р0 * V0 / Т0,(1)
находим V1 = Р0 * V0 * Т1/( Р1 * Т0 ),
где V0 – объем воздуха при нормальных условиях, 22,4л;
Т1 – температура в лаборатории в момент отбора газа, °К;
Т0 – температура при нормальных условиях, 273°К;
Р0 – нормальное давление, 760мм рт.ст.;
Р1 – барометрическое давление в момент отбора газа.
2. Масса пустого (эвакуированного) пикнометра (g0), г
g0 = g1 – g3,
где g1 – масса пикнометра с воздухом, г;
g3 – масса воздуха в пикнометре, г.
3. Масса газа в пикнометре (g4), г
g4 = g2 – g0,
где g2 – масса пикнометра с углеводородным газом, г;
g0 – масса пустого (эвакуированного) пикнометра, г.
4. Плотность газа (γ1), г/л
γ1 = g4 / В.Ч.
5. Относительная плотность углеводородного газа (γ')
γ' = γ1 / γ