АзбукаКИП

Двенадцать газов, которые легче воздуха

Раздел: Основы газометрии

Способ определения того, какие газы легче или тяжелее воздуха, заключается в сравнении их молярной массы с молярной массой воздуха. Можно легко вычислить молярную массу M любых веществ, например, углеводородов, если известна их химическая формула. Для этого требуется рассчитать сумму относительных атомных масс образующих его элементов. Значения относительных атомных масс приведены в периодической системе химических элементов Д.И.Менделеева  (H = 1, C = 12, N = 14, и O = 16 г/моль).

Пример:

Молярная масса воздуха, состоящего из 20,9 % объемных долей кислорода O2 (M = 2*16 = 32 г/моль) и 79,1 % объемных долей азота N2 (M = 2*14 = 28 г/моль), составляет 0,209*32 + 0,791*28 = 28,836 г/моль. Значит любое вещество с молярной массой менее 28,836 г/моль легче воздуха.

Этанол, химическая формула которого C2H5OH, содержит два атома углерода (2*C), шесть атомов водорода (6*H) и один атом кислорода (1*O). Отсюда молярная масса этанола M = 2*12 + 6*1 + 1*16 = 46 г/моль. Метан, химическая формула CH4, содержит один атом углерода и четыре атома водорода, отсюда молекулярная масса метана M = 1*12 + 4*1 = 16 г/моль.

Удивительно, но существует лишь 12 газов, которые легче воздуха:

Газ
Формула
Молярная масса
Относительный вес (воздух=1)
Горючий газ
Водород
H2
2
0.069
да
Гелий
He
4
0.139
нет
Метан
CH4
16
0.560
да
Аммиак
NH3
17
0.589
да
Фтористый водород
HF
20
0.694
нет
Неон
Ne
20
0.694
нет
Ацетилен
C2H2
26
0.902
да
Диборан
B2H6
27
0.936
да
Синильная кислота*
HCN
27
0.936
да
Угарный газ
CO
28
0.971
да
Азот
N2
28
0.971
нет
Этилен
C2H4
28
0.971
да

* Синильная кислота в большей степени жидкость, нежели газ, давление ее паров составляет 817 мбар при 20 °C (по определению, газы имеют точку кипения ниже 20°C).

Кстати, пары еще одного, крайне важного негорючего вещества легче воздуха: пары обычной воды H2O имеют молярную массу 18 г/моль. Можно сделать вывод, что сухой воздух тяжелее влажного.

При размещении сенсоров на горючие газы, необходимо помнить, что лишь три горючих газа: метан, водород и аммиак, легче воздуха. Эти газы в случае утечки поднимаются вверх до потолка помещения и скапливаются там. Поэтому газоанализаторы для обнаружения утечек метана, водорода или аммиака следует устанавливать как можно выше. Остальные горючие газы и пары горючих жидкостей тяжелее воздуха и скапливаются на уровне пола или в различных углублениях: траншеях, колодцах, подземных тоннелях. Соответственно газоанализаторы для контроля утечек горючих жидкостей следует размещать как можно ниже, учитывая при этом необходимый запас по высоте над уровнем пола для удобства последующего сервисного обслуживания и калибровки датчиков.

Рекомендуемые записи
Нормативные акты в области контроля загазованности
Точка воспламенения
Двенадцать газов, которые легче воздуха

Ваши газоанализаторы:
Всего ответов: 31
Присоединяйтесь
Youtube
Контакт