химический каталог




ГАЗОВЫЕ ГИДРАТЫ

Автор Химическая энциклопедия г.р. И.Л.Кнунянц

ГАЗОВЫЕ ГИДРАТЫ, клатраты, в которых "гостями" являются молекулы газов или легкокипящих жидкостей (О2, N2, Аг, Хе, Вr2, Cl2, SF6, H2S, CH4, C3H8, СНCl3 и др.), а "хозяевами" - молекулы воды, образующие кри-сталлич. каркас. По внешний виду напоминают снег или рыхлый лед, но в отличие от них могут существовать при положит. температурах.

Молекулы газа размещены в полостях кристаллич. решетки из молекул воды и удерживаются в них ван-дер-ваальсовыми силами. Полости имеют вид многогранников (см. рис.). Кристаллическая решетка из молекул воды, характерная для ГАЗОВЫЕ ГИДРАТЫ г., если она не заполнена строго определенным количеством молекул газа, термодинамически нестабильна. ГАЗОВЫЕ ГИДРАТЫ г. в основные кристаллизуются в одной из двух сингоний: объемно-центрированной кубической типа CsCl (структура I; a = = 1,2 нм, z = 46, пространств. группа РтЗт)и гранецентри-рованной кубической типа алмаза (структура II; а = = 1,73-1,74 нм, z=136, пространств. группа Fd3m). В элементарных ячейках имеются полости: в структуре 1-6 больших (диам. 0,59 нм) и 2 малых (0,52 нм), в структуре II-8 больших (диам. 0,69 нм) и 16 малых (0,48 нм).

Оищий вид больших и малых полостей в кристаллич. решетках Гл.: a-малая полость структур I и II, б, в-большие полости структур I и II соответственно.

Гидраты образуются газами, макс. диаметр (dмакс) молекул которых менее 0,69 нм. Если dмакс больше 0,52 нм, но меньше 0,59 нм (Вг2, CH3SH, COS и др.), заполняются только большие полости кристаллич. решетки I. При полном заполнении всех полостей число молекул воды (n), приходящееся на одну молекулу "гостя", составляет 7,66. Если dмакс меньше 0,52 (Ar, CH4, H2S и др.), наряду с большими будут заполняться и малые полости; при полном заполнении всех полостей и составляет 5,75. Гидраты с кристаллич. структурой II образуются газами, dмакс молекул которых меньше 0,69 нм, но больше 0,59 нм (С3Н8, изо-С4Н10, СНCl3 и др.); при этом заполняются большие полости (п = = 17). Если ГАЗОВЫЕ ГИДРАТЫ г. образован двумя газами (двойной ГАЗОВЫЕ ГИДРАТЫ г.), для одного из которых dмакс меньше 0,48 нм, а для другого dмакс больше 0,59 нм, заполняются и малые, и большие полости (п = 5,67).

Плотность ГАЗОВЫЕ ГИДРАТЫ г. составляет 0,8-1,24 г/см3, например плотность С3Н8-17Н2О-0,88 г/см3. Для Г. г. с n = 6 величинаобр лежит в пределах от — 58,6 до — 71,1 кДж/моль, с п9 от - 79,5 до - 83,7 кДж/моль, с п17 от - 121,3 до - 133,9 кДж/моль. ГАЗОВЫЕ ГИДРАТЫ г. структуры I не имеют критической температуры, структуры II имеют. Так, для гидрата С3Н8 tкрит 278,8 К при 552 кПа, BrClF2C 283,1 К при 169 кПа, СН3Cl 293,6 К при 496,0 кПа. С увеличением размера молекулы газа или жидкости, образующей гидрат, температура диссоциации ГАЗОВЫЕ ГИДРАТЫ г. при одном и том же давлении повышается. Так, при давл. 101,3 кПа для гидрата СН4 эта температура 194,4 К, С2Н6 241,6 К, С3Н8 261,5 К.

Многие технол. процессы в химический, газовой и нефтехимический промышлености сопровождаются образованием ГАЗОВЫЕ ГИДРАТЫ г., что может приводить, например, к закупорке трубопроводов и аппаратов и в результате к авариям. Для предотвращения образования ГАЗОВЫЕ ГИДРАТЫ г. в газовый поток вводят ингибиторы (растворы солей, например NaCl, СаCl2, спирты, гликоли и др.), которые частично связывают воду и увеличивают давление гидратообразования при данной температуре или снижают температуру гидратообразования при данном давлении. При добыче природные газа в качестве ингибиторов чаще всего используют метанол или раствор СаCl2, на заводах синтетич. спирта-метанол или изопропанол, которые вводят в дефлегматор ректификац. колонны. Для предотвращения гидратообразования применяют также осушку газов.

Образование ГАЗОВЫЕ ГИДРАТЫ г. используют при опреснении морской воды, хранении газов в виде гидратов, разделении многокомпонентных газовых и жидких смесей, при транспорте природные газа в виде гидратной пульпы, для ликвидации туманов. ГАЗОВЫЕ ГИДРАТЫ г. углеводородов широко распространены в природе, они залегают в разрезах осадочных пород на материках и дне океанов. Запасы природные газа в виде ГАЗОВЫЕ ГИДРАТЫ г., вероятно, значительно превышают запасы газа в свободный состоянии.

Впервые ГАЗОВЫЕ ГИДРАТЫ г. (хлора) получил ГАЗОВЫЕ ГИДРАТЫ Дэви в 1811.

Химическая энциклопедия. Том 1 >> К списку статей


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]    [обратная связь]

 

 

Реклама
Магазин KNSneva.ru предлагает проекторы Vivitek - офис в Санкт-Петербурге со стоянкой для клиентов.
контактные линзы акувью оазис
кровать life 2 box отзывы
амт германия сковорода

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(28.07.2017)