Termiz davlat universiteti Magistratura bo`limi kimyo ta`lim Yo`nalishi talabasi Eshonqulov Sirojiddinning Kimyoning zamonaviy muammolari fanidan Tayyorlagan mustaqil ishi Mavzu

3. Gidrat tuzilishi

Gaz gidratlari tuzilishida suv molekulalari bo'shliqlar mavjud bo'lgan ochiq konstruktsiya (ya'ni, panjara) hosil qiladi. Tana go'shti bo'shliqlari odatda 12- ("kichik" bo'shliqlar), 14-, 16- va 20-qirrali ("katta" bo'shliqlar) ideal shakliga qarab ozgina deformatsiyalanganligi aniqlandi. Bu bo'shliqlarni gaz molekulalari egallashi mumkin ("mehmon molekulalari"). Gaz molekulalari van der Vaals aloqalari orqali suv ramkasiga ulanadi. Umuman olganda, gaz gidratlarining tarkibi M · N 2 O formulasi bilan tavsiflanadi, bu erda M - gidrat hosil qiluvchi gaz molekulasi, n - bu har bir gaz molekulasidagi suv molekulalarining soni, n - bu gidrat turiga qarab o'zgaruvchan son. o'qituvchi, bosim va harorat.

Bo'shliqlar bir-biri bilan birlashib, har xil turdagi doimiy tuzilishni hosil qiladi. Qabul qilingan tasnifga ko'ra, ular tegishli ravishda KS, TS, HS - kubikli, tetragonal va olti burchakli tuzilmalar deb nomlanadi. Tabiatda KS-I (eng. SI), KS-II (eng. SII) tipidagi hidratlar eng ko'p uchraydi, qolganlari esa metastazga uchraydi.

Gaz gidratlarining kratratli ramkalarining ba'zi tuzilmalari.

Gaz gidratlarining kristall modifikatsiyasi.

Haroratning oshishi va bosimning pasayishi bilan gidrat ko'p miqdordagi issiqlikni yutishi bilan gaz va suvga parchalanadi. Yopiq hajmda yoki gözenekli muhitda (tabiiy sharoitlarda) gidratning parchalanishi bosimning sezilarli darajada oshishiga olib keladi.

Kristall gidratlari yuqori elektr qarshiligiga ega, ovozni yaxshi ushlab turadi va deyarli suv va gaz molekulalarini bo'shata olmaydi. Ular anomal ravishda past issiqlik o'tkazuvchanligi bilan ajralib turadi (273 K metan gidratasi muzga nisbatan besh baravar past).

Gidratlarning termodinamik xususiyatlarini tavsiflash uchun Van der Waals - Platteu nazariyasi hozirgi kunda keng qo'llaniladi. Ushbu nazariyaning asosiy qoidalari:

Uy egasi panjarasi mehmon molekulalari bilan to'ldirish darajasiga yoki ularning turiga qarab deformatsiyalanmagan;

· Har bir molekulyar bo'shliqda bitta mehmon molekulasi bo'lishi mumkin emas;

· Mehmon molekulalarining o'zaro ta'siri ahamiyatsiz;

Statistik fizika tavsifga mos keladi.

Termodinamik xususiyatlarning muvaffaqiyatli tavsifiga qaramay, Van der Vaals - Platte nazariyasi ba'zi tajribalar ma'lumotlariga zid keladi. Xususan, mehmon molekulalari gidrat kristall panjarasining simmetriyasini va gidratning fazaviy o'tish ketma-ketligini aniqlashga qodir ekanligi ko'rsatildi. Bundan tashqari, mehmonlarning mezbon molekulalariga kuchli ta'siri aniqlandi, bu tabiiy tebranishlarning eng yuqori chastotalarini ko'paytirishga olib keldi.

Ko'pgina tabiiy gazlar (CH4, C2H6, C3H8, CO2, N2, H2S, izobutan va boshqalar) ma'lum termobarik sharoitlarda mavjud bo'lgan hidratlar hosil qiladi. Ularning yashash maydoni dengiz tubidagi cho'kindilar va abadiy muzli hududlar bilan chegaralangan. Tabiiy gaz hidratlari metan va karbonat angidrid gidratlari.

Gaz ishlab chiqarish jarayonida quduqlarda, sanoat korxonalarida va gaz quvurlarida gidrat shakllanishi mumkin. Quvurlarning devorlariga biriktirilib, hidratlar ularning o'tkazuvchanligini keskin kamaytiradi. Gaz konlarida gidrat hosil bo'lishiga qarshi kurashish uchun quduq va quvurlarga turli xil inhibitorlar kiritiladi (metil spirti, glikollar, CaCl2 ning 30% eritmasi) va ular isitgichlar, gaz quvurlarining issiqlik izolatsiyasi, gidrat shakllanish haroratidan yuqori bo'lgan gaz oqimining haroratini saqlab turishadi. maksimal gaz oqimi harorati. Magistral gaz quvurlarida gidrat hosil bo'lishining oldini olish uchun gazni quritish eng samarali hisoblanadi - gazni suv bug'idan tozalash.