Buna göreli yoğunluk denir. Gaz yoğunluğu: mutlak ve bağıl

Talimat

Görevle başa çıkmak için, bağıl yoğunluktaki formülleri kullanmak gerekir:

İlk olarak, D.I. tablosundan hesaplanabilen amonyağın bağıl moleküler ağırlığını bulun. Mendeleyev.

Ar (N) = 14, Ar (H) = 3 x 1 = 3, dolayısıyla
Bay(NH3) = 14 + 3 = 17

Hava ile bağıl yoğunluğu belirlemek için elde edilen verileri formülde değiştirin:
D (hava) = Bay (amonyak) / Bay (hava);
D (hava) = Bay (amonyak) / 29;
D (hava) = 17/ 29 = 0,59.

Örnek No. 2. Amonyağın hidrojene göre bağıl yoğunluğunu hesaplayın.

Hidrojenin nispi yoğunluğunu belirlemek için formüldeki verileri değiştirin:
D (hidrojen) = Bay (amonyak) / Bay (hidrojen);
D (hidrojen) = Bay (amonyak) / 2;
D (hidrojen) = 17/ 2 = 8,5.

Hidrojen (Latince "Hydrogenium" - "su üreten"), periyodik tablonun ilk elementidir. Yaygın olarak dağıtılır, üç izotop şeklinde bulunur - protium, döteryum ve trityum. Hidrojen hafif renksiz bir gazdır (havadan 14.5 kat daha hafiftir). Hava ve oksijen ile karıştırıldığında oldukça patlayıcıdır. Kimya, gıda endüstrisinde ve ayrıca roket yakıtı olarak kullanılır. kullanma olasılığı üzerinde araştırmalar devam etmektedir. hidrojen otomobil motorları için yakıt olarak. Yoğunluk hidrojen(diğer gazlar gibi) birçok şekilde tanımlanabilir.

Talimat

Birincisi, yoğunluğun evrensel tanımına dayanmaktadır - birim hacim başına madde miktarı. Kapalı bir kapta olması durumunda, gazın yoğunluğu temel olarak (M1 - M2) / V formülüne göre belirlenir, burada M1 gazlı kabın toplam kütlesidir, M2 gazlı kabın kütlesidir. boş kap ve V, kabın iç hacmidir.

Yoğunluğu belirlemek istiyorsanız hidrojen gibi ilk verilere sahip olarak, burada ideal bir gazın evrensel durum denklemi veya Mendeleev-Clapeyron denklemi kurtarmaya gelir: PV = (mRT)/M.
P - gaz basıncı
V onun hacmi
R evrensel gaz sabitidir
T Kelvin cinsinden gaz sıcaklığıdır
M gazın molar kütlesidir
m gazın gerçek kütlesidir.

İdeal bir gaz, moleküllerin kinetik enerjilerine kıyasla potansiyel enerjilerinin ihmal edilebildiği matematiksel bir gazdır. İdeal gaz modelinde, moleküller arasında çekici veya itici kuvvetler yoktur ve parçacıkların diğer parçacıklarla veya damar duvarlarıyla çarpışması kesinlikle esnektir.

Tabii ki, ne hidrojen ne de başka bir gaz idealdir, ancak bu model, atmosferik basınca ve oda sıcaklığına yakın bir yerde yeterince yüksek doğrulukla hesaplamalara izin verir. Örneğin, verilen görev: yoğunluğu bulun hidrojen 6 basınçta ve 20 santigrat derece sıcaklıkta.

İlk olarak, tüm başlangıç ​​değerlerini SI sistemine dönüştürün (6 atmosfer \u003d 607950 Pa, 20 derece C \u003d 293 derece K). Sonra Mendeleev-Clapeyron denklemini PV = (mRT)/M yazın. Şuna dönüştürün: P = (mRT)/MV. m / V yoğunluk (bir maddenin kütlesinin hacmine oranı) olduğundan, şunu elde edersiniz: yoğunluk hidrojen= PM/RT ve çözüm için gerekli tüm verilere sahibiz. Basıncı (607950), sıcaklığı (293), evrensel gaz sabiti (8.31), molar kütleyi biliyorsunuz. hidrojen (0,002).

Bu verileri formülde değiştirerek şunları elde edersiniz: yoğunluk hidrojen verilen basınç ve sıcaklık koşulları altında 0,499 kg / metreküp veya yaklaşık 0,5'tir.

Kaynaklar:

  • hidrojenin yoğunluğu nasıl bulunur

Yoğunluk- bu, bir maddenin özelliklerinden biridir, kütle, hacim, sıcaklık, alan ile aynıdır. Kütlenin hacme oranına eşittir. Ana görev, bu değerin nasıl hesaplanacağını öğrenmek ve neye bağlı olduğunu bilmek.

Talimat

Yoğunluk bir maddenin kütlesinin hacmine oranıdır. Bir maddenin yoğunluğunu belirlemek istiyorsanız, kütlesini ve hacmini biliyorsanız, yoğunluğunu bulmak sizin için zor olmayacaktır. Bu durumda yoğunluğu bulmanın en kolay yolu p = m/V'dir. SI sisteminde kg/m^3 cinsindendir. Ancak, bu iki değer her zaman verilmez, bu nedenle yoğunluğu hesaplamanın birkaç yolunu bilmelisiniz.

Yoğunluk maddenin cinsine göre farklı anlamlar taşır. Ayrıca yoğunluk, tuzluluk ve sıcaklık derecesine göre değişir. Sıcaklık azaldıkça yoğunluk artar ve tuzluluk derecesi azaldıkça yoğunluk da azalır. Örneğin, Kızıldeniz'in yoğunluğu hala yüksek olarak kabul edilirken, Baltık Denizi'nde zaten daha az. Su eklerseniz yüzdüğünü fark ettiniz mi? Bütün bunlar, sudan daha düşük bir yoğunluğa sahip olmasından kaynaklanmaktadır. Metaller ve taş maddeler ise yoğunlukları fazla olduğu için batarlar. Vücutların yoğunluğuna bağlı olarak yüzmeleri hakkında ortaya çıktı.

Bir cismin yoğunluğunu, suyu, tüm cismin hacmini ve daldırılmış kısmının hacmini bulabileceğiniz yüzen cisimler teorisi sayesinde. Bu formül şuna benzer: Vimmersed. parçalar / V gövde \u003d p gövde / p sıvı Vücudun yoğunluğunun aşağıdaki gibi bulunabileceğini takip eder: p gövde \u003d V daldırılmış. parçalar * p sıvı / V gövde Bu koşul, tablo verilerine ve belirtilen V daldırılmış hacimlere göre karşılanır. parçalar ve V gövde.

İlgili videolar

İpucu 4: Bir maddenin bağıl moleküler ağırlığı nasıl hesaplanır

Nispi moleküler ağırlık, bir molekülün kütlesinin, bir karbon atomunun kütlesinin 1/12'sinden kaç kez daha büyük olduğunu gösteren boyutsuz bir değerdir. Buna göre, bir karbon atomunun kütlesi 12 birimdir. Bir kimyasal bileşiğin nispi moleküler ağırlığını, maddenin molekülünü oluşturan atomların kütlelerini ekleyerek belirleyebilirsiniz.

İhtiyacın olacak

  • - dolma kalem;
  • - not kağıdı;
  • - hesap makinesi;
  • - periyodik tablo.

Talimat

Bu molekülü oluşturan elementlerin hücrelerini periyodik tabloda bulunuz. Her madde için bağıl atomik kütlelerin (Ar) değerleri, hücrenin sol alt köşesinde gösterilir. Onları en yakın tam sayıya yuvarlayarak yeniden yazın: Ar(H) - 1; Ar(P) - 31; Ar(O) - 16.

Bileşiğin (Mr) bağıl moleküler ağırlığını belirleyin. Bunu yapmak için, her bir elementin atom kütlesini içindeki atom sayısı ile çarpın. Ardından elde edilen değerleri toplayın. Fosforik asit için: Mr(n3po4) = 3*1 + 1*31 + 4*16 = 98.

Nispi moleküler ağırlık, maddenin molar kütlesi ile sayısal olarak aynıdır. Bazı görevler bu bağlantıyı kullanır. Örnek: 200 K sıcaklıkta ve 0,2 MPa basınçta bir gazın yoğunluğu 5,3 kg/m3'tür. Göreceli moleküler ağırlığını belirleyin.

İdeal bir gaz için Mendeleev-Claiperon denklemini kullanın: PV = mRT/M, burada V gaz hacmidir, m3; m, belirli bir gaz hacminin kütlesidir, kg; M gazın molar kütlesidir, kg/mol; R evrensel gaz sabitidir. R=8.314472 m2kg s-2 K-1 Mol-1; T – gaz, K; P - mutlak basınç, Pa. Molar kütleyi bu ilişkiden ifade edin: М = mRT/(PV).

Bildiğiniz gibi yoğunluk: p = m/V, kg/m3. Bunu ifadede değiştirin: M = pRT / P. Gazın molar kütlesini belirleyin: M \u003d 5.3 * 8.31 * 200 / (2 * 10 ^ 5) \u003d 0.044 kg / mol. Gazın bağıl moleküler ağırlığı: Mr = 44. Karbondioksit olduğunu tahmin edebilirsiniz: Mr(CO2) = 12 + 16*2 = 44.

Kaynaklar:

  • bağıl moleküler ağırlıkları hesaplamak

Kimya laboratuvarlarında ve evde kimyasal deneyler yaparken, genellikle bir maddenin nispi yoğunluğunu belirlemek gerekir. Nispi yoğunluk, belirli bir maddenin yoğunluğunun, belirli koşullar altında başka bir maddenin yoğunluğuna veya damıtılmış su olarak alınan bir referans maddenin yoğunluğuna oranıdır. Göreceli yoğunluk, soyut bir sayı olarak ifade edilir.

İhtiyacın olacak

  • - tablolar ve dizinler;
  • - hidrometre, piknometre veya özel teraziler.

Talimat

Damıtılmış suyun yoğunluğuna göre maddelerin nispi yoğunluğu şu formülle belirlenir: d=p/p0 burada d istenen nispi yoğunluktur, p test maddesinin yoğunluğudur, p0 referans maddesinin yoğunluğudur . Son parametre tablo şeklindedir ve oldukça doğru bir şekilde belirlenir: 20 ° C'de su 998.203 kg / m3 yoğunluğa sahiptir ve maksimum yoğunluğuna 4 ° C - 999.973 kg / m3'te ulaşır. Hesaplamalardan önce p ve p0'ın aynı birimlerde ifade edilmesi gerektiğini unutmayınız.

Ek olarak, bir maddenin bağıl yoğunluğu fiziksel ve kimyasal referans kitaplarında bulunabilir. Göreceli yoğunluğun sayısal değeri her zaman aynı maddenin aynı koşullar altında bağıl özgül ağırlığına eşittir. Sonuç: Göreceli özgül ağırlık tablolarını, göreli yoğunluk tablolarıymış gibi kullanın.

Bağıl yoğunluğu belirlerken, her zaman test ve referans maddelerinin sıcaklığını dikkate alın. Gerçek şu ki, maddelerin yoğunluğu soğutma ile azalır ve artar. Test maddesinin sıcaklığı referanstan farklıysa, bir düzeltme yapın. 1°C'de bağıl yoğunluktaki ortalama değişiklik olarak hesaplayın. Sıcaklık düzeltmelerinin nomogramları hakkında gerekli verileri arayın.

Pratikte sıvıların bağıl yoğunluğunu hızlı bir şekilde hesaplamak için bir hidrometre kullanın. Göreceli ve kuru maddeyi ölçmek için piknometreler ve özel teraziler kullanın. Klasik hidrometre, altta genişleyen bir cam tüptür. Tüpün alt ucunda bir hazne veya özel bir madde bulunur. Tüpün üst kısmı, test maddesinin nispi yoğunluğunun sayısal değerini gösteren bölümlerle işaretlenmiştir. Birçok hidrometre ayrıca test maddesinin sıcaklığını ölçmek için termometrelerle donatılmıştır.

Avogadro Yasası

Gaz halindeki bir maddenin moleküllerinin birbirinden uzaklığı dış koşullara bağlıdır: basınç ve sıcaklık. Aynı dış koşullar altında, farklı gazların molekülleri arasındaki boşluklar aynıdır. 1811'de keşfedilen Avogadro yasası, aynı dış koşullar (sıcaklık ve basınç) altında farklı gazların eşit hacimlerinin aynı sayıda molekül içerdiğini belirtir. Onlar. V1=V2, T1=T2 ve P1=P2 ise, N1=N2, burada V hacim, T sıcaklık, P basınç, N gaz moleküllerinin sayısıdır (bir gaz için indeks "1", "2" diğeri için).

Avogadro yasasının ilk sonucu, molar hacim

Avogadro yasasının ilk sonucu, aynı koşullar altında herhangi bir gazın aynı sayıda molekülünün aynı hacmi kapladığını belirtir: N1=N2'de V1=V2, T1=T2 ve P1=P2. Herhangi bir gazın bir molünün hacmi (molar hacim) sabit bir değerdir. 1 molün Avogadrian sayısı kadar parçacık içerdiğini hatırlayın - 6.02x10^23 molekül.

Bu nedenle, bir gazın molar hacmi sadece basınca ve sıcaklığa bağlıdır. Gazlar genellikle normal basınçta ve normal sıcaklıkta kabul edilir: 273 K (0 santigrat derece) ve 1 atm (760 mm Hg, 101325 Pa). "n.o." ile gösterilen bu tür normal koşullar altında, herhangi bir gazın molar hacmi 22.4 l / mol'dür. Bu değeri bilerek, verilen herhangi bir kütlenin ve herhangi bir miktardaki gazın hacmini hesaplamak mümkündür.

Avogadro yasasının ikinci sonucu, gazların bağıl yoğunlukları

Gazların bağıl yoğunluklarını hesaplamak için Avogadro yasasının ikinci sonucu uygulanır. Tanım olarak, bir maddenin yoğunluğu, kütlesinin hacmine oranıdır: ρ=m/V. 1 mol madde için kütle, M molar kütlesine ve hacim, V(M) molar hacmine eşittir. Dolayısıyla gazın yoğunluğu ρ=M(gaz)/V(M)'dir.

İki gaz olsun - X ve Y. Yoğunlukları ve molar kütleleri - ρ(X), ρ(Y), M(X), M(Y), bağıntılarla birbirine bağlıdır: ρ(X)=M(X) / V(M), ρ(Y)=M(Y)/V(M). Dy(X) olarak gösterilen X gazının Y gazına göre bağıl yoğunluğu, bu gazların yoğunluklarının oranıdır ρ(X)/ρ(Y): Dy(X)=ρ(X)/ρ(Y) =M(X)xV(M)/V(M)xM(Y)=M(X)/M(Y). Molar hacimler azalır ve bundan X gazının Y gazına göre nispi yoğunluğunun molar veya nispi moleküler kütlelerinin oranına eşit olduğu sonucuna varabiliriz (sayısal olarak eşittirler).

Gazların yoğunlukları genellikle, molar kütlesi 2 g / mol olan tüm gazların en hafifi olan hidrojen ile ilgili olarak belirlenir. Onlar. Eğer problem X bilinmeyen gazının hidrojen yoğunluğunun, diyelim ki 15 olduğunu söylüyorsa (göreceli yoğunluk boyutsuz bir niceliktir!), o zaman onun molar kütlesini bulmak zor değildir: M(X)=15xM(H2)=15x2=30 g/mol. Genellikle gazın havaya göre nispi yoğunluğu da belirtilir. Burada, havanın ortalama nispi moleküler ağırlığının 29 olduğunu ve zaten 2 ile değil, 29 ile çarpmanız gerektiğini bilmeniz gerekir.

Bir gaz, bir gazın nispi moleküler veya molar kütlesinin başka bir gazınkiyle karşılaştırılmasıdır. Kural olarak, en hafif gaz - hidrojen ile ilgili olarak belirlenir. Gazlar da genellikle hava ile karşılaştırılır.

Karşılaştırma için hangi gazın seçildiğini göstermek için, testin bağıl yoğunluğunun sembolünden önce bir indeks eklenir ve adın kendisi parantez içinde yazılır. Örneğin, DH2(SO2). Bu, yoğunluğun hidrojenden hesaplandığı anlamına gelir. Bu, "hidrojen tarafından kükürt oksidin yoğunluğu" olarak okunur.

Hidrojenden gaz yoğunluğunu hesaplamak için, periyodik tabloyu kullanarak incelenen gaz ve hidrojenin molar kütlelerini belirlemek gerekir. Klor ve hidrojen ise, göstergeler şöyle görünecektir: M (Cl2) \u003d 71 g / mol ve M (H2) \u003d 2 g / mol. Hidrojenin yoğunluğu klorun yoğunluğuna (71:2) bölünürse sonuç 35.5 olur. Yani klor hidrojenden 35.5 kat daha ağırdır.

Bir gazın bağıl yoğunluğu dış koşullara bağlı değildir. Bu, sıcaklık ve basınçtaki bir değişikliğin hacimlerinde bir değişikliğe yol açmadığı gerçeğine kadar kaynayan gazların durumunun evrensel yasalarıyla açıklanır. Bu göstergelerde herhangi bir değişiklik olduğunda, ölçümler birebir aynı şekilde yapılır.

Bir gazın yoğunluğunu ampirik olarak belirlemek için yerleştirilebileceği bir şişeye ihtiyacınız vardır. Gazlı şişe iki kez tartılmalıdır: ilk kez - içindeki tüm havayı dışarı pompaladıktan sonra; ikincisi - araştırılan gazla doldurarak. Şişenin hacmini önceden ölçmek de gereklidir.

İlk önce kütle farkını hesaplamanız ve bunu şişenin hacminin değerine bölmeniz gerekir. Sonuç, verilen koşullar altında gazın yoğunluğudur. Durum denklemini kullanarak normal veya ideal koşullar altında istediğiniz göstergeyi hesaplayabilirsiniz.

Bazı gazların yoğunluğunu, hazır bilgilerin bulunduğu özet tablosundan öğrenebilirsiniz. Gaz tabloda listeleniyorsa, bu bilgi herhangi bir ek hesaplama ve formül kullanılmadan alınabilir. Örneğin, su buharının yoğunluğu, suyun özellikleri tablosundan (Rivkin S.L. ve diğerlerinin Referans kitabı), onun elektronik karşılığı veya WaterSteamPro ve diğerleri gibi programlar kullanılarak bulunabilir.

Bununla birlikte, farklı sıvılar için, buharın farklı yoğunluklarında buharla denge oluşur. Bu, moleküller arası etkileşim kuvvetlerindeki farktan kaynaklanmaktadır. Ne kadar yüksekse, denge o kadar hızlı gelir (örneğin cıva). Uçucu sıvılarda (örneğin eter), denge ancak önemli bir buhar yoğunluğunda meydana gelebilir.

Çeşitli doğal gazların yoğunluğu 0,72 ila 2,00 kg/m3 ve daha yüksek, bağıl - 0,6 ila 1,5 ve daha yüksek arasında değişir. En yüksek yoğunluk, en yüksek ağır hidrokarbon H2S, CO2 ve N2 içeriğine sahip gazlarda, en düşük ise kuru metan gazlarındadır.

Özellikleri, bileşimi, sıcaklığı, basıncı ve yoğunluğu ile belirlenir. Son gösterge laboratuvar tarafından belirlenir. Yukarıdakilerin tümüne bağlıdır. Yoğunluğu farklı yöntemlerle belirlenebilir. En doğru olanı, ince duvarlı bir cam kapta doğru terazilerde tartmaktır.

Doğal gazların aynı göstergesinden daha fazlası. Pratikte bu oran 0,6:1 olarak alınır. Statik gazdan daha hızlı azalır. 100 MPa'ya kadar olan basınçlarda, doğal gazın yoğunluğu 0,35 g/cm3'ü geçebilir.

Artışa hidrat oluşum sıcaklığındaki bir artışın eşlik edebileceği tespit edilmiştir. Düşük yoğunluklu doğal gaz, yüksek yoğunluklu gazlardan daha yüksek sıcaklıkta hidratlar oluşturur.

Yoğunluk ölçerler yeni kullanılmaya başlandı ve hala çalışma ve doğrulama özellikleriyle ilgili birçok soru var.

Gaz halindeki maddelerin en önemli fiziksel özelliklerinden biri yoğunluklarının değeridir.

TANIM

Yoğunluk bir cismin kütlesinin kapladığı hacme oranı olarak tanımlanan skaler bir fiziksel niceliktir.

Bu değer genellikle Yunan harfi r veya Latince D ile gösterilir ve d. SI sistemindeki yoğunluk birimi kg / m3 ve CGS - g / cm3 olarak kabul edilir. Gaz yoğunluğu bir referans değerdir, genellikle n'de ölçülür. y.

Genellikle gazlarla ilgili olarak "bağıl yoğunluk" kavramı kullanılır. Aynı hacimde, aynı sıcaklıkta ve aynı basınçta alınan bir gazın kütlesinin başka bir gazın kütlesine oranına bu değere birinci gazın ikincisine göre bağıl yoğunluğu denir.

Örneğin, normal koşullar altında, 1 litrelik bir hacimdeki karbondioksit kütlesi 1,98 g ve aynı hacimdeki ve aynı koşullar altındaki hidrojen kütlesi 0,09 g'dır, bundan hidrojen için karbondioksit yoğunluğu olacaktır. olmak: 1,98 / 0, 09 = 22.

bağıl gaz yoğunluğu

Gazın bağıl yoğunluğunu m 1 / m 2 D harfi ile gösterelim. O halde

Bu nedenle, bir gazın molar kütlesi, ikinci gazın molar kütlesi ile çarpılan başka bir gazın yoğunluğuna göre yoğunluğuna eşittir.

Çoğu zaman, çeşitli gazların yoğunlukları, tüm gazların en hafifi olan hidrojen ile ilgili olarak belirlenir. Hidrojenin molar kütlesi 2.0158 g/mol olduğundan, bu durumda molar kütleleri hesaplama denklemi şu şekli alır:

veya hidrojenin molar kütlesi 2'ye yuvarlanırsa:

Örneğin, bu denkleme göre, yoğunluğu hidrojende yukarıda belirtildiği gibi 22 olan molar karbon dioksit kütlesini hesaplayarak, şunları buluruz:

M(CO 2) \u003d 2 × 22 \u003d 44 g / mol.

