Химический состав природного газа

Кейс по теме «Природный газ. Алканы» 10 класс.
Тип кейса: практический
Содержание кейса
«Сегодня 8 июля, между 15-00 и 15-30 часов в городе Амурске произошел
взрыв в жилом доме по проспекту Строителей, 52. По информации МЧС
жители, почуяв неприятный запах в подъезде, вызвали сотрудников
спецслужб. Когда сотрудники зашли в квартиру - прогремел взрыв на
седьмом этаже. Взрывной волной разбило стекла соседних квартир,
деревянные рамы разнесло по всему двору. После взрыва прибыли
сотрудники МЧС и ликвидировали пожар. Пятеро человек серьезно
пострадали и были доставлены в городскую больницу. Сотрудники
оперативных служб выясняют причины взрыва»
Задания.
1. Что послужило причиной взрыва в жилом доме по пр. Строителей 52?
2. Что делать, если в подъезде или в квартире пахнет газом?
3. Назовите состав природного газа?
4. Как называется класс органических соединений, который содержится в
смеси в самом большом количестве? Дайте определение, назовите
общую формулу, физические свойства.
5. Рассмотрите зависимость
изменений физических
гомологического ряда предельных углеводородов.
свойств
6. Применение природного газа и входящих в его состав предельных
углеводородов?
7. Предложите
жителям
многоквартирных домов свои способы
предотвращения подобных трагедий?
Информационный материал
Неправильная эксплуатация газового оборудования может стать причиной
настоящей трагедии. Важно помнить, что срок работы такого оборудования
не может превышать 30 лет, а регулярные проверки его состояния —
обязательны. Обычно полное техническое обслуживание газовых приборов
должно проводиться работниками службы газа (с которой заключено
соглашение) 1 раз в десять лет. В домах с газовым отоплением газовые котлы
проходят осмотр ежегодно. Для проверки квартиры сотрудники службы газа
могут приходить с мая до начала отопительного сезона. Техническое
обслуживание газовых колонок проводится раз в два года. Все визиты
работников спецслужб должны сопровождаться предварительным
объявлением (на доске объявлений) и уведомлением (обычно по телефону).
Если человек откажется впускать газовика на плановый осмотр, работник
будет вынужден сообщить об этом в ЖЭК, особенно, если есть повод
беспокоиться, что с газовым оборудованием у квартиранта что-то не так.
В бытовых условиях используются газовые баллоны и магистральный газ
(метан), проведённый через трубы. Чаще всего причинами катастроф
являются именно газовые баллоны, которые могут взорваться от падения или
неправильного хранения и эксплуатации. Бывает, что хозяева хранят газовые
баллоны на балконе. При вносе его в тёплое помещение газ расширяется, и
баллон взрывается.
Проблемами чреват также износ газовых труб и неправильная эксплуатация
газовых плит. Так, если кипящая в кастрюле вода выльется на газовую
конфорку, огонь погаснет, но газ продолжит поступать. Постепенно он
заполнит кухню, и малейшая искра может спровоцировать взрыв.
Ещё одна причина взрыва — разрыв в шланге, соединяющем газовую
магистраль с плитой. От слишком долгого или неправильного использования
он может лопнуть, и газ начнёт поступать в помещение. Хватит зажжённой
спички, чтобы произошёл взрыв.
Проверить, идёт ли утечка из газового баллона, можно самостоятельно:
смочите баллон губкой с мыльной водой — в месте утечки газа будут
образовываться пузырьки. Если газ выходит сильной струёй — его можно
услышать (словно спускается надувной шарик) и почувствовать (запах в
большой концентрации ощущается весьма интенсивно).
Никогда не проверяйте место утечки с помощью зажигалок и спичек — это
очень опасно! Если вы обнаружили утечку — накройте это место мокрой
тряпкой и аккуратно вынесите баллон на улицу, после чего вызовите
специалистов.
Для газовых плит первым признаком утечки газа является включённая
конфорка без огня. Это означает, что газ подаётся в помещение. Другой
вариант: если пламя на газовой конфорке стало оранжевым вместо синего,
выделяет копоть или вовсе отделилось от самой горелки — пользоваться
плитой категорически запрещается, она неисправна.
Если пахнет газом:
1. Откройте окна и двери, чтобы не задохнуться. Погасите газовую плиту
(если она включена), закройте краны газовых труб.
2. Нельзя в помещении, где пахнет газом, пользоваться электроприборами
(телефоном в том числе), а также зажигать огонь или курить.
3. Выйдите на улицу, взяв, на всякий случай, важные документы и некоторую
сумму денег.
4. Вызовите службу газа по телефону о4. Другой вариант — вызвать службу
спасения по номеру 112 — он общий для всех операторов.
Точно так же, если вы почувствовали запах газа на лестничной площадке в
своём доме — покиньте его и позвоните в аварийно-диспетчерскую службу.
Не нажимайте на входные звонки (они могут быть электрическими) — лучше
стучите в дверь квартиры, чтобы жители квартир покинули дом вместе с
вами.
Природный газ — одно из важнейших полезных ископаемых, активно
применяемых в промышленности и в быту. В условиях залегания (или, как
говорят газовики, в пластовых условиях) природный газ находится
исключительно в газообразном состоянии либо в виде так называемой
«газовой шапки» в общих месторождениях нефти и газа, либо в виде газовых
залежей (то есть, отдельных скоплений), либо в растворенном виде — в воде
или в нефти. Правда, при определенных условиях природный газ может
находиться не только в газообразном, но и в твердом состоянии в виде
кристаллов.
Химический состав природного газа
Что касается основных веществ, входящих в состав природного газа, то ими
являются метан (CH4), углекислый газ (CO2) и азот в виде молекул (N2). Из
этих веществ и элементов состоит практически любой природный газ, будь
то рудничный или болотный. Что же касается состава природного газа в
процентах, то основным веществом, входящим в состав природного газа
безусловно является метан. Его доля составляет от 90 до 98% - в зависимости
от месторождения газа. Также в состав природного газа входят такие
вещества, как бутан, пропан, этан (углеводороды, называемые также
гомологами метана, поскольку состоят из одних и тех же химических
элементов, различаясь только по количеству атомов углерода и водорода и,
соответственно, по структуре молекул). Из неуглеводородных составляющих
природного газа отметим, помимо уже описанных азота и диоксида углерода
(углекислого газа), водород (H2), гелий (He) и сероводород (H2S).
Ментан относится к классу органических соединений, который называется
алканами, или предельными углеводородами. Если все предельные
углеводороды выразить одной общей формулой, то это будет выглядеть так:
СnH2n+2.
Алканы – это вещества, которые не имеют цвета и нерастворимы в воде.
Температура, при которой алканы начинают плавиться, и температура, при
которой они закипают, повышаются в соответствии с увеличением
молекулярной массы и длины углеводородной цепи. От менее разветвленных
к более разветвленным алканам температуры кипения и плавления
понижаются. Газообразные алканы способны гореть бледно-голубым либо
бесцветным пламенем, при этом выделяется довольно много тепла. СН4С4Н10 представляют собой газы, у которых отсутствует также и запах. С5Н12С15Н32 – это жидкости, которые обладают специфическим запахом. С15Н32 и
так далее – это твердые вещества, которые также не имеют запаха.
Природный газ широко применяется в качестве горючего, для отопления
жилых домов, как топливо для машин, электростанций и др. Сейчас он
используется в химической промышленности как исходное сырьё для
получения различных органических веществ, например пластмасс. В XIX в.
природный газ использовался в первых светофорах и для освещения
(применялись газовые лампы).
В настоящее время газ в основном предназначен для применения в качестве
топлива на крупных электростанциях, для газоснабжения населения и
промышленных объектов, покрытия пиковых нагрузок, а также как сырье для
химической промышленности. Однако, в последнее десятилетие
обозначилась и наиболее интенсивно развивается еще одна область
применения природного газа - это использование как универсального
моторного топлива. Сейчас он используется в химической промышленности
как исходное сырьё для получения различных органических веществ,
например, пластмасс.
Предельные углеводороды находят широкое применение
разнообразных сферах жизни и деятельности человека.
в
самых
· Газообразные алканы (метан и пpопан-бутановая смесь) используются в
качестве ценного топлива.
· Жидкие углеводоpоды составляют значительную долю в моторных и
ракетных топливах и используются в качестве растворителей.
· Вазелиновое масло (смесь жидких углеводоpодов с числом атомов углерода
до 15) - пpозpачная жидкость без запаха и вкуса, используется в медицине,
паpфюмеpии и косметике.
· Вазелин (смесь жидких и твеpдых пpедельных углеводоpодов с числом
углеpодных атомов до 25) пpименяется для пpиготовления мазей,
используемых в медицине.
· Паpафин (смесь твеpдых алканов С19-С35) - белая твеpдая масса без запаха и
вкуса (т.пл. 50-70 °C) - пpименяется для изготовления свечей, пpопитки
спичек и упаковочной бумаги, для тепловых пpоцедуp в медицине. Служит
сырьём при получении органических кислот и спиртов, моющих средств и
поверхностно-активных веществ.
· Нормальные предельные углеводороды средней молекулярной массы
используются как питательный субстрат в микробиологическом синтезе
белка из нефти.
· Большое значение имеют галогенопроизводные алканов, которые
используются как растворители, хладоагенты и сырье для дальнейших
синтезов.
· В современной нефтехимической промышленности предельные
углеводороды являются базой для получения разнообразных органических
соединений, важным сырьем в процессах получения полупродуктов для
производства пластмасс, каучуков, синтетических волокон, моющих средств
и многих других веществ.
Приложение №1