У природі вуглеводні зустрічаються переважно у вигляді природного газу, нафти, кам'яного вугілля. Є два способи використання цих горючих копалин: один —у вигляді палива, тобто як джерела енергії, інший —у вигляді сировини для подальшої переробки. Перший спосіб означає звичайне спалювання, другий —цс органічний синтез. З вуглеводнів, виділених з нафти, природного газу і вугілля, можна добути багато різних речовин, а з них виробити ще більше корисних матеріалів.
Природний газ, нафта, вугілля належать до невідновлюваних природних ресурсів. Ця обставина змушує розвідувати нові родовища і разом з тим експлуатувати вже відкриті таким чином, щоб максимально вилучати з них копалини і раціонально, з найбільшою користю використовувати їх.
Не важко зрозуміти, що доцільніше піддати нафту, вугілля і газ хімічній переробці, ніж спалити їх у котельнях, двигунах, промислових і побутових печах тощо.
• Які альтернативні джерела енергії вам відомі?
Існують різні погляди на походження горючих копалин. Як вважають прихильники теорії органічного походження, поклади утворилися із решток вимерлих рослинних і тваринних організмів, що перетворилися на суміші вуглеводнів у товщі Землі під дією бактерій, високих тисків і температур (мал. 27).
Згідно з теорією мінерального (вулканічного) походження нафгп, природного газу та кам'яного вугілля, на первісній стадії формування планети Земля метали сполучалися з вуглецем, утворюючи карбіди. У результаті реакції карбідів з водою (водяною парою) у глибинах планети утворювалися газуваті вуглеводні, зокрема метан і ацетилен, а під впливом нагрівання, радіації та каталізаторів з них утворювалися інші сполуки, що містяться у нафті. У верхніх шарах літосфери рідкі нафтові компоненти випаровувалися, рідина загусала, перетворювалася на асфальт і далі на вугілля.
Теорію мінерального походження нафти вперше висловив Д. Менделєєв. А на початку XX ст. французький учений
Мал. 27. Геологічний розріз нафтоносної місцевості
П. Сабатьє змодслював описаний процес у лабораторії і добув суміш вуглеводнів, подібну до нафти.
• Назвіть найбільші у світі родовища горючих корисних копалин. Покажіть їх на мапі.
Природний газ. Газуватнмн за нормальних умов є вуглеводні з низькими відносними молекулярними масами, саме вони і містяться у природному газі. Переважає в цій суміші метан —його масова частка там у середньому він 80 до 90 %, решта —гомологи метану: стан, пропан, бутан та інші гази.
Природні горючі гази, що виділялися в деяких місцевостях із тріщин земної кори, були відомі людині з давніх-давен. Подекуди ці гази займалися, наприклад під час грози. Деякі народи вважали священним вогонь у місцях постійного виходу природних газів.
• На теренах України є родовища природного газу. Назвіть їх.
У товщі земної кори природний газ перебуває у стиснутому стані. Якщо просвердлити свердловину, газ під тиском виходить на поверхню. Спрямувавши газ у газопровід, можна транспортувати його на великі відстані.
Із газопроводів газ потрапляє на заводи і в житлові приміщення, де використовується як паливо. В Україні триває газифікація населених пунктів. Використання в побуті газу замість дров і вугілля є поступом, хоча при цьому згоряє багато цінних речовин.
• Зважаючи на цс, який висновок ви можете зробити щодо економного використання газу в побуті?
Природний газ широко використовується у промисловості. У доменних печах метан згоряє до вуглекислого газу, який, реагуючи з коксом, утворює відновник оксид карбо-ну(ІІ). У процесі виробництва сталі мартенівським способом природний газ використовується як джерело теплоти. З цією ж метою застосовують метан і в скловарних печах.
• Чи є, на вашу думку, раціональним використання природного газу в доменних печах?
Природний газ не лише спалюють, а й перероблюють на різні цінні хімічні продукти. Він є сировиною для добування ацетилену, водню, що використовується в хімічному
синтезі, наприклад аміаку. Сажа, добута з метану, використовується для виготовлення друкарської фарби, гумових виробів (як наповнювач). Застосування природного газу — це, по суті, застосування метану.
Мал. 28. Використання зрідженого
газу:
а — газова запальничка; