Wat relatieve dichtheid wordt genoemd. Gasdichtheid: absoluut en relatief

Instructies

Om het probleem aan te pakken, is het noodzakelijk om formules voor relatieve dichtheid te gebruiken:

Zoek eerst het relatieve molecuulgewicht van ammoniak, dat kan worden berekend aan de hand van de D.I.-tabel. Mendelejev.

Ar (N) = 14, Ar (H) = 3 x 1 = 3, vandaar
Dhr. (NH3) = 14 + 3 = 17

Vervang de verkregen gegevens door de formule om de relatieve dichtheid in de lucht te bepalen:
D (lucht) = Mr (ammoniak) / Mr (lucht);
D (lucht) = Mr (ammoniak) / 29;
D (lucht) = 17/29 = 0,59.

Voorbeeld nr. 2. Bereken de relatieve dichtheid van ammoniak ten opzichte van waterstof.

Vervang de gegevens door de formule om de relatieve dichtheid van waterstof te bepalen:
D (waterstof) = Mr (ammoniak) / Mr (waterstof);
D (waterstof) = Mr (ammoniak)/ 2;
D (waterstof) = 17/ 2 = 8,5.

Waterstof (van het Latijnse "Hydrogenium" - "water genereren") is het eerste element van het periodiek systeem. Het is wijd verspreid en bestaat in de vorm van drie isotopen: protium, deuterium en tritium. Waterstof is een licht, kleurloos gas (14,5 keer lichter dan lucht). Wanneer het wordt gemengd met lucht en zuurstof, is het zeer explosief. Gebruikt in de chemische en voedingsindustrie, en ook als raketbrandstof. Er wordt onderzoek gedaan naar de gebruiksmogelijkheden waterstof als brandstof voor automotoren. Dikte waterstof(zoals elk ander gas) kan op verschillende manieren worden bepaald.

Instructies

Ten eerste gebaseerd op de universele definitie van dichtheid: de hoeveelheid stof per volume-eenheid. Als het zich in een afgesloten vat bevindt, wordt de dichtheid van het gas eenvoudigweg bepaald door de formule (M1 – M2)/V, waarbij M1 de totale massa van het vat met gas is, M2 de massa van het lege vat, en V is het interne volume van het vat.

Als u de dichtheid moet bepalen waterstof, met initiële gegevens als , hier komt de universele toestandsvergelijking van een ideaal gas, of de vergelijking van Mendelejev-Clapeyron, te hulp: PV = (mRT)/M.
P – gasdruk
V – het volume
R – universele gasconstante
T – gastemperatuur in Kelvin
M – molaire massa gas
m is de werkelijke gasmassa.

Een ideaal gas wordt beschouwd als een wiskundig gas waarin de potentiële energie van de moleculen in vergelijking met hun kinetische energie kan worden verwaarloosd. In het ideale gasmodel zijn er geen aantrekkings- of afstotingskrachten tussen moleculen, en botsingen van deeltjes met andere deeltjes of de wanden van een vat zijn absoluut elastisch.

Natuurlijk zijn noch waterstof, noch enig ander gas ideaal, maar dit model maakt berekeningen met vrij hoge nauwkeurigheid mogelijk bij temperaturen dichtbij de atmosferische druk en kamertemperatuur. Bijvoorbeeld gegeven de taak: vind de dichtheid waterstof bij een druk van 6 en een temperatuur van 20 graden Celsius.

Converteer eerst alle oorspronkelijke waarden naar het SI-systeem (6 atmosfeer = 607950 Pa, 20 graden C = 293 graden K). Schrijf vervolgens de Mendelejev-Clapeyron-vergelijking PV = (mRT)/M. Converteer het als: P = (mRT)/MV. Omdat m/V de dichtheid is (de verhouding tussen de massa van een stof en zijn volume), krijg je: dichtheid waterstof= PM/RT, en we hebben alle benodigde gegevens voor de oplossing. Je kent de drukwaarde (607950), temperatuur (293), universele gasconstante (8,31), molaire massa waterstof (0,002).

Als je deze gegevens in de formule vervangt, krijg je: dichtheid waterstof onder gegeven omstandigheden van druk en temperatuur is 0,499 kg/kubieke meter, of ongeveer 0,5.

Bronnen:

  • hoe je de dichtheid van waterstof kunt vinden

Dikte- dit is een van de kenmerken van een stof, hetzelfde als massa, volume, temperatuur, oppervlakte. Het is gelijk aan de verhouding tussen massa en volume. De belangrijkste taak is om te leren hoe u deze waarde kunt berekenen en weet waar deze van afhangt.

Instructies

Dikte is de numerieke verhouding van massa tot volume van een stof. Als u de dichtheid van een stof wilt bepalen en de massa en het volume ervan kent, zal het vinden van de dichtheid niet moeilijk voor u zijn. De eenvoudigste manier om in dit geval de dichtheid te vinden is p = m/V. In het SI-systeem wordt dit uitgedrukt in kg/m^3. Deze twee waarden worden echter niet altijd gegeven, dus u moet verschillende manieren kennen waarop de dichtheid kan worden berekend.

Dikte heeft verschillende betekenissen, afhankelijk van het type stof. Bovendien varieert de dichtheid afhankelijk van het zoutgehalte en de temperatuur. Naarmate de temperatuur daalt, neemt de dichtheid toe, en naarmate het zoutgehalte afneemt, neemt de dichtheid ook af. De dichtheid van de Rode Zee wordt bijvoorbeeld nog steeds als hoog beschouwd, maar in de Oostzee is deze al lager. Is het jullie allemaal opgevallen dat als je er water aan toevoegt, het omhoog drijft? Dit alles gebeurt vanwege het feit dat het een lagere dichtheid heeft dan water. Metalen en steensubstanties zinken daarentegen, omdat hun dichtheid hoger is. Op basis van de dichtheid van de lichamen werd hun zwemmen bepaald.

Dankzij de theorie van drijvende lichamen, volgens welke men de dichtheid van een lichaam, water, het volume van het hele lichaam en het volume van het ondergedompelde deel kan vinden. Deze formule ziet er als volgt uit: Vimmer. delen / V lichaam = p lichaam / p vloeistof Hieruit volgt dat de dichtheid van het lichaam als volgt kan worden gevonden: p lichaam = V onderdompelbaar. delen * p vloeistof / V-lichaam. Aan deze voorwaarde is voldaan op basis van de tabelgegevens en de gespecificeerde volumes V ondergedompeld. delen en V van het lichaam.

Video over het onderwerp

Tip 4: Hoe bereken je de relatieve molecuulmassa van een stof

Het relatieve molecuulgewicht is een dimensieloze grootheid die aangeeft hoe vaak de massa van een molecuul groter is dan 1/12 van de massa van een koolstofatoom. Dienovereenkomstig is de massa van een koolstofatoom 12 eenheden. De relatieve molecuulmassa van een chemische verbinding kan worden bepaald door de massa's van de atomen waaruit het molecuul van de stof bestaat, bij elkaar op te tellen.

Je zal nodig hebben

  • - pen;
  • - papier voor aantekeningen;
  • - rekenmachine;
  • - Mendelejev-tafel.

