Поширення вуглеводнів у природі. Застосування вуглеводнів

 
 

§ 32. Поширення вуглеводнів у природі. Застосування вуглеводнів

Опанувавши матеріал параграфа, ви зможете:

  • називати природні джерела вуглеводнів;
  • наводити приклади застосування вуглеводнів;
  • висловлювати судження щодо значення природних джерел вуглеводнів для промисловості й господарства.

У давні геологічні епохи відбулося утворення вуглеводнів, які нині розвідані в покладах природного газу, нафти, кам'яного вугілля. Це досить поширені природні суміші вуглеводнів різної будови та складу, які широко використовуються у промисловому виробництві та побуті.

ПРИРОДНИЙ ГАЗ ЯК СУМІШ ВУГЛЕВОДНІВ. Природним газом називають суміші газів, що у стисненому стані перебувають у пустотах пористих порід, утворюючи в надрах землі газоносні пласти. Вони розташовані на глибині від 800 м до кількох кілометрів. З них газ добувають через свердловини, самочинно природний газ дуже рідко виходить на поверхню землі.

В Україні розвідані та використовуються родовища природного газу в Карпатському, Дніпровсько-Донецькому та Причорноморсько-Кримському регіонах.

Природний газ на 80-98 % (у різних родовищах різний відсоток) складається з метану СН4. Решту становлять інші газоподібні насичені вуглеводні: етан С2Н6, пропан С3Н8, бутан С4Н10.

У природному газі в незначній кількості містяться водень, гідроген сульфід (сірководень), вуглекислий газ, азот, гелій. Як і в усіх сумішах, компоненти природного газу зберігають свої властивості, а тому для їх виділення застосовують фізичні методи.

Природний газ надходить до споживачів очищеним від домішок з газових станцій (мал. 40).

Мал. 40. Газові станції

ФІЗИЧНІ ВЛАСТИВОСТІ ПРИРОДНОГО ГАЗУ. Природний газ — безбарвна суміш, майже вдвічі легша за повітря, погано розчиняється у воді, без запаху.

ВИКОРИСТАННЯ ПРИРОДНОГО ГАЗУ. У використанні природного газу в господарській діяльності людини можна виділити два основні напрями — як джерело енергії та як сировина для газопереробної промисловості.

Зважаючи на те, що реакція горіння природного газу екзотермічна й супроводжується виділенням великої кількості теплоти (у середньому 50 кДж від згоряння 1 г), його широко використовують як паливо для котелень, житлових приміщень, автомобілів, металургійних та скловарних заводів.

Останнім часом метан і пропан застосовують як економічно вигідне паливо для двигунів автомобілів, альтернативне бензину (мал. 41).

Мал. 41. Використання природного газу в автомобільному транспорті

До газових плит багатьох осель також підведено природний газ. В екологічному відношенні природний газ вигідний тим, що під час його згоряння утворюється менше шкідливих речовин, ніж від інших видів палива. І все ж його участь у забрудненні довкілля не виключається.

Природний газ є цінною сировиною для виробництва багатьох органічних і неорганічних речовин, наприклад, ацетилену, етену, синтетичного бензину, сажі, водню та багатьох інших речовин.

НАФТА ЯК ПРИРОДНЕ ДЖЕРЕЛО ВУГЛЕВОДНІВ. Поряд з іншими органічними сполуками гомологи метану є складовими нафти. Газоподібні речовини розчиняються в ній під тиском, а під час добування нафти внаслідок падіння тиску легко від неї відокремлюються у вигляді попутного нафтового газу. Попутний нафтовий газ містить менше метану (близько 30 %), але більше його гомологів — етану, пропану, бутану.

Нафта — природна оліїста суміш рідких вуглеводнів та деяких неорганічних речовин.

Нафту можна вважати природним джерелом рідких вуглеводнів. Як корисна копалина, вона утворює поклади на глибині від десятків метрів до шести й більше кілометрів. На суходолі більшість покладів нафти розташовані на глибині 1-3 км, проте нафтоносні пласти є також і на дні морів та океанів. Нині налагоджено також промислове добування нафти з морських глибин (мал. 42).

Мал. 42. Нафтова вишка в морі

ПЕРЕГОНКА НАФТИ — це один зі способів її переробки. Цей процес ґрунтується на фізичних способах розділення сумішей, тому хімічний склад компонентів нафти не змінюється.

Нафта не має сталої точки кипіння. Це пояснюється різною температурою кипіння окремих її компонентів. Під час нагрівання речовини з нижчою температурою кипіння першими переходять у газоподібний стан, а з вищою — залишаються у рідкому стані. На цьому ґрунтується промисловий спосіб одержання з нафти основних продуктів її перегонки — бензину, лігроїну, газойлю, мазуту.

Для здійснення процесу перегонки нафту спочатку нагрівають у спеціальній трубчастій печі до 320-350 °С (мал. 43), і її компоненти, що мають меншу температуру кипіння, переходять у газоподібний стан. Далі суміш спрямовують у ректифікаційну колону, де газоподібні речовини конденсуються, тобто перетворюються в рідину.

Мал. 43. Схема промислової установки з перегонки нафти

Так найлегші вуглеводні, що містять від 5 до 11 атомів Карбону, піднімаються найвище й утворюють рідку світлу суміш — бензин. Це основне пальне для автомобільних двигунів. Лігроїн — прозора жовтувата рідина, суміш рідких вуглеводнів із вмістом атомів Карбону С814. Її застосовують як пальне в карбюраторних і дизельних двигунах, як розчинник у лакофарбовій промисловості. Вуглеводні, що містять від 12 до 18 атомів карбону, утворюють наступну фракцію — гас. Він є пальним для дизельних і реактивних двигунів. До винайдення електричного освітлення користувалися гасовими лампами, ліхтарями. Також гас використовували як пальне для примусів, на яких готували їжу. Наступна фракція — газойль, до якої входять вуглеводні, що містять від 15 до 22 атомів Карбону. Це паливо для дизельних двигунів. І нарешті остання фракція — мазут — суміш важких вуглеводнів, які за температури 320-350 °С не досягають точки свого кипіння, а тому стікають у нижню частину ректифікаційної колони. Мазут використовують як сировину для виробництва мастил, котельного палива, вазеліну, гудрону.

КАМ'ЯНЕ ВУГІЛЛЯ. У природі воно утворилося з відмерлих мільйони років тому решток рослин. Ця тверда природна суміш речовин має чорний, іноді темно-сірий колір, блискучу або матову поверхню та густину 1,2 - 1,7 г/см3.

Кам'яне вугілля — природна суміш вуглецю (майже 10 %), органічних сполук складної будови (майже 80 %), вологи та неорганічних домішок.

Україна багата на поклади кам'яного вугілля. Найбільші його запаси розвідані в Донецькому та Львівсько-Волинському кам'яновугільних басейнах. Поклади вугілля в одних місцях виходять на поверхню, в інших — залягають на глибині до 2500 м і більше, мають товщину від кількох сантиметрів до декількох десятків і сотень метрів.

Переробкою кам'яного вугілля одержують сотні різних речовин, серед них — метан та етен. Ці речовини в суміші з іншими газоподібними продуктами переробки вугілля використовують для підтримання температури під час теплової обробки вугілля без доступу повітря (температура сягає 1000 °С), а також піддають хімічній переробці для одержання інших продуктів.

ЗАСТОСУВАННЯ НЕНАСИЧЕНИХ ВУГЛЕВОДНІВ. Ненасичені вуглеводні через свою високу хімічну активність не утворюють природних покладів. Тому їх добувають у великих кількостях з інших речовин для подальшого використання як сировини. У промисловості з етену добувають поліетилен, поліхлорвініл, полістирол, відомі вам під загальною назвою полімери, органічні розчинники, етанову кислоту, синтетичні волокна та багато іншого (схема 21).

Схема 21. Застосування етену (етилену)

Виявлений ще на початку ХХ ст. вплив етену на дозрівання плодів і загалом на період вегетації рослин нині знаходить застосування. Так, щоб прискорити дозрівання помідорів, їх збирають зеленими і тримають у приміщенні за температури +22 — +24 °С, а повітря збагачують етеном. Через 6-7 діб помідори червоніють. Здатність етену спричиняти опадання листків, квітів, плодів теж застосовується практично, зокрема для проріджування зав'язі персиків та винограду у великих садах і виноградниках.

Ацетилен широко використовують для різання та зварювання металів, тому що при його згорянні в кисні температура досягає 3000 °С.

2Н2 + 5О→ 4СО2 + 2Н2О; ΔН = -2600 кДж

Проводячи різноманітні реакції з ацетиленом та утвореними продуктами, у промисловості одержують каучук (основна складова гуми), пластмаси, розчинники, етанол, синтетичні волокна та багато інших речовин.

Стисло про основне

• Вуглеводні досить поширені у природі.

• Природними джерелами вуглеводнів є природний і попутний нафтовий гази, нафта, вугілля.

• Перегонка нафти — це фізичний процес її розділення на окремі групи речовин: бензин, лігроїн, гас, газойль, мазут.

• Природні вуглеводні використовують як джерела теплової енергії та цінну хімічну сировину.

• Обсяги використання природних вуглеводнів як цінної сировини для виробництва найрізноманітніших речовин і матеріалів щорічно збільшуються.

Знаємо, розуміємо

  • 1. Назвіть відомі вам природні джерела вуглеводнів.
  • 2. Назвіть основні продукти перегонки нафти.
  • 3. У чому полягає цінність природних джерел вуглеводнів?
  • 4. Якими природними джерелами вуглеводнів багата Україна?

Застосовуємо

  • 126. Складіть схеми застосування вуглеводнів: а) метану; б) етину.
скачать dle 11.0фильмы бесплатно

Популярне з Хімії за 9 клас

Добавити коментар

Автору дуже потрібно знати, чи Вам допоміг даний матеріал?!

    • bowtiesmilelaughingblushsmileyrelaxedsmirk
      heart_eyeskissing_heartkissing_closed_eyesflushedrelievedsatisfiedgrin
      winkstuck_out_tongue_winking_eyestuck_out_tongue_closed_eyesgrinningkissingstuck_out_tonguesleeping
      worriedfrowninganguishedopen_mouthgrimacingconfusedhushed
      expressionlessunamusedsweat_smilesweatdisappointed_relievedwearypensive
      disappointedconfoundedfearfulcold_sweatperseverecrysob
      joyastonishedscreamtired_faceangryragetriumph
      sleepyyummasksunglassesdizzy_faceimpsmiling_imp
      neutral_faceno_mouthinnocent
оновити, якщо не видно коду

Коментарів 0


Ми створили сайт TEXTBOOKS з метою розміщення матеріалів (шкільних підручників) Міністерства Освіти України, для покращення освітнього процесу учнів у школах та вузах України.
Онлайн перегляд шкільного матеріалу допоможе Вам знайти якісну відповідь на поставлені питання вчителя.
Використовуйте Наш ресур для підготовки до ЗНО 2021, адже у нас присутні підготовчі курси з математики, української мови та літератури, англіської мови та історії України.