Laboratuvar koşullarında bir gazın yoğunluğu bağımsız olarak şu şekilde belirlenebilir: bir musluk ile bir cam şişe almanız ve analitik bir terazide tartmanız gerekir. İlk ağırlık, tüm havanın dışarı pompalandığı şişenin ağırlığıdır, nihai ağırlık, çalışılan gazla belirli bir basınca kadar doldurulmuş şişenin ağırlığıdır. Ortaya çıkan kütleler arasındaki fark, şişenin hacmine bölünmelidir. Hesaplanan değer, verilen koşullar altında gazın yoğunluğudur.

p 1 /p N ×V 1 /m×m/V N = T 1 /T N ;

çünkü m/V 1 = r 1 ve m/V N = r N , şunu elde ederiz

r N = r 1 ×p N /p 1 ×T 1 /T N .

Aşağıdaki tablo bazı gazların yoğunluklarını göstermektedir.

Tablo 1. Normal koşullar altında gazların yoğunluğu.

Problem çözme örnekleri

ÖRNEK 1

Egzersiz yapmak Gazın hidrojen için nispi yoğunluğu 27'dir. İçindeki hidrojen elementinin kütle oranı %18,5 ve bor elementi %81,5'tir. Gazın formülünü belirleyin.
Karar HX bileşiminin molekülündeki X elementinin kütle oranı aşağıdaki formülle hesaplanır:

ω (X) = n × Ar (X) / M (HX) × %100.

Moleküldeki hidrojen atomu sayısını "x", bor atomu sayısını "y" olarak gösterelim.

Hidrojen ve bor elementlerinin karşılık gelen göreli atom kütlelerini bulalım (D.I. Mendeleev'in Periyodik Tablosundan alınan bağıl atom kütlelerinin değerleri tamsayılara yuvarlanacaktır).

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

Elementlerin yüzdesini karşılık gelen göreli atom kütlelerine böleriz. Böylece, bileşiğin molekülündeki atom sayısı arasındaki ilişkiyi bulacağız:

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.

Dolayısıyla hidrojen ve boru birleştirmenin en basit formülü H 5 B 2'dir.

Bir gazın molar kütlesinin değeri, hidrojen yoğunluğu kullanılarak belirlenebilir:

M gaz = M(H 2) × D H2 (gaz) ;

M gazı \u003d 2 × 27 \u003d 54 g / mol.

Hidrojen ve bor kombinasyonunun gerçek formülünü bulmak için elde edilen molar kütlelerin oranını buluyoruz:

M gazı / M (H 5 B 2) \u003d 54 / 27 \u003d 2.

M(H 5 B 2) \u003d 5 × Ar (H) + 2 × Ar (B) \u003d 5 × 1 + 2 × 11 \u003d 5 + 22 \u003d 27 g / mol.

Bu, H 5 B 2 formülündeki tüm indekslerin 2 ile çarpılması gerektiği anlamına gelir. Böylece, maddenin formülü H 10 B 4 gibi görünecektir.

Cevap Gaz formülü - H 10 B 4

ÖRNEK 2

Egzersiz yapmak Karbondioksit CO2'nin bağıl hava yoğunluğunu hesaplayın.
Karar Bir gazın diğerinden nispi yoğunluğunu hesaplamak için, birinci gazın nispi moleküler ağırlığını ikinci gazın nispi moleküler ağırlığına bölmek gerekir.

Havanın bağıl moleküler ağırlığı 29'a eşittir (havadaki nitrojen, oksijen ve diğer gazların içeriği dikkate alınarak). Havanın bir gaz karışımı olduğu için "nispi hava moleküler ağırlığı" kavramının şartlı olarak kullanıldığına dikkat edilmelidir.

D hava (CO 2) \u003d M r (CO 2) / M r (hava);

D hava (CO 2) \u003d 44 / 29 \u003d 1.52.

M r (CO 2) \u003d A r (C) + 2 × A r (O) \u003d 12 + 2 × 16 \u003d 12 + 32 \u003d 44.

Cevap Karbondioksitin bağıl hava yoğunluğu 1.52'dir.

ρ = m (gaz) / V (gaz)

D ile Y (X) \u003d M (X) / M (Y)


Böyle:
Hava yoluyla D. = M (gaz X) / 29

Gazın dinamik ve kinematik viskozitesi.

Gazların viskozitesi (iç sürtünme olgusu), birbirine göre paralel ve farklı hızlarda hareket eden gaz katmanları arasındaki sürtünme kuvvetlerinin görünümüdür.
İki gaz katmanının etkileşimi, momentumun bir katmandan diğerine aktarıldığı bir süreç olarak kabul edilir.
İki gaz katmanı arasındaki birim alan başına sürtünme kuvveti, birim alan boyunca katmandan katmana saniyede aktarılan momentuma eşit, şu şekilde belirlenir: Newton yasası:

- gaz katmanlarının hareket yönüne dik yönde hız gradyanı.
Eksi işareti, momentumun azalan hız yönünde taşındığını gösterir.
- dinamik viskozite.
, nerede
gazın yoğunluğu,
- moleküllerin aritmetik ortalama hızı,
moleküllerin ortalama serbest yoludur.



- kinematik viskozite katsayısı.

Kritik gaz parametreleri: Тcr, Рcr.

Kritik sıcaklık, üzerinde herhangi bir basınçta gazın sıvı duruma aktarılamadığı sıcaklıktır. Bir gazı kritik sıcaklıkta sıvılaştırmak için gereken basınca kritik basınç denir. Verilen gaz parametreleri. Verilen parametreler, gazın durumunun (basınç, sıcaklık, yoğunluk, özgül hacim) gerçek parametrelerinin kritik olanlardan kaç kez daha büyük veya daha az olduğunu gösteren boyutsuz miktarlardır:

Kuyu içi üretim ve yeraltı gaz depolama.

Gaz yoğunluğu: mutlak ve bağıl.

Bir gazın yoğunluğu en önemli özelliklerinden biridir. Bir gazın yoğunluğundan bahsetmişken, genellikle normal koşullar altında (yani sıcaklık ve basınçta) yoğunluğunu ifade ederler. Ek olarak, bir gazın nispi yoğunluğu sıklıkla kullanılır; bununla aynı koşullar altında belirli bir gazın yoğunluğunun havanın yoğunluğuna oranı kastedilir. Bir gazın nispi yoğunluğunun, bulunduğu koşullara bağlı olmadığını görmek kolaydır, çünkü gaz halinin yasalarına göre, tüm gazların hacimleri aynı basınç ve sıcaklıktaki değişikliklerle değişir. yol.

Bir gazın mutlak yoğunluğu, normal koşullar altında 1 litre gazın kütlesidir. Genellikle gazlar için g / l olarak ölçülür.

ρ = m (gaz) / V (gaz)

1 mol gaz alırsak, o zaman:

ve bir gazın molar kütlesi, yoğunluğu molar hacimle çarparak bulunabilir.

Bağıl yoğunluk D, X gazının Y gazından kaç kez daha ağır olduğunu gösteren bir değerdir. X ve Y gazlarının molar kütlelerinin oranı olarak hesaplanır:

D ile Y (X) \u003d M (X) / M (Y)

Genellikle, hesaplamalar için hidrojen ve hava için gazların nispi yoğunlukları kullanılır.

Hidrojen için bağıl gaz yoğunluğu X:

D ile H2 = M (gaz X) / M (H2) = M (gaz X) / 2

Hava bir gaz karışımıdır, bu nedenle onun için yalnızca ortalama molar kütle hesaplanabilir.

Değeri 29 g/mol olarak alınmıştır (yaklaşık ortalama bileşime göre).
Böyle:
Hava yoluyla D. = M (gaz X) / 29

Yoğunluk genellikle bir nesnenin, maddenin veya sıvının kütlesinin uzayda kapladıkları hacme oranını belirleyen böyle bir fiziksel nicelik olarak adlandırılır. Yoğunluğun ne olduğundan, bir cismin ve maddenin yoğunluğunun nasıl farklı olduğundan ve (hangi formülü kullanarak) fizikte yoğunluğun nasıl bulunacağından bahsedelim.

yoğunluk türleri

Yoğunluğun birkaç türe ayrılabileceği açıklığa kavuşturulmalıdır.

İncelenen nesneye bağlı olarak:

  • Bir cismin yoğunluğu - homojen cisimler için - cismin kütlesinin uzayda kapladığı hacme doğrudan oranıdır.
  • Bir maddenin yoğunluğu, bu maddeden oluşan cisimlerin yoğunluğudur. Maddelerin yoğunluğu sabittir. Farklı maddelerin yoğunluğunun belirtildiği özel tablolar vardır. Örneğin, alüminyumun yoğunluğu 2,7 * 103 kg / m3'tür. Alüminyumun yoğunluğunu ve ondan yapılan cismin kütlesini bilerek, bu cismin hacmini hesaplayabiliriz. Veya cismin alüminyumdan oluştuğunu ve bu cismin hacmini bilerek kütlesini kolayca hesaplayabiliriz. Bu değerleri nasıl bulacağımızı, yoğunluğu hesaplamak için bir formül türettiğimizde biraz sonra ele alacağız.
  • Vücut birkaç maddeden oluşuyorsa, yoğunluğunu belirlemek için, her madde için bölümlerinin yoğunluğunu ayrı ayrı hesaplamak gerekir. Bu yoğunluğa vücudun ortalama yoğunluğu denir.

Gövdeyi oluşturan maddenin gözenekliliğine bağlı olarak:

  • Gerçek yoğunluk, vücuttaki boşluklar dikkate alınmadan hesaplanan yoğunluktur.
  • Özgül ağırlık - veya görünen yoğunluk - gözenekli veya gevrek bir maddeden oluşan bir cismin boşlukları dikkate alınarak hesaplanan ağırlıktır.

Peki yoğunluğu nasıl buluyorsunuz?

Yoğunluk Formülü

Bir cismin yoğunluğunu bulmaya yardımcı olacak formül aşağıdaki gibidir:

  • p = m / V, burada p maddenin yoğunluğu, m cismin kütlesi, V cismin uzaydaki hacmidir.

Belirli bir gazın yoğunluğunu hesaplarsak, formül şöyle görünecektir:

  • p \u003d M / V m p, gazın yoğunluğudur, M, gazın molar kütlesidir, V m, normal koşullar altında 22.4 l / mol olan molar hacimdir.

Örnek: Bir maddenin kütlesi 15 kg, 5 litre yer kaplıyor. Maddenin yoğunluğu nedir?

Çözüm: Değerleri formülde değiştirin

  • p = 15 / 5 = 3 (kg/l)

Cevap: maddenin yoğunluğu 3 kg/l

yoğunluk birimleri

Bir cismin ve bir maddenin yoğunluğunun nasıl bulunacağını bilmenin yanı sıra, yoğunluk ölçü birimlerini de bilmek gerekir.

  • Katılar için - kg / m3, g / cm3
  • Sıvılar için - 1 g / l veya 10 3 kg / m3
  • Gazlar için - 1 g / l veya 10 3 kg / m3

Yoğunluk birimleri hakkında daha fazla bilgiyi makalemizde okuyabilirsiniz.

Evde yoğunluk nasıl bulunur

Evde bir cismin veya maddenin yoğunluğunu bulmak için ihtiyacınız olacak:

  1. Ölçekler;
  2. gövde katı ise santimetre;
  3. Bir sıvının yoğunluğunu ölçmek istiyorsanız damar.

Evde bir cismin yoğunluğunu bulmak için hacmini bir santimetre veya kap ile ölçmeniz ve ardından cismi teraziye koymanız gerekir. Bir sıvının yoğunluğunu ölçüyorsanız, hesaplamadan önce sıvıyı döktüğünüz kabın kütlesini çıkarmayı unutmayın. Evde gazların yoğunluğunu hesaplamak çok daha zordur, çeşitli gazların yoğunluklarının zaten belirtildiği hazır tabloların kullanılmasını öneririz.

ρ = m (gaz) / V (gaz)

D ile Y (X) \u003d M (X) / M (Y)

Böyle:
Hava yoluyla D. = M (gaz X) / 29

Gazın dinamik ve kinematik viskozitesi.

Gazların viskozitesi (iç sürtünme olgusu), birbirine göre paralel ve farklı hızlarda hareket eden gaz katmanları arasındaki sürtünme kuvvetlerinin görünümüdür.
İki gaz katmanının etkileşimi, momentumun bir katmandan diğerine aktarıldığı bir süreç olarak kabul edilir.
İki gaz katmanı arasındaki birim alan başına sürtünme kuvveti, birim alan boyunca katmandan katmana saniyede aktarılan momentuma eşit, şu şekilde belirlenir: Newton yasası:

Gaz tabakalarının hareket yönüne dik yönde hız gradyanı.
Eksi işareti, momentumun azalan hız yönünde taşındığını gösterir.
- dinamik viskozite.
, nerede
gazın yoğunluğu,
- moleküllerin aritmetik ortalama hızı,
moleküllerin ortalama serbest yoludur.

Kinematik viskozite katsayısı.

Kritik gaz parametreleri: Тcr, Рcr.

Kritik sıcaklık, üzerinde herhangi bir basınçta gazın sıvı duruma aktarılamadığı sıcaklıktır. Bir gazı kritik sıcaklıkta sıvılaştırmak için gereken basınca kritik basınç denir. Verilen gaz parametreleri. Verilen parametreler, gazın durumunun (basınç, sıcaklık, yoğunluk, özgül hacim) gerçek parametrelerinin kritik olanlardan kaç kez daha büyük veya daha az olduğunu gösteren boyutsuz miktarlardır:

Kuyu içi üretim ve yeraltı gaz depolama.

Gaz yoğunluğu: mutlak ve bağıl.

Bir gazın yoğunluğu en önemli özelliklerinden biridir. Bir gazın yoğunluğundan bahsetmişken, genellikle normal koşullar altında (yani sıcaklık ve basınçta) yoğunluğunu ifade ederler. Ek olarak, bir gazın nispi yoğunluğu sıklıkla kullanılır; bu, belirli bir gazın yoğunluğunun aynı koşullar altında havanın yoğunluğuna oranı anlamına gelir. Bir gazın nispi yoğunluğunun, bulunduğu koşullara bağlı olmadığını görmek kolaydır, çünkü gaz halinin yasalarına göre, tüm gazların hacimleri aynı basınç ve sıcaklıktaki değişikliklerle değişir. yol.

Bir gazın mutlak yoğunluğu, normal koşullar altında 1 litre gazın kütlesidir. Genellikle gazlar için g / l olarak ölçülür.

ρ = m (gaz) / V (gaz)

1 mol gaz alırsak, o zaman:

ve bir gazın molar kütlesi, yoğunluğu molar hacimle çarparak bulunabilir.

Bağıl yoğunluk D, X gazının Y gazından kaç kez daha ağır olduğunu gösteren bir değerdir. X ve Y gazlarının molar kütlelerinin oranı olarak hesaplanır:

D ile Y (X) \u003d M (X) / M (Y)

Genellikle, hesaplamalar için hidrojen ve hava için gazların nispi yoğunlukları kullanılır.

Hidrojen için bağıl gaz yoğunluğu X:

D ile H2 = M (gaz X) / M (H2) = M (gaz X) / 2

Hava bir gaz karışımıdır, bu nedenle onun için yalnızca ortalama molar kütle hesaplanabilir.

Değeri 29 g/mol olarak alınmıştır (yaklaşık ortalama bileşime göre).
Böyle:
Hava yoluyla D. = M (gaz X) / 29

Gaz yoğunluğu B (pw, g / l), formülü kullanarak gaz (Şekil 274, a) veya bir gaz piknometresi (bkz. Şekil 77) ile bilinen bir hacme sahip küçük bir cam şişenin tartılması (mv) ile belirlenir.

burada V, koninin (5 - 20 mi) veya piknometrenin hacmidir.

Koni iki kez tartılır: önce boşaltılır ve ardından araştırılan gazla doldurulur. Elde edilen 2 kütlenin değerlerindeki fark ile gazın kütlesi mv, g bulunur.Koniyi gazla doldururken basıncı ölçülür ve tartılırken ortam sıcaklığı olarak alınır. koni içindeki gazın sıcaklığı. Gazın bulunan p ve T değerleri, normal koşullar altında (0 °C; yaklaşık 0.1 MPa) gazın yoğunluğunun hesaplanmasını mümkün kılar.

Havadaki gazlı bir koninin kap olarak tartıldığında kütle kaybının düzeltilmesini azaltmak için, denge çubuğunun diğer koluna tamamen aynı hacimde sızdırmaz bir koni yerleştirilir.

Pirinç. 274. Bir gazın yoğunluğunu belirlemek için cihazlar: bir koni (a) ve sıvı (b) ve cıva (c) efuiometreler

Bu koninin yüzeyi, her seferinde gazla tartılanla aynı şekilde işlenir (temizlenir).

Tahliye işlemi sırasında, kalan hava ve nemin çıkarılması zor olduğundan, koni hafifçe ısıtılır ve birkaç saat boyunca vakum sistemine bağlı bırakılır. Boşaltılmış bir koni, duvarların atmosferik basınçla sıkıştırılması nedeniyle hacmi değiştirebilir. Bu tür bir sıkıştırmadan hafif gazların yoğunluğunu belirleme hatası% 1'e ulaşabilir. Bazı durumlarda, bir gaz için nispi yoğunluk dv da belirlenir, yani belirli bir gazın p yoğunluğunun, aynı sıcaklık ve basınçta alınan standart p0 olarak seçilen başka bir gazın yoğunluğuna oranı:

burada Mv ve Mo, sırasıyla, araştırılan gaz B'nin molar kütleleri ve standart, örneğin hava veya hidrojen, g / mol.

Hidrojen için M0 = 2.016 g/mol, bu nedenle

Bu orandan, ideal olarak alırsak, gazın molar kütlesini belirleyebilirsiniz.

Bir gazın yoğunluğunu belirlemenin hızlı bir yöntemi, çıkış hızıyla orantılı olan basınç altında küçük bir delikten gazın çıkış süresini ölçmektir.


nerede τv ve τo ~ sırasıyla gaz B ve havanın çıkış süresi.

Bu yöntemle gaz yoğunluğunun ölçümü, efüzyon ölçer şeridi (Şekil 274.6) - yaklaşık 400 mm yüksekliğinde geniş bir b silindiri ile gerçekleştirilir; bunun içinde, giriş için deliklerle donatılmış bir tabanı 7 olan bir kap 5 bulunur ve sıvı çıkışı. Kap 5, zamanı gözlemlenen gazın hacmini okumak için iki M1 ve M2 işaretine sahiptir. Valf 3, gaz girişine ve valf 2 - kılcal 1 yoluyla boşaltmaya hizmet eder. Termometre 4, gazın sıcaklığını kontrol eder.

Gazın yoğunluğunun sona erme hızı ile belirlenmesi aşağıdaki gibi yapılır. Silindir b, gazın hemen hemen çözünmediği sıvı ile doldurulur, böylece kap 5 de M2 ​​işaretinin üzerinde doldurulur. Daha sonra, musluk 3 aracılığıyla, sıvı, incelenen gaz tarafından M1 işaretinin altında kaptan 5 sıkılır ve tüm sıvı silindir içinde kalmalıdır. Bundan sonra, valf 3 kapatıldıktan sonra valf 2 açılır ve fazla gazın kapiler 1'den kaçmasına izin verilir. Sıvı M1 işaretine ulaşır ulaşmaz kronometre açılır. Gazın yerini alan sıvı yavaş yavaş M2 işaretine yükselir. Sıvı menisküs M2 işaretine değdiği anda kronometre kapanır. Deney 2-3 kez tekrarlanır. Benzer işlemler hava ile gerçekleştirilir, kap 5 ile test gazının kalıntılarından iyice yıkanır. Gaz çıkışı süresinin farklı gözlemleri, 0,2 - 0,3 s'den fazla farklılık göstermemelidir.

İncelenen gaz için az çözünür olacağı bir sıvı seçmek mümkün değilse, bir cıva efüzyon ölçer kullanılır (Şekil 274, c). Üç yollu bir musluğa (1) sahip bir cam kap (4) ve cıva ile doldurulmuş bir taşma kabından (5) oluşur. Kap 4, termostat işlevi gören cam kap 3'te bulunur. Gaz, valf 1 vasıtasıyla kap 4'e verilir ve cıva M1 işaretinin altına yer değiştirir. Test gazı veya hava, kılcal damardan 2 salınır ve seviyelendirme kabı 5'i yükseltir. Gazların yoğunluğunu belirlemek için daha hassas cihazlar Stok gaz hidrometresi (Şekil 275, a) ve gaz ölçekleridir.

Stok Alfred (1876-1946) - Alman inorganik kimyager ve analist.

Stok hidrometresinde, kuvars tüpünün bir ucu, 30 - 35 mm çapında, hava ile doldurulmuş ince duvarlı bir top 1'e şişirilir ve diğer ucu bir saça 7 çekilir. Küçük bir demir çubuk 3 sıkıca sıkıştırılır. tüpün içine sıkıştırılır.

Pirinç. 275. Çubuk hidrometre (a) ve kurulum şeması (b)

Cut'ın bilyeli ucu bir kuvars veya akik desteğine dayanır. Bilyeli tüp, cilalı yuvarlak tıpalı bir kuvars kabına (5) yerleştirilir. Geminin dışında, demir çekirdekli bir solenoid 6 bulunur. Solenoidden akan çeşitli güçlerde bir akım yardımıyla, külbütör kolunun konumu top ile hizalanır, böylece saç 7 tam olarak sıfır göstergesini 8 gösterir. Saçın konumu bir teleskop veya mikroskop kullanılarak gözlemlenir. .

Gövde hidrometresi, herhangi bir titreşimi ortadan kaldırmak için boru 2'ye kaynaklanmıştır.

Top ve tüp, çevreleyen gazın belirli bir yoğunluğu için dengededir. 5. kapta sabit bir basınçta bir gazın yerini başka bir gaz alırsa, gazın yoğunluğundaki bir değişiklik nedeniyle denge bozulacaktır. Onu eski haline getirmek için, gaz yoğunluğu azaldığında çubuğu (3) bir elektromıknatıs (6) ile aşağı çekmek veya yoğunluk arttığında yukarı doğru yükselmesine izin vermek gerekir. Dengeye ulaşıldığında solenoidden geçen akımın gücü, yoğunluktaki değişim ile doğru orantılıdır.

Cihaz, yoğunluğu bilinen gazlar için kalibre edilmiştir. Çubuk hidrometrenin doğruluğu %0.01 - 0.1'dir, hassasiyet yaklaşık DO "7 g, ölçüm aralığı 0 ila 4 g / l arasındadır.

Çubuk hidrometre ile kurulum. Gövde hidrometresi / (Şekil-275.6), bir yay üzerinde olduğu gibi tüp 2 üzerine asılacak şekilde vakum sistemine bağlanmıştır. Tüp 2'nin dirseği 3, hidrometrede bir vakum oluşturmak için bir difüzyon cıva pompası kullanılıyorsa, cıva buharının yoğunlaşması için -80 o C'den yüksek olmayan bir sıcaklığın korunmasına izin veren bir soğutma karışımına sahip bir Dewar kabına 4 daldırılır. Valf 5, hidrometreyi araştırılan gazı içeren bir şişeye bağlar. Sifon, difüzyon pompasını test gazına maruz kalmaktan korur ve fikstür 7, basıncın hassas bir şekilde ayarlanmasına hizmet eder. Tüm sistem bir tüp vasıtasıyla bir difüzyon pompasına bağlıdır.

Gaz hacmi, termostatik olarak kontrol edilen bir su ceketi ile kalibre edilmiş gaz bereleri (bkz. Şekil 84) kullanılarak ölçülür. Kılcal fenomen için düzeltmelerden kaçınmak için, aynı çapta gaz 3 ve kompanzasyon 5 büretler seçilir ve termostatik olarak kontrol edilen bir ceket 4'e yan yana yerleştirilir (Şekil 276). İncelenen gazı zayıf bir şekilde çözen cıva, gliserin ve diğer sıvılar bariyer sıvıları olarak kullanılır.

Bu cihazı aşağıdaki gibi çalıştırın. İlk önce, b kabını yükselterek, büretleri 2. musluktan daha yüksek bir seviyeye kadar sıvı ile doldurun. Daha sonra gaz büreti bir gaz kaynağına bağlanır ve b kabı indirilerek verilir, ardından valf 2 kapatılır. Büret 3 içindeki gazın basıncını atmosfer basıncı ile eşitlemek için b kabı büret yakınlaştırılır ve kompanzasyon 5'teki cıva menisküsleri ile gaz 3 büretler aynı seviyede olacak şekilde yüksekliğe ayarlanır. Dengeleyici büret atmosferle iletişim kurduğundan (üst ucu açık), menisküsün bu konumu ile gaz büretindeki gaz basıncı atmosfer basıncına eşit olacaktır.

Aynı zamanda, atmosfer basıncı bir barometre ile ve bir termometre 7 kullanılarak ceketteki (4) suyun sıcaklığı ölçülür.

Bulunan gaz hacmi, ideal gaz denklemi kullanılarak normal koşullara (0 ° C; 0.1 MPa) getirilir:

V0 ve V, sırasıyla normal koşullara indirgenmiş gaz hacmi (l) ve t (°C) sıcaklığında ölçülen gaz hacmidir; p - gaz hacminin ölçülmesi sırasındaki atmosferik basınç, torr.

Gaz su buharı içeriyorsa veya su veya sulu bir çözelti üzerindeki bir kaptaki hacmi ölçmeden önceyse, deneyin sıcaklığındaki su buharı basıncı p1 dikkate alınarak hacmi normal koşullara getirilir (bkz. Tablo 37) :

Gaz hacmini ölçerken atmosfer basıncının 760 Torr'a nispeten yakın olması durumunda denklemler geçerlidir. Gerçek bir gazın basıncı, moleküllerin etkileşimi nedeniyle her zaman ideal bir gazınkinden daha azdır. Bu nedenle, gaz hacminin bulunan değerinde, özel referans kitaplarından alınan gazın kusuru için bir düzeltme yapılır.

Rusya Federasyonu Eğitim ve Bilim Bakanlığı

Yüksek Mesleki Eğitim Federal Devlet Bütçe Eğitim Kurumu

Rusya Devlet Petrol ve Gaz Üniversitesi, A.I. IM Gubkin"

BİR. Timashev, T.A. Berkunova, E.A. Memmedov

GAZ YOĞUNLUĞU TESPİTİ

Uzmanlık öğrencileri için "Gaz kuyularının çalışma teknolojisi" ve "Gaz ve gaz yoğuşma alanlarının geliştirilmesi ve işletilmesi" disiplinlerinde laboratuvar çalışmalarının uygulanmasına ilişkin yönergeler:

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

Profesör A.I.'nin editörlüğünde. Ermolaeva

Moskova 2012

Gaz yoğunluğunun belirlenmesi.

Laboratuvar çalışması için yönergeler / A.N. Timaşev,

T.A. Berkunova, E.A. Mammadov - M.: Rusya Devlet Petrol ve Gaz Üniversitesi, I.M. Gubkina, 2012.

Gaz yoğunluğunun laboratuvarda belirlenmesi için yöntemler özetlenmiştir. Mevcut GOST 17310 - 2002'ye dayanmaktadır.

Metodik talimatlar, uzmanlık alanındaki petrol ve gaz üniversitelerinin öğrencileri için tasarlanmıştır: RG, RN, RB, MB, MO, GR, GI, GP, GF.

Yayın, Gaz ve Gaz Geliştirme ve İşletme Departmanında hazırlanmıştır.

zokondensat birikintileri.

Fakülte eğitim ve metodoloji komisyonunun kararı ile basılmıştır.

botki petrol ve gaz sahaları.

Tanıtım……………………………………………………………….

Temel tanımlar……………………………………………….

Atmosferik basınçta doğal gazın yoğunluğu…………..

Gazın bağıl yoğunluğu……………………………………….

Basınç ve sıcaklıklarda doğal gazın yoğunluğu……….

Doğal gazın yoğunluğunu belirlemek için laboratuvar yöntemleri….

Piknometrik yöntem………………………………………………

Hesaplama formülleri…………………………………………………..

Yoğunluk belirleme prosedürü………………………………………

Gaz yoğunluğunun hesaplanması……………………………………………………

Çıkış yöntemiyle gaz yoğunluğunun belirlenmesi……………………..

Çalışılan alanın yoğunluğunu belirlemek için ilişkilerin türetilmesi

arka………………………………………………………………………..

2.2.2. İş sırası………………………………………….

2.2.3. Ölçüm sonuçlarının işlenmesi……………………………………..

Test soruları………………………………………………..

Edebiyat…………………………………………………………….

Ek A……………………………………………………………

Ek B………………………………………………………….

Ek B…………………………………………………………

Tanıtım

Doğal gazların ve hidrokarbon kondensatlarının fiziksel özellikleri kullanılır.

alanın hem tasarım aşamasında, hem geliştirilmesinde hem de geliştirilmesinde kullanılmaktadır.

doğal gazların yoğunlukları ve saha geliştirme analizi ve kontrolünde,

gaz ve gaz yoğuşma kuyularından ürünlerin toplanması ve hazırlanması için sistemin çalışması. İncelenmesi gereken ana fiziksel özelliklerden biri, tortuların gaz yoğunluğudur.

Doğal gaz sahalarının gaz bileşimi karmaşık olduğundan,

hidrokarbonlardan (alkanlar, sikloalkanlar ve arenler) ve hidrokarbon olmayanlardan oluşur

bileşenleri (azot, helyum ve diğer nadir toprak gazları ile asidik bileşenler)

nites H2 S ve CO2), yoğunluğun laboratuvarda belirlenmesine ihtiyaç vardır

sti gazları.

Bu metodolojik talimat, belirlemek için hesaplama yöntemlerini tartışır.

bilinen bir bileşime göre gaz yoğunluğunun belirlenmesi ve ayrıca gaz yoğunluğunu belirlemek için iki laboratuvar yöntemi: piknometrik ve bir kılcal borudan akış yöntemi

1. Temel tanımlar

1.1. Atmosferik basınçta doğal gazın yoğunluğu

Bir gazın yoğunluğu, maddenin birim hacminde v bulunan kütle M'ye eşittir.

va. Normal n'de gaz yoğunluğunu ayırt edin P 0.1013 MPa, T 273K ve

R 0.1013MPa, T 293K ile standart

koşullar altında ve herhangi bir basınçta

leniya Р ve sıcaklık Т Р,Т.

bilinen moleküler ağırlık

Normal koşullar altında yoğunluk

standart koşullar altında

M, gazın moleküler ağırlığı olduğunda, kg/kmol; 22.41 ve 24.04, m3 / kmol - normal (0.1013 MPa, 273 K) ve standartta sırasıyla gazın molar hacmi

(0.1013 MPa, 293 K) koşulları.

Hidrokarbon ve hidrokarbon olmayan bileşenlerden (asidik ve inert) oluşan doğal gazlar için, görünür moleküler ağırlık M ila

formül tarafından belirlenir

êã/ êì î ëü,

burada Mi, i-inci bileşenin moleküler ağırlığı, kg/kmol, ni, karışımdaki i-inci bileşenin molar yüzdesidir;

k, karışımdaki bileşenlerin sayısıdır (doğal gaz).

Doğal gazın yoğunluğu cm eşittir

0.1 MPa ve 293 K'da

0.1 MPa ve 293 K'da

i, 0,1 MPa ve 293 K'da i-inci bileşenin yoğunluğudur.

Tek tek bileşenlere ilişkin veriler tablo 1'de gösterilmektedir.

Farklı sıcaklık ve basınç koşullarında yoğunluk dönüşümü

Ek B'de 0.1013 MPa (101.325 kPa)

1.2. bağıl gaz yoğunluğu

Mühendislik hesaplamaları pratiğinde, bağıl kavramı

nye yoğunluğu, aynı basınç ve sıcaklık değerlerinde gaz yoğunluğunun havanın yoğunluğuna oranına eşittir. Normalde normal veya standart koşullar referans alınırken hava yoğunluğu ise referans alınır.

sorumlu olarak 0 1.293 kg / m3 ve 20 1.205 kg / m3'tür. Daha sonra akraba

Doğal gazın yoğunluğu eşittir

1.3. Basınç ve sıcaklıklarda doğal gazın yoğunluğu

Rezervuar, kuyu deliği, gazdaki koşullar için gaz yoğunluğu

uygun basınç ve sıcaklıklarda teller ve cihazlar belirler

aşağıdaki formüle göre hesaplanır

burada P ve T, gaz yoğunluğunun hesaplandığı yerdeki basınç ve sıcaklıktır; 293 K ve 0.1013 MPa - cm bulunduğunda standart koşullar;

z ,z 0 sırasıyla Р ve Т'de gaz süper sıkıştırılabilirlik katsayılarıdır ve

standart koşullar altında (değer z 0 = 1).

Süper sıkıştırılabilirlik faktörü z'yi belirlemenin en basit yolu grafiksel yöntemdir. z'nin verilen parametrelere bağımlılığı

Şekil 'e yerleştirildi. 1.

Tek bileşenli bir gaz (saf gaz) için verilen parametreler belirlenir

formüllerle bölünmüş

ve T c gazın kritik parametreleridir.

Çok bileşenli (doğal) gazlar için önceden hesaplayın

bağımlılıklara göre psödokritik basınçlar ve sıcaklıklar

T nskn iT ci /100,

ve Tc, gazın i-inci bileşeninin kritik parametreleridir.

Doğal gazın bileşimi bütan C4 H10 olarak belirlendiğinden

veya heksan C6 H14

dahil ve diğer tüm bileşenler bir kalan halinde birleştirilir (sözde bileşen

bileşen) C5+ veya C7+, bu durumda kritik parametreler formülle belirlenir

5 240 ile 100 M'de ve 5 950 ile 700d'de,

М с 5, С5+ (С7+) kg/kmol'ün moleküler ağırlığıdır;

d c 5, С5+ (С7+) sözde bileşeninin yoğunluğudur, kg/m3.

M s arasındaki ilişki

Craig'in formülü ile bulunur

tablo 1

Doğal gaz bileşenlerinin göstergeleri

göstergeler

Bileşenler

Moleküler kütle,

M kg/kmol

Yoğunluk, kg/m3 0.1

Yoğunluk, kg/m3 0.1

göreli arsa-

kritik hacim,

dm3 /kmol

kritik basınç,

kritik sıcaklık

kritik sıkıştırma

köprü, zcr

asentrik faktör

Şekil 1 - Verilen Ppr ve Tpr parametrelerine süper sıkıştırılabilirlik faktörü z'nin bağımlılığı

2. Doğal gazın yoğunluğunu belirlemek için laboratuvar yöntemleri

2.1. piknometrik yöntem

Piknometrik yöntem, GOST 17310-2002 standardına göre belirlenir.

gazların ve gaz karışımlarının yoğunluğunu (nispi yoğunluğu) belirler.

Yöntemin özü, 100-200 cm3 hacimli bir cam piknometrenin kuru hava ile seri olarak tartılmasında yatmaktadır.

aynı sıcaklık ve basınçta bir sonraki gaz.

Kuru havanın yoğunluğu bir referans değerdir. Piknometrenin iç hacmini bilerek, bileşimi bilinmeyen doğal gazın yoğunluğunu belirlemek mümkündür.

(test gazı). Bunu yapmak için, piknometrenin iç hacmi (“su sayısı”), piknometreyi dönüşümlü olarak yoğunlukları bilinen kurutulmuş hava ve damıtılmış su ile tartarak önceden belirlenir. Sonra tart-

araştırılan gazla doldurulmuş bir piknometre dikilir. Piknometrenin test gazı ile kütleleri ve hava ile piknometre arasındaki fark, piknometre hacminin değerine ("su sayısı") bölünür, kuru havanın yoğunluk değerine eklenir,

bu, incelenen gazın son yoğunluğudur.

Hesaplama formüllerinin türetilmesi aşağıda gösterilmiştir.

2.1.1. Hesaplama formülleri

Doğal gazın yoğunluğu, aşağıdaki ilişkilere dayalı olarak piknometrik yöntemle belirlenir:

d, ölçüm koşulları altında gazın yoğunluğudur, g/dm3 kg;

vz – ölçüm koşulları altında hava yoğunluğu, g/dm3 kg;

Mg, bir piknometredeki gaz kütlesidir, g;

Mvz, bir piknometredeki hava kütlesidir, g;