Instructies

Zoek in het periodiek systeem de cellen van de elementen waaruit dit molecuul bestaat. De relatieve atomaire massa (Ar)-waarden voor elke stof worden aangegeven in de linkerbenedenhoek van de cel. Herschrijf ze, rond af op het dichtstbijzijnde gehele getal: Ar(H) – 1; Ar(P) – 31; Ar(O) – 16.

Bepaal de relatieve molecuulmassa van de verbinding (Mr). Om dit te doen, vermenigvuldigt u de atomaire massa van elk element met het aantal atomen in . Tel vervolgens de resulterende waarden bij elkaar op. Voor orthofosforzuur: Mr(h3po4) = 3*1 + 1*31 + 4*16 = 98.

De relatieve molecuulmassa is numeriek hetzelfde als de molaire massa van de stof. Sommige taken maken gebruik van deze verbinding. Voorbeeld: een gas met een temperatuur van 200 K en een druk van 0,2 MPa heeft een dichtheid van 5,3 kg/m3. Bepaal de relatieve molecuulmassa.

Gebruik de Mendeleev-Cliperon-vergelijking voor een ideaal gas: PV = mRT/M, waarbij V het gasvolume is, m3; m – massa van een bepaald gasvolume, kg; M – molaire massa van gas, kg/mol; R – universele gasconstante. R=8,314472 m2kg s-2 K-1 Mol-1; T – gas, K; P - absolute druk, Pa. Druk de molaire massa uit deze relatie uit: M = mRT/(PV).

Zoals bekend zijn de dichtheden: p = m/V, kg/m3. Vervang het door de uitdrukking: M = pRT/P. Bepaal de molaire massa van het gas: M = 5,3*8,31*200/(2*10^5) = 0,044 kg/mol. Relatief molecuulgewicht van het gas: Mr = 44. Je kunt ervan uitgaan dat het kooldioxide is: Mr(CO2) = 12 + 16*2 = 44.

Bronnen:

  • relatieve molecuulgewichten berekenen

In chemische laboratoria en bij het thuis uitvoeren van chemische experimenten is het vaak nodig om de relatieve dichtheid van een bepaalde stof te bepalen. De relatieve dichtheid is de verhouding van de dichtheid van een bepaalde stof tot de dichtheid van een andere stof onder bepaalde omstandigheden of tot de dichtheid van een referentiestof, namelijk gedestilleerd water. De relatieve dichtheid wordt uitgedrukt als een abstract getal.

Je zal nodig hebben

  • - tabellen en naslagwerken;
  • - hydrometer, pyknometer of speciale schalen.

Instructies

De relatieve dichtheid van stoffen in relatie tot de dichtheid van gedestilleerd water wordt bepaald door de formule: d=p/p0, waarbij d de gewenste relatieve dichtheid is, p de dichtheid van de onderzochte stof is, p0 de dichtheid van de referentie is substantie. De laatste parameter is in tabelvorm en vrij nauwkeurig gedefinieerd: bij 20°C heeft water een dichtheid van 998,203 kg/kubieke meter, en het bereikt zijn maximale dichtheid bij 4°C - 999,973 kg/kubieke meter. Voordat u berekeningen gaat maken, moet u niet vergeten dat p en p0 in dezelfde eenheden moeten worden uitgedrukt.

Bovendien is de relatieve dichtheid van een stof te vinden in fysische en chemische naslagwerken. De numerieke waarde van de relatieve dichtheid is altijd gelijk aan het relatieve soortelijk gewicht van dezelfde stof onder dezelfde omstandigheden. Conclusie: Gebruik tabellen met relatieve soortelijk gewicht op dezelfde manier als tabellen met relatieve dichtheid.

Houd bij het bepalen van de relatieve dichtheid altijd rekening met de temperatuur van de test- en referentiestoffen. Feit is dat de dichtheid van stoffen afneemt bij afkoeling en toeneemt bij afkoeling. Als de temperatuur van de teststof afwijkt van de standaard, corrigeer dan. Bereken dit als de gemiddelde verandering in relatieve dichtheid per 1°C. Zoek naar de benodigde gegevens met behulp van temperatuurcorrectienomogrammen.

Gebruik een hydrometer om snel de relatieve dichtheid van vloeistoffen in de praktijk te berekenen. Gebruik pyknometers en speciale weegschalen om relatieve en droge stoffen te meten. Een klassieke hydrometer is een glazen buis die aan de onderkant uitzet. Aan het onderste uiteinde van de buis bevindt zich een reservoir of een speciale substantie. Bovenaan de buis bevinden zich verdelingen die de numerieke waarde van de relatieve dichtheid van de onderzochte stof weergeven. Veel hydrometers zijn bovendien uitgerust met thermometers voor het meten van de temperatuur van de onderzochte stof.

De wet van Avogadro

De afstand van de moleculen van een gasvormige substantie tot elkaar hangt af van externe omstandigheden: druk en temperatuur. Onder dezelfde externe omstandigheden zijn de ruimtes tussen de moleculen van verschillende gassen hetzelfde. De wet van Avogadro, ontdekt in 1811, stelt dat gelijke volumes van verschillende gassen onder dezelfde externe omstandigheden (temperatuur en druk) hetzelfde aantal moleculen bevatten. Die. als V1=V2, T1=T2 en P1=P2, dan N1=N2, waarbij V het volume is, T de temperatuur is, P de druk is en N het aantal gasmoleculen is (index “1” voor één gas, “2” voor een ander).

Eerste uitvloeisel van de wet van Avogadro: molair volume

Het eerste uitvloeisel van de wet van Avogadro stelt dat hetzelfde aantal moleculen van welk gas dan ook onder dezelfde omstandigheden hetzelfde volume in beslag neemt: V1=V2 met N1=N2, T1=T2 en P1=P2. Het volume van één mol van welk gas dan ook (molair volume) is een constante waarde. Laten we niet vergeten dat 1 mol het aantal deeltjes van Avogadro bevat: 6,02x10^23 moleculen.

Het molaire volume van een gas hangt dus alleen af ​​van de druk en de temperatuur. Gassen worden doorgaans beschouwd bij normale druk en normale temperatuur: 273 K (0 graden Celsius) en 1 atm (760 mm Hg, 101325 Pa). Onder dergelijke normale omstandigheden, aangeduid met “n.s.”, is het molaire volume van elk gas 22,4 l/mol. Als u deze waarde kent, kunt u het volume van een bepaalde massa en een bepaalde hoeveelheid gas berekenen.

Tweede uitvloeisel van de wet van Avogadro: de relatieve dichtheid van gassen

Om de relatieve dichtheden van gassen te berekenen, wordt het tweede uitvloeisel van de wet van Avogadro gebruikt. Per definitie is de dichtheid van een stof de verhouding tussen zijn massa en zijn volume: ρ=m/V. Voor 1 mol van een stof is de massa gelijk aan de molaire massa M, en het volume gelijk aan het molaire volume V(M). De gasdichtheid is dus ρ=M(gas)/V(M).

Stel dat er twee gassen zijn – X en Y. Hun dichtheden en molaire massa’s – ρ(X), ρ(Y), M(X), M(Y), aan elkaar gerelateerd door de relaties: ρ(X)=M (X)/V(M), ρ(Y)=M(Y)/V(M). De relatieve dichtheid van gas X tot gas Y, aangegeven als Dy(X), is de verhouding van de dichtheden van deze gassen ρ(X)/ρ(Y): Dy(X)=ρ(X)/ρ(Y) =M(X)xV( M)/V(M)xM(Y)=M(X)/M(Y). De molaire volumes worden verkleind, en hieruit kunnen we concluderen dat de relatieve dichtheid van gas X tot gas Y gelijk is aan de verhouding van hun molaire of relatieve moleculaire massa (ze zijn numeriek gelijk).

