Общие сведенья

В природе в нормальных условиях (при комнатной темпера­туре и атмосферном давлении) сравнительно немногие химические вещества находятся в газообразном состоянии. К газообразным простым веществам, принадлежат: водород, кислород, азот, фтор, хлор и газы из элементов VIII группы таблицы Д. И. Менделеева.

Остальные газообразные вещества состоят из двух и более элементов, например СО, С02, СОС12 (фосген), СН3С1 (хлористый метил) и др. Интересно, что водород образует газообразные веще­ства со многими элементами. Почти со всеми неметаллами водород дает газообразные соединения, большинство из которых обладает неприятным запахом. К числу их можно отнести NH3, HF, HC1, ИВг, H2S, H2Se, H2Te, РН3, AsH3) SbH3, BiH3 и др. Некоторые из этих соединении (мышьяковистый водород) легко распадаются с выделением водорода. Другие, более устойчивые распадаются при нагревании (метан). Встречаются гидриды неметаллов, которые легко растворяются в воде и дают или кислую (H2S, HCI, ИВг), или щелочную (NH3) реакцию. Многие из них обладают восстано­вительной способностью (Н2Те, HI, H2S, H2Se, PH3 и др.). Некото­рые гидриды легко окисляются, загораясь в воздухе (SiH4, SbH3).

С такими элементами, как углерод и бор, водород дает не­сколько газообразных соединений (углеводороды и бораны). Наи­большее значение имеют разнообразные углеводороды состава СлН2л+2, СлН2п, CnH2/i-2- Отметим, что в молекулах углеводородов общей формулы СпН2л имеется постоянное соотношение между числом атомов водорода и углерода, тогда как по мере увеличения числа углеродных атомов в молекуле предельных углеводородов относительное содержание водорода уменьшается. Например, в ме­тане водорода содержится 25%, в неопентаие 16,6%, в этилене и бутилене 14,3%, а в бутадиене 10,9%.

Все углеводородные газы горят на воздухе, образуя пламя различной яркости. Метан, в котором 25% водорода, горит на воз-Духе светящимся пламенем, а ацетилен, содержащий 7,9% водо­рода, горит коптящим пламенем. Копоть вызывается избыточным количеством углерода в молекуле, а чтобы ее избежать, следует Пользоваться особыми горелками, в которых сгорание осуществ* ляется при избытке воздуха.

Природные и попутные нефтяные газы, так же как и газы, получающиеся в различных процессах переработки нефтяного сырья, представляют собой в основном смеси углеводородов. Их состав зависит от происхождения. Так, основным компонентом су­хих природных газов является метан. В состав попутных нефтяных газов, помимо метана, входят и другие предельные углеводороды Сг—С5, а также небольшие количества азота» редких газов, диок­сида углерода и, в случае сернистых нефтей, сероводорода.

Нефтезаводские газы образуются при термических и каталити­ческих процессах переработки продуктов перегонки нефти. Из них наиболее часто встречаются газы термического и каталитического крекинга, пиролиза и коксования тяжелых нефтепродуктов. Эти газы отличаются сравнительно высоким содержанием непредель­ных углеводородов: этилена» пропилена и бутиленов, — суммарное содержание которых достигает в отдельных случаях 40%. Искус­ственные газы, получаемые в результате термической переработки i углей и сланцев, содержат водород, метан, оксид углерода, непре­дельные углеводороды (от этилена до бутиленов), а также диок­сида углерода, кислород и азот. Эти газы, различные по калорий­ности, используются главным образом в качестве топлива.

Газы безостаточной газификации (генераторный, водяной и др.) состоят из оксида углерода, водорода, азота и ряда примесей, j В перечисленных природных и искусственных газовых смесях азот,! водород, кислород, оксид углерода, воздух и углеводородные газы \ плохо растворяются в воде. Их растворимость при давлении 101 325 Па (760 мм рт.ст.) и температуре 20°С в 1 л воды не пре-< вышает, как правило, 1 л и несколько больше при 0°С.

Неуглеводородные газы: диоксид углерода, диоксид серы, сероводород и аммиак — обладают значительной растворимостью'! в воде; это их свойство необходимо учитывать при анализе газо- j вых смесей, в состав которых входят перечисленные компоненты.