Gasdichtheden worden vaak bepaald in relatie tot waterstof, het lichtste van alle gassen, waarvan de molaire massa 2 g/mol is. Die. als het probleem zegt dat een onbekend gas X een waterstofdichtheid heeft van bijvoorbeeld 15 (de relatieve dichtheid is een dimensieloze waarde!), dan zal het vinden van de molaire massa ervan niet moeilijk zijn: M(X)=15xM(H2)=15x2= 30 g/mol. Vaak wordt ook de relatieve dichtheid van het gas ten opzichte van lucht aangegeven. Hier moet je weten dat het gemiddelde relatieve molecuulgewicht van lucht 29 is, en je moet het niet met 2, maar met 29 vermenigvuldigen.

Gas - vergelijking van de relatieve moleculaire of molaire massa van een gas met die van een ander gas. In de regel wordt het gedefinieerd in relatie tot het lichtste gas: waterstof. Gassen worden ook vaak vergeleken met lucht.

Om aan te geven welk gas ter vergelijking is geselecteerd, wordt een index toegevoegd vóór het relatieve dichtheidssymbool van het testgas, en wordt de naam zelf tussen haakjes geschreven. Bijvoorbeeld DH2(SO2). Dit betekent dat de dichtheid is berekend met behulp van waterstof. Dit wordt gelezen als ‘dichtheid van zwaveloxide ten opzichte van waterstof’.

Om de dichtheid van een gas op basis van waterstof te berekenen, is het noodzakelijk om de molaire massa's van het gas en de waterstof die worden bestudeerd te bepalen met behulp van het periodiek systeem. Als het chloor en waterstof is, zien de indicatoren er als volgt uit: M(Cl2) = 71 g/mol en M(H2) = 2 g/mol. Als de dichtheid van waterstof wordt gedeeld door de dichtheid van chloor (71:2), is het resultaat 35,5. Dat wil zeggen dat chloor 35,5 keer zwaarder is dan waterstof.

De relatieve dichtheid van een gas is op geen enkele manier afhankelijk van externe omstandigheden. Dit wordt verklaard door de universele wetten van de toestand van gassen, die erop neerkomen dat veranderingen in temperatuur en druk niet leiden tot een verandering in hun volume. Voor eventuele wijzigingen in deze indicatoren worden de metingen precies hetzelfde uitgevoerd.

Om de dichtheid van een gas experimenteel te bepalen, heb je een kolf nodig waarin het gas kan worden geplaatst. De fles met gas moet twee keer worden gewogen: de eerste keer - door alle lucht eruit te pompen; de tweede - het vullen met het onderzochte gas. Het is ook noodzakelijk om vooraf het volume van de kolf te meten.

Eerst moet je het massaverschil berekenen en delen door het volume van de kolf. Het resultaat is de gasdichtheid onder de gegeven omstandigheden. Met behulp van de toestandsvergelijking kunt u de gewenste indicator berekenen onder normale of ideale omstandigheden.

U kunt de dichtheid van sommige gassen achterhalen met behulp van een samenvattende tabel, die kant-en-klare informatie bevat. Als het gas in de tabel is opgenomen, kunt u deze informatie gebruiken zonder aanvullende berekeningen of gebruik van formules. De dampdichtheid van water kan bijvoorbeeld worden achterhaald uit de tabel met watereigenschappen (Handboek van Rivkin S.L. et al.), het elektronische analoog ervan, of met behulp van programma's zoals WaterSteamPro en anderen.

Voor verschillende vloeistoffen treedt echter evenwicht met damp op bij verschillende dichtheden van laatstgenoemde. Dit wordt verklaard door het verschil in de krachten van intermoleculaire interactie. Hoe hoger het is, hoe sneller er evenwicht zal optreden (bijvoorbeeld kwik). Voor vluchtige vloeistoffen (bijvoorbeeld ether) kan evenwicht alleen optreden bij een significante dampdichtheid.

De dichtheid van verschillende natuurlijke gassen varieert van 0,72 tot 2,00 kg/m3 en hoger, relatief - van 0,6 tot 1,5 en hoger. De hoogste dichtheid geldt voor gassen met het hoogste gehalte aan zware koolwaterstoffen H2S, CO2 en N2, de laagste is voor droge methaangassen.

Eigenschappen worden bepaald door de samenstelling, temperatuur, druk en dichtheid. Deze laatste indicator wordt in het laboratorium bepaald. Het hangt van al het bovenstaande af. De dichtheid kan met behulp van verschillende methoden worden bepaald. Het meest nauwkeurig is het wegen op een nauwkeurige weegschaal in een dunwandige glazen container.

Meer dan dezelfde indicator voor aardgas. In de praktijk wordt voor deze verhouding 0,6:1 aangehouden. Statische statische elektriciteit neemt sneller af in vergelijking met gas. Bij drukken tot 100 MPa kan de dichtheid van aardgas groter zijn dan 0,35 g/cm3.

Er is vastgesteld dat de toename gepaard kan gaan met een toename van de temperatuur van de hydraatvorming. Aardgas met een lage dichtheid vormt hydraten bij hogere temperaturen in vergelijking met gassen met een hogere dichtheid.

Dichtheidsmeters worden nog maar net gebruikt en er blijven nog veel vragen over de werking en het testen ervan.

Een van de belangrijkste fysische eigenschappen van gasvormige stoffen is hun dichtheid.

DEFINITIE

Dikte is een scalaire fysieke grootheid, die wordt gedefinieerd als de verhouding tussen de massa van een lichaam en het volume dat het inneemt.

Deze hoeveelheid wordt meestal aangegeven met de Griekse letter r of de Latijnse letters D en D. De meeteenheid voor de dichtheid wordt in het SI-systeem beschouwd als kg/m 3 , en in het GHS - g/cm 3 . De gasdichtheid is een referentiewaarde; deze wordt meestal gemeten bij luchtdruk. u.

Met betrekking tot gassen wordt vaak het concept van “relatieve dichtheid” gebruikt. Deze waarde is de verhouding van de massa van een bepaald gas tot de massa van een ander gas in hetzelfde volume, bij dezelfde temperatuur en dezelfde druk, de relatieve dichtheid van het eerste gas tot het tweede genoemd.

Onder normale omstandigheden is de massa kooldioxide in een volume van 1 liter bijvoorbeeld 1,98 g, en de massa waterstof in hetzelfde volume en onder dezelfde omstandigheden is 0,09 g, waaruit de dichtheid van kooldioxide door waterstof zal zijn: 1,98 / 0, 09 = 22.

Relatieve gasdichtheid

Laten we de relatieve gasdichtheid m 1 / m 2 aangeven met de letter D. Dan

Daarom is de molaire massa van een gas gelijk aan de dichtheid ervan ten opzichte van een ander gas, vermenigvuldigd met de molaire massa van het tweede gas.

Vaak worden de dichtheden van verschillende gassen bepaald in relatie tot waterstof, als het lichtste van alle gassen. Omdat de molaire massa van waterstof 2,0158 g/mol bedraagt, heeft de vergelijking voor het berekenen van de molaire massa in dit geval de volgende vorm:

of, als we de molaire massa van waterstof afronden op 2:

Als we bijvoorbeeld met behulp van deze vergelijking de molaire massa van kooldioxide berekenen, waarvan de dichtheid voor waterstof, zoals hierboven aangegeven, 22 is, vinden we:

M(CO2) = 2 × 22 = 44 g/mol.

De dichtheid van een gas kan in laboratoriumomstandigheden als volgt onafhankelijk worden bepaald: u moet een glazen fles met een kraan nemen en deze op een analytische balans wegen. Het begingewicht is het gewicht van de kolf waaruit alle lucht is weggepompt, het eindgewicht is het gewicht van de kolf die tot een bepaalde druk is gevuld met het te testen gas. Het verschil in verkregen massa moet worden gedeeld door het volume van de kolf. De berekende waarde is de dichtheid van het gas onder deze omstandigheden.

p 1 /p N ×V 1 /m×m/V N = T 1 /T N ;

omdat m/V 1 = r 1 en m/V N = r N , dat vinden we

r N = r 1 ×p N /p 1 ×T 1 /T N .

De onderstaande tabel toont de dichtheden van sommige gassen.

Tabel 1. Dichtheid van gassen onder normale omstandigheden.

Voorbeelden van probleemoplossing

VOORBEELD 1

Oefening De relatieve dichtheid van het gas voor waterstof is 27. De massafractie van het waterstofelement daarin is 18,5% en het boorelement is 81,5%. Bepaal de formule van het gas.
Oplossing De massafractie van element X in een molecuul met de samenstelling NX wordt berekend met behulp van de volgende formule:

ω (X) = n × Ar (X) / M (HX) × 100%.

Laten we het aantal waterstofatomen in het molecuul aangeven met “x” en het aantal booratomen met “y”.

Laten we de overeenkomstige relatieve atoommassa's van de elementen waterstof en boor vinden (de waarden van de relatieve atoommassa's uit het periodiek systeem van D.I. Mendelejev zijn afgerond op hele getallen).

Ar(B) = 11; Ar(H) = 1.

We verdelen het percentage elementen van de overeenkomstige relatieve atoommassa's. We zullen dus de relatie vinden tussen het aantal atomen in het molecuul van de verbinding:

x:y = ω(H)/Ar(H) : ω(B)/Ar(B);

x:y = 18,5/1: 81,5/11;

x:y = 18,5: 7,41 = 2,5: 1 = 5: 2.

Dit betekent dat de eenvoudigste formule voor de verbinding van waterstof en boor H 5 B 2 is.

De molaire massa van een gas kan worden bepaald aan de hand van de waterstofdichtheid:

M-gas = M(H 2) × D H2 (gas);

M-gas = 2 × 27 = 54 g/mol.

Om de ware formule van de verbinding van waterstof en boor te vinden, vinden we de verhouding van de resulterende molmassa's:

M-gas / M(H 5 B 2) = 54 / 27 = 2.

M(H 5 B 2) = 5 × Ar(H) + 2 × Ar(B) = 5 × 1 + 2 × 11 = 5 + 22 = 27 g/mol.

Dit betekent dat alle indices in de formule H 5 B 2 met 2 moeten worden vermenigvuldigd. De formule van de stof ziet er dus uit als H 10 B 4.

Antwoord Gasformule - H 10 B 4

VOORBEELD 2

Oefening Bereken de relatieve dichtheid van kooldioxide CO 2 in de lucht.
Oplossing Om de relatieve dichtheid van het ene gas ten opzichte van het andere te berekenen, moet de relatieve molecuulmassa van het eerste gas worden gedeeld door de relatieve molecuulmassa van het tweede gas.

Er wordt aangenomen dat het relatieve molecuulgewicht van lucht 29 is (rekening houdend met het gehalte aan stikstof, zuurstof en andere gassen in de lucht). Opgemerkt moet worden dat het concept van "relatieve moleculaire massa van lucht" voorwaardelijk wordt gebruikt, aangezien lucht een mengsel van gassen is.

D lucht (CO 2) = M r (CO 2) / M r (lucht);

D lucht (CO 2 ) = 44 / 29 = 1,52.

M r (CO 2) = A r (C) + 2 × A r (O) = 12 + 2 × 16 = 12 + 32 = 44.

Antwoord De relatieve dichtheid van kooldioxide in de lucht is 1,52.

ρ = m (gas) / V (gas)

D bij Y (X) = M (X) / M (Y)


Daarom:
D door de lucht = M (gas X) / 29

Dynamische en kinematische viscositeit van gas.

De viscositeit van gassen (het fenomeen van interne wrijving) is het optreden van wrijvingskrachten tussen gaslagen die parallel en met verschillende snelheden ten opzichte van elkaar bewegen.
De interactie van twee gaslagen wordt beschouwd als een proces waarbij momentum van de ene laag naar de andere wordt overgedragen.
De wrijvingskracht per oppervlakte-eenheid tussen twee gaslagen, gelijk aan de impuls die per seconde van laag naar laag door een oppervlakte-eenheid wordt overgedragen, wordt bepaald door De wet van Newton:

- snelheidsgradiënt in de richting loodrecht op de bewegingsrichting van de gaslagen.
Het minteken geeft aan dat het momentum wordt overgedragen in de richting van afnemende snelheid.
- dynamische viscositeit.
, Waar
- gasdichtheid,
- rekenkundige gemiddelde snelheid van moleculen,
- het gemiddelde vrije pad van moleculen.



- kinematische viscositeitscoëfficiënt.

Kritische gasparameters: Tcr, Pcr.

De kritische temperatuur is de temperatuur waarboven het gas, bij welke druk dan ook, niet in vloeibare toestand kan worden omgezet. De druk die nodig is om een ​​gas bij een kritische temperatuur vloeibaar te maken, wordt kritisch genoemd. Gegeven gasparameters. De gegeven parameters zijn dimensieloze grootheden die laten zien hoe vaak de werkelijke parameters van de gastoestand (druk, temperatuur, dichtheid, specifiek volume) groter of kleiner zijn dan de kritische:

Boorgatproductie en ondergrondse gasopslag.

Gasdichtheid: absoluut en relatief.

Gasdichtheid is een van de belangrijkste kenmerken. Als we het hebben over de dichtheid van een gas, bedoelen we meestal de dichtheid onder normale omstandigheden (dat wil zeggen bij temperatuur en druk). Bovendien wordt vaak de relatieve dichtheid van een gas gebruikt, dat wil zeggen de verhouding tussen de dichtheid van een bepaald gas en de dichtheid van lucht onder dezelfde omstandigheden. Het is gemakkelijk in te zien dat de relatieve dichtheid van een gas niet afhankelijk is van de omstandigheden waarin het zich bevindt, omdat volgens de wetten van de gastoestand de volumes van alle gassen in gelijke mate veranderen met veranderingen in druk en temperatuur.

De absolute dichtheid van een gas is de massa van 1 liter gas onder normale omstandigheden. Voor gassen wordt dit gewoonlijk gemeten in g/l.

ρ = m (gas) / V (gas)

Als we 1 mol gas nemen, dan:

en de molaire massa van een gas kan worden gevonden door de dichtheid te vermenigvuldigen met het molaire volume.

Relatieve dichtheid D is een waarde die aangeeft hoe vaak gas X zwaarder is dan gas Y. Deze wordt berekend als de verhouding van de molmassa's van gassen X en Y:

D bij Y (X) = M (X) / M (Y)

Vaak worden voor berekeningen de relatieve gasdichtheden van waterstof en lucht gebruikt.

Relatieve dichtheid van gas X ten opzichte van waterstof:

D door H2 = M (gas X) / M (H2) = M (gas X) / 2

Lucht is een mengsel van gassen, dus daarvoor kan alleen de gemiddelde molaire massa worden berekend.

Er wordt aangenomen dat de waarde ervan 29 g/mol is (gebaseerd op de geschatte gemiddelde samenstelling).
Daarom:
D door de lucht = M (gas X) / 29

Dichtheid wordt gewoonlijk een fysieke grootheid genoemd die de verhouding bepaalt tussen de massa van een object, substantie of vloeistof en het volume dat het in de ruimte inneemt. Laten we het hebben over wat dichtheid is, hoe de dichtheid van een lichaam en een substantie verschilt, en hoe (met behulp van welke formule) dichtheid in de natuurkunde kan worden gevonden.

Soorten dichtheid

Er moet worden verduidelijkt dat dichtheid in verschillende typen kan worden verdeeld.

Afhankelijk van het object dat wordt bestudeerd:

  • De dichtheid van een lichaam is – voor homogene lichamen – de directe verhouding tussen de massa van een lichaam en het volume ervan in de ruimte.
  • De dichtheid van een stof is de dichtheid van de lichamen die uit deze stof bestaan. De dichtheid van stoffen is constant. Er zijn speciale tabellen die de dichtheid van verschillende stoffen aangeven. De dichtheid van aluminium is bijvoorbeeld 2,7 * 103 kg/m3. Als we de dichtheid van aluminium kennen en de massa van het lichaam dat ervan is gemaakt, kunnen we het volume van dit lichaam berekenen. Of, wetende dat het lichaam uit aluminium bestaat en het volume van dit lichaam kennen, kunnen we gemakkelijk de massa ervan berekenen. We zullen later bekijken hoe we deze grootheden kunnen vinden, wanneer we een formule afleiden voor het berekenen van de dichtheid.
  • Als een lichaam uit meerdere stoffen bestaat, is het voor het bepalen van de dichtheid noodzakelijk om voor elke stof afzonderlijk de dichtheid van de delen ervan te berekenen. Deze dichtheid wordt de gemiddelde dichtheid van het lichaam genoemd.

Afhankelijk van de porositeit van de stof waaruit het lichaam is samengesteld:

  • Ware dichtheid is de dichtheid die wordt berekend zonder rekening te houden met holtes in het lichaam.
  • Het soortelijk gewicht - of schijnbare dichtheid - is datgene dat wordt berekend rekening houdend met de holtes van een lichaam dat uit een poreuze of kruimelige substantie bestaat.

Dus hoe vind je dichtheid?

Formule voor het berekenen van de dichtheid

De formule om de dichtheid van een lichaam te helpen vinden is als volgt:

  • p = m / V, waarbij p de dichtheid van de substantie is, m de massa van het lichaam is, V het volume van het lichaam in de ruimte is.

Als we de dichtheid van een bepaald gas berekenen, ziet de formule er als volgt uit:

  • p = M / V m p - gasdichtheid, M - molaire gasmassa, V m - molair volume, dat onder normale omstandigheden 22,4 l/mol is.

Voorbeeld: de massa van een stof is 15 kg, deze beslaat 5 liter. Wat is de dichtheid van de stof?

Oplossing: vervang de waarden in de formule

  • p = 15 / 5 = 3 (kg/l)

Antwoord: de dichtheid van de stof is 3 kg/l

Dichtheid eenheden

Naast dat u weet hoe u de dichtheid van een lichaam en substantie kunt vinden, moet u ook de meeteenheden voor dichtheid kennen.

  • Voor vaste stoffen - kg/m 3, g/cm 3
  • Voor vloeistoffen - 1 g/l of 10 3 kg/m 3
  • Voor gassen - 1 g/l of 10 3 kg/m 3

U kunt meer lezen over dichtheidseenheden in ons artikel.

Hoe u thuis dichtheid kunt vinden

Om de dichtheid van een lichaam of substantie thuis te vinden, heb je het volgende nodig:

  1. Schubben;
  2. Centimeter als het lichaam massief is;
  3. Een vat als je de dichtheid van een vloeistof wilt meten.

Om de dichtheid van een lichaam thuis te bepalen, moet je het volume ervan meten met behulp van een centimeter of vat, en vervolgens het lichaam op de weegschaal plaatsen. Als u de dichtheid van een vloeistof meet, zorg er dan voor dat u de massa van de container waarin u de vloeistof heeft gegoten, aftrekt voordat u uw berekeningen maakt. Het is veel moeilijker om de dichtheid van gassen thuis te berekenen, we raden aan kant-en-klare tabellen te gebruiken die de dichtheid van verschillende gassen al aangeven.

ρ = m (gas) / V (gas)

D bij Y (X) = M (X) / M (Y)

Daarom:
D door de lucht = M (gas X) / 29

Dynamische en kinematische viscositeit van gas.

De viscositeit van gassen (het fenomeen van interne wrijving) is het optreden van wrijvingskrachten tussen gaslagen die parallel en met verschillende snelheden ten opzichte van elkaar bewegen.
De interactie van twee gaslagen wordt beschouwd als een proces waarbij momentum van de ene laag naar de andere wordt overgedragen.
De wrijvingskracht per oppervlakte-eenheid tussen twee gaslagen, gelijk aan de impuls die per seconde van laag naar laag door een oppervlakte-eenheid wordt overgedragen, wordt bepaald door De wet van Newton:

Snelheidsgradiënt in een richting loodrecht op de bewegingsrichting van gaslagen.
Het minteken geeft aan dat het momentum wordt overgedragen in de richting van afnemende snelheid.
- dynamische viscositeit.
, Waar
- gasdichtheid,
- rekenkundige gemiddelde snelheid van moleculen,
- het gemiddelde vrije pad van moleculen.

Kinematische viscositeitscoëfficiënt.

Kritische gasparameters: Tcr, Pcr.

De kritische temperatuur is de temperatuur waarboven het gas, bij welke druk dan ook, niet in vloeibare toestand kan worden omgezet. De druk die nodig is om een ​​gas bij een kritische temperatuur vloeibaar te maken, wordt kritisch genoemd. Gegeven gasparameters. De gegeven parameters zijn dimensieloze grootheden die laten zien hoe vaak de werkelijke parameters van de gastoestand (druk, temperatuur, dichtheid, specifiek volume) groter of kleiner zijn dan de kritische:

Boorgatproductie en ondergrondse gasopslag.

Gasdichtheid: absoluut en relatief.

Gasdichtheid is een van de belangrijkste kenmerken. Als we het hebben over de dichtheid van een gas, bedoelen we meestal de dichtheid onder normale omstandigheden (dat wil zeggen bij temperatuur en druk). Bovendien wordt vaak de relatieve dichtheid van een gas gebruikt, dat wil zeggen de verhouding tussen de dichtheid van een bepaald gas en de dichtheid van lucht onder dezelfde omstandigheden. Het is gemakkelijk in te zien dat de relatieve dichtheid van een gas niet afhankelijk is van de omstandigheden waarin het zich bevindt, omdat volgens de wetten van de gastoestand de volumes van alle gassen in gelijke mate veranderen met veranderingen in druk en temperatuur.

De absolute dichtheid van een gas is de massa van 1 liter gas onder normale omstandigheden. Voor gassen wordt dit gewoonlijk gemeten in g/l.

ρ = m (gas) / V (gas)

Als we 1 mol gas nemen, dan:

en de molaire massa van een gas kan worden gevonden door de dichtheid te vermenigvuldigen met het molaire volume.

Relatieve dichtheid D is een waarde die aangeeft hoe vaak gas X zwaarder is dan gas Y. Deze wordt berekend als de verhouding van de molmassa's van gassen X en Y:

D bij Y (X) = M (X) / M (Y)

Vaak worden voor berekeningen de relatieve gasdichtheden van waterstof en lucht gebruikt.

Relatieve dichtheid van gas X ten opzichte van waterstof:

D door H2 = M (gas X) / M (H2) = M (gas X) / 2

Lucht is een mengsel van gassen, dus daarvoor kan alleen de gemiddelde molaire massa worden berekend.

Er wordt aangenomen dat de waarde ervan 29 g/mol is (gebaseerd op de geschatte gemiddelde samenstelling).
Daarom:
D door de lucht = M (gas X) / 29

De gasdichtheid B(рв, g/l) wordt bepaald door het wegen (mв) van een kleine glazen fles met een bekend volume met gas (Fig. 274, a) of een gaspyknometer (zie Fig. 77), met behulp van de formule

waarbij V het volume van de kegel (5 - 20 ml) of pyknometer is.

De kolf wordt tweemaal gewogen: eerst geëvacueerd en vervolgens gevuld met het testgas. Uit het verschil in de waarden van de 2 verkregen massa's wordt de massa van het gas mв, g bepaald. Bij het vullen van de kolf met gas wordt de druk gemeten en bij het wegen de omgevingstemperatuur, die als maatstaf wordt genomen. temperatuur van het gas in de kolf. De gevonden waarden van p en T van het gas maken het mogelijk om de dichtheid van het gas onder normale omstandigheden (0 °C; ongeveer 0,1 MPa) te berekenen.

Om de correctie voor het massaverlies van een kegel met gas in de lucht te verminderen bij het wegen als container, wordt op de andere arm van de evenwichtsbalk een afgesloten kegel van exact hetzelfde volume geplaatst.

Rijst. 274. Instrumenten voor het bepalen van de gasdichtheid: kegel- (a) en vloeistof- (b) en kwik- (c) effluentmeters

Het oppervlak van deze kolf wordt telkens op precies dezelfde manier behandeld (schoongemaakt) als bij het wegen met gas.

Tijdens het evacuatieproces wordt de kolf lichtjes verwarmd en enkele uren aangesloten op het vacuümsysteem, omdat resterende lucht en vocht moeilijk te verwijderen zijn. Het volume van een geëvacueerde kegel kan veranderen als gevolg van compressie van de wanden door atmosferische druk. De fout bij het bepalen van de dichtheid van lichte gassen uit een dergelijke compressie kan 1% bedragen. In sommige gevallen wordt voor een gas ook de relatieve dichtheid dв bepaald, d.w.z. de verhouding van de dichtheid van een bepaald gas рв tot de dichtheid van een ander gas, standaard gekozen р0, genomen bij dezelfde temperatuur en druk:

waarbij Mb en Mo respectievelijk de molmassa's zijn van het testgas B en het standaardgas, bijvoorbeeld lucht of waterstof, g/mol.

Voor waterstof M0 = 2,016 g/mol dus

Uit deze relatie kan de molaire massa van het gas worden bepaald als deze als ideaal wordt beschouwd.

Een snelle methode om de dichtheid van een gas te bepalen, is door de duur van de stroming uit een klein gaatje onder druk te meten, wat evenredig is aan de stroomsnelheid.


waarbij τв en τo ~ stroomtijd van respectievelijk gas B en lucht.

De gasdichtheid wordt met deze methode gemeten met behulp van de effusiemeter (Fig. 274.6) - een brede cilinder van ongeveer 400 mm hoog, waarin zich een vat 5 bevindt met een basis 7 uitgerust met gaten voor de inlaat en uitlaat van vloeistof. Op vat 5 bevinden zich twee markeringen M1 en M2 voor het aflezen van het gasvolume, waarvan de vervaltijd wordt waargenomen. Klep 3 dient voor gasinlaat en klep 2 voor uitlaat via capillair 1. Thermometer 4 regelt de gastemperatuur.

De gasdichtheid wordt als volgt bepaald door de stroomsnelheid. Vul cilinder b met een vloeistof waarin het gas vrijwel onoplosbaar is, zodat ook vat 5 boven de markering M2 gevuld is. Vervolgens wordt via kraan 3 de vloeistof uit vat 5 geperst met het testgas onder de markering M1, en alle vloeistof moet in de cilinder achterblijven. Nadat u klep 3 hebt gesloten, opent u vervolgens klep 2 en laat u overtollig gas door capillair 1 ontsnappen. Zodra de vloeistof de M1-markering bereikt, zet u de stopwatch aan. De vloeistof, die het gas verdringt, stijgt geleidelijk naar de M2-markering. Op het moment dat de vloeibare meniscus de M2-markering raakt, wordt de stopwatch uitgeschakeld. Het experiment wordt 2-3 keer herhaald. Soortgelijke handelingen worden uitgevoerd met lucht, waarbij vat 5 grondig wordt gespoeld van eventueel achtergebleven testgas. Verschillende waarnemingen van de duur van de gasuitstroom mogen niet meer dan 0,2 - 0,3 s verschillen.

Als het onmogelijk is om voor het onderzochte gas een vloeistof te selecteren waarin het enigszins oplosbaar zou zijn, wordt een kwikeffusiemeter gebruikt (Fig. 274, c). Het bestaat uit een glazen vat 4 met een driewegklep 1 en een nivelleringsvat 5 gevuld met kwik. Vat 4 bevindt zich in glazen vat 3, dat als thermostaat dient. Via kraan 1 wordt gas in vat 4 geleid, waardoor het kwik tot onder de markering M1 wordt verplaatst. Het testgas of de lucht wordt vrijgegeven via capillair 2, waardoor het egalisatievat 5 omhoog komt. Gevoeliger instrumenten voor het bepalen van de dichtheid van gassen zijn de Stok-gashydrometer (Fig. 275a) en gasweegschalen.

Alfred Stock (1876-1946) - Duitse anorganisch chemicus en analist.

In de Stok-hydrometer wordt het ene uiteinde van de kwartsbuis opgeblazen tot een dunwandige bal 1 met een diameter van 30 - 35 mm, gevuld met lucht, en het andere uiteinde wordt teruggetrokken in een haar 7. Een klein ijzeren staafje 3 wordt stevig samengedrukt in de buis.

Rijst. 275. Staafhydrometer (a) en installatieschema (b)

De punt van de snede met een bal rust op een kwarts- of agaatsteun. De buis met de kogel wordt in een kwartsvat 5 met een gepolijste ronde stop geplaatst. Buiten het vat bevindt zich een solenoïde 6 met een ijzeren kern. Met behulp van een stroom van variërende sterkte die door de solenoïde vloeit, wordt de positie van de tuimelaar uitgelijnd met de kogel, zodat de haar 7 precies naar de nulindicator 8 wijst. De positie van de haar wordt waargenomen met behulp van een telescoop of microscoop.

De stuurpenhydrometer is aan buis 2 gelast om eventuele trillingen te elimineren.

De bal en de buis zijn in evenwicht bij een gegeven dichtheid van het omringende gas. Als in vat 5 het ene gas wordt vervangen door een ander gas met constante druk, dan zal het evenwicht worden verstoord door een verandering in de gasdichtheid. Om dit te herstellen is het noodzakelijk om ofwel staaf 3 naar beneden te trekken met elektromagneet 6 wanneer de gasdichtheid afneemt, ofwel hem omhoog te laten stijgen wanneer de dichtheid toeneemt. De hoeveelheid stroom die door de solenoïde vloeit wanneer het evenwicht is bereikt, is recht evenredig met de verandering in dichtheid.

Het apparaat wordt gekalibreerd met behulp van gassen met een bekende dichtheid. De nauwkeurigheid van de Stok hydrometer is 0,01 - 0,1%, de gevoeligheid is ongeveer UP tot "7 g, het meetbereik is van 0 tot 4 g / l.

Installatie met een Stok hydrometer. De staafhydrometer / (Fig. 275.6) is zo op het vacuümsysteem aangesloten dat deze als aan een veer aan buis 2 hangt. Elleboog 3 van buis 2 wordt ondergedompeld in een Dewar-vat 4 met een koelmengsel waardoor de temperatuur niet hoger dan -80 o C kan worden gehouden voor condensatie van kwikdamp, als een diffusiekwikpomp wordt gebruikt om een ​​vacuüm in de hydrometer te creëren . Kraan 5 verbindt de hydrometer met de kolf die het onderzochte gas bevat. De val beschermt de diffusiepomp tegen de invloed van het testgas, en apparaat 7 dient om de druk nauwkeurig te regelen. Het gehele systeem is via een slang aangesloten op een diffusiepomp.

Het gasvolume wordt gemeten met behulp van gekalibreerde gasbaretten (zie Afb. 84) met een thermostatisch geregelde watermantel. Om correcties voor capillaire verschijnselen te voorkomen, worden gas 3 en compensatie 5 buretten met dezelfde diameter geselecteerd en naast elkaar in een thermostatische mantel 4 geplaatst (Fig. 276). Kwik, glycerine en andere vloeistoffen die het onderzochte gas slecht oplossen, worden gebruikt als barrièrevloeistoffen.

Dit apparaat wordt als volgt bediend. Vul eerst de buretten met vloeistof tot een niveau boven kraan 2, waardoor vat b omhoog komt. Vervolgens wordt de gasburet op de gasbron aangesloten en ingebracht, waarbij vat b omlaag wordt gebracht, waarna klep 2 wordt gesloten. Om de gasdruk in buret 3 gelijk te maken met de atmosferische druk wordt vat b dichtbij de buret gebracht en op een zodanige hoogte ingesteld dat de kwikmenisci in de compensatie 5 en gasburet 3 zich op hetzelfde niveau bevinden. Omdat de compensatieburet in verbinding staat met de atmosfeer (het boveneinde is open), zal bij deze positie van de menisci de gasdruk in de gasburet gelijk zijn aan de atmosferische druk.

Meet tegelijkertijd de atmosferische druk met een barometer en de temperatuur van het water in mantel 4 met thermometer 7.

Het gevonden gasvolume wordt op normale omstandigheden gebracht (0 °C; 0,1 MPa), met behulp van de vergelijking voor een ideaal gas:

V0 en V zijn respectievelijk het volume (l) gas gereduceerd tot normale omstandigheden en het gemeten volume gas bij temperatuur t (°C); p - atmosferische druk op het moment dat het gasvolume wordt gemeten, torr.

Als het gas waterdamp bevat of zich in een vat boven water of een waterige oplossing bevond voordat het volume ervan werd gemeten, dan wordt het volume op normale omstandigheden gebracht, rekening houdend met de waterdampdruk p1 bij de temperatuur van het experiment (zie Tabel 37). ):

De vergelijkingen worden gebruikt als de atmosferische druk bij het meten van het gasvolume relatief dicht bij 760 torr lag. De druk van een echt gas is altijd lager dan die van een ideaal gas vanwege de interactie van moleculen. Daarom wordt een correctie voor de niet-idealiteit van het gas, ontleend aan speciale naslagwerken, geïntroduceerd in de gevonden waarde van het gasvolume.

Ministerie van Onderwijs en Wetenschappen van de Russische Federatie

Begrotingsonderwijsinstelling voor hoger beroepsonderwijs van de federale staat

"Russische Staatsuniversiteit voor Olie en Gas vernoemd naar. IMGubkina"

EEN. Timashev, TA Berkunova, EA Mamedov

BEPALING VAN DE GASDICHTHEID

Richtlijnen voor het uitvoeren van laboratoriumwerk in de disciplines "Technologie van de werking van gasbronnen" en "Ontwikkeling en werking van gas- en gascondensaatvelden" voor studenten van specialismen:

RG, RN, RB, MB, MO, GR, GI, GP, GF

Bewerkt door Professor A.I. Ermolaeva

Moskou 2012

Bepaling van de gasdichtheid.

Richtlijnen voor het uitvoeren van laboratoriumwerkzaamheden / A.N. Timashev,

TA Berkunova, EA Mamedov - M.: Russische Staatsuniversiteit voor Olie en Gas, vernoemd naar I.M. Goebkina, 2012.

Methoden voor laboratoriumbepaling van de gasdichtheid worden geschetst. De basis is de huidige GOST 17310 - 2002.

De richtlijnen zijn bedoeld voor studenten van olie- en gasuniversiteiten in de volgende specialismen: RG, RN, RB, MB, MO, GR, GI, GP, GF.

De publicatie is opgesteld door het Department of Development and Operation of Gas and Gas-

zocondensaatafzettingen.

Gepubliceerd bij besluit van de educatieve en methodologische commissie van de Faculteit Ontwikkeling

Bodems van olie- en gasvelden.

Invoering……………………………………………………………………………….

Basisdefinities.................................................................................................

Dichtheid van aardgas bij atmosferische druk…………..

Relatieve dichtheid van gas.................................................................

Dichtheid van aardgas bij drukken en temperaturen..........

Laboratoriummethoden voor het bepalen van de dichtheid van aardgas....

Pyknometrische methode.................................................................................

Berekeningsformules……………………………………………………..

De procedure voor het bepalen van de dichtheid.............................................................................

Berekening van de gasdichtheid……………………………………………………………………

Bepaling van de gasdichtheid door de uitstroommethode……………..

Afleiding van relaties voor het bepalen van de dichtheid van de bestudeerde ha-

achter………………………………………………………………………..

2.2.2. Werkwijze van de werkzaamheden.................................................................................

2.2.3. Verwerking van meetresultaten……………………………..

Controlevragen..................................................................

Literatuur…………………………………………………………….

Bijlage A.................................................................................

Bijlage B……………………………………………………….

Bijlage B………………………………………………………………………………

Invoering

Fysische eigenschappen van natuurlijke gassen en koolwaterstofcondensaten worden gebruikt

worden zowel in de ontwerpfase van de ontwikkeling als in de ontwikkeling van de locatie gebruikt

dichtheid van aardgas, en bij de analyse en controle van veldontwikkeling,

werking van het systeem voor het verzamelen en bereiden van producten uit gas- en gascondensaatputten. Een van de belangrijkste fysische eigenschappen die moet worden bestudeerd, is de dichtheid van gasafzettingen.

Omdat de gassamenstelling van aardgasvelden complex is,

bestaande uit koolwaterstoffen (alkanen, cycloalkanen en arenen) en niet-koolwaterstoffen

componenten (stikstof, helium en andere zeldzame aardgassen, evenals zure componenten).

nenten H2S en CO2), is er behoefte aan laboratoriumbepaling van de dichtheid

sti-gassen.

In deze methodologische instructie worden rekenmethoden voor het bepalen besproken

bepaling van de gasdichtheid met behulp van een bekende samenstelling, evenals twee laboratoriummethoden voor het bepalen van de gasdichtheid: pyknometrisch en de methode van stroming door een capillair

1. Basisdefinities

1.1. Dichtheid van aardgas bij atmosferische druk

De gasdichtheid is gelijk aan de massa M in een eenheidsvolume van de stof

va. Er zijn gasdichtheden bij normale temperaturen P 0,1013 mPa, T 273 K en

standaard met P 0,1013 MPa, T 293 K

onder omstandigheden, maar ook onder welke druk dan ook

temperatuur Р en temperatuur Т Р, Т.

bekend molecuulgewicht

dichtheid onder normale omstandigheden gelijk is aan

onder standaardomstandigheden

Waarbij M de molecuulmassa van het gas is, kg/kmol; 22,41 en 24,04, m3/kmol – molair gasvolume, respectievelijk, bij normaal (0,1013 MPa, 273 K) en standaard

(0,1013 MPa, 293 K) omstandigheden.

Voor natuurlijke gassen bestaande uit koolwaterstof- en niet-koolwaterstofcomponenten (zuur en inert), de schijnbare molecuulmassa M k

bepaald door de formule

êã/ êì î ëü,

waarbij Mi het molecuulgewicht van de i-de component kg/kmol is, ni het molpercentage van de i-de component in het mengsel is;

k – aantal componenten in het mengsel (aardgas).

De dichtheid van aardgas cm is gelijk aan

bij 0,1 MPa en 293 K

bij 0,1 MPa en 293 K

i is de dichtheid van de i-de component bij 0,1 MPa en 293 K.

Gegevens over afzonderlijke componenten worden weergegeven in Tabel 1.

Dichtheidsomzetting onder verschillende temperatuur- en drukomstandigheden

0,1013 MPa (101,325 kPa) in bijlage B.

1.2. Relatieve gasdichtheid

In de praktijk van technische berekeningen is het concept van relatief

aire dichtheid gelijk aan de verhouding van de gasdichtheid tot de luchtdichtheid bij dezelfde druk- en temperatuurwaarden. Normaal gesproken worden normale of standaardomstandigheden als referentie genomen, waarbij de luchtdichtheid geldt

verantwoord bedraagt ​​0 1,293 kg/m 3 en 20 1,205 kg/m 3. Dan het familielid

De aardgasdichtheid is gelijk aan

1.3. Dichtheid van aardgas bij drukken en temperaturen

Gasdichtheid voor omstandigheden in de productieve formatie, boorgat, gas

draden en apparaten bij de juiste druk en temperatuur bepalen

wordt berekend volgens de volgende formule

waarbij P en T de druk en temperatuur zijn op de plaats waar de gasdichtheid wordt berekend; 293 K en 0,1013 MPa zijn standaardomstandigheden bij plaatsing in cm;

z ,z 0 – supercompressibiliteitscoëfficiënten van gas, respectievelijk bij Р en Т en stan-

dartvoorwaarden (waarde z 0 = 1).

De eenvoudigste manier om de supercompressibiliteitscoëfficiënt z te bepalen is de grafische methode. De afhankelijkheid van z van de gegeven parameters is vooraf

getoond in afb. 1.

Voor een ééncomponentgas (puur gas) worden de gegeven parameters bepaald

verdeeld volgens formules

en Tc zijn kritische gasparameters.

Voor meercomponenten (aard)gassen vooraf berekenen

xia pseudokritische drukken en temperaturen volgens de afhankelijkheden

T nskn iT ci /100,

en Tc zijn de kritische parameters van de i-de gascomponent.

Omdat de samenstelling van aardgas wordt bepaald op butaan C4 H10

of hexaan C6 H14

inclusief, en alle andere componenten worden gecombineerd tot een rest (pseudocom-

component) C5+ of C7+, in dit geval worden de kritische parameters bepaald door het formulier

Op 100 M vanaf 5 240 en 700d vanaf 5 950,

M s 5 – molecuulgewicht van C5+ (C7+) kg/kmol;

d c 5 – dichtheid van de pseudocomponent C5+ (C7+), kg/m3.

Afhankelijkheid tussen M en

gevonden door Craigs formule

tafel 1

Indicatoren van aardgascomponenten

Indicatoren

Componenten

Moleculaire massa,

Mkg/kmol

Dichtheid, kg/m3 0,1

Dichtheid, kg/m3 0,1

Relatieve dichtheid

Kritiek volume

dm3/kmol

kritische druk,

Kritische temperatuur

Kritische samendrukbaarheid

brug, zkr

Acentrische factor

Figuur 1 – Afhankelijkheid van de supercompressibiliteitscoëfficiënt z van de gegeven parameters Ppr en Tpr

2. Laboratoriummethoden voor het bepalen van de dichtheid van aardgas

2.1. Pyknometrische methode

De pyknometrische methode is vastgelegd door de GOST 17310-2002-standaard, in overeenstemming met

waarmee de dichtheid (relatieve dichtheid) van gassen en gasmengsels wordt bepaald.

De essentie van de methode is het wegen van een glazen pyknometer met een volume van 100-200 cm3 in serie met gedroogde lucht en gedroogd afval.

het volgende gas bij dezelfde temperatuur en druk.

De dichtheid van droge lucht is een referentiewaarde. Als u het interne volume van de pyknometer kent, is het mogelijk om de dichtheid van aardgas met onbekende samenstelling te bepalen

(testgas). Om dit te doen, wordt eerst het interne volume van de pyknometer ("watergetal") bepaald door de pyknometer afwisselend te wegen met gedroogde lucht en gedestilleerd water, waarvan de dichtheden bekend zijn. Weeg dan

Er wordt een pyknometer gevuld met het testgas genaaid. Het verschil in massa tussen de pyknometer met het testgas en de pyknometer met lucht, gedeeld door het volume van de pyknometer (“watergetal”) wordt opgeteld bij de dichtheidswaarde van droge lucht,

wat uiteindelijk neerkomt op de dichtheid van het onderzochte gas.

Hieronder ziet u de uitvoer van de rekenformules.

2.1.1. Berekeningsformules

De dichtheid van aardgas wordt bepaald met behulp van de pyknometrische methode op basis van de volgende relaties:

g – gasdichtheid onder meetomstandigheden, g/dm3 kg;

vz – luchtdichtheid onder meetomstandigheden, g/dm3 kg;

Mg – gasmassa in een pyknometer, g;

Mvs – luchtmassa in de pyknometer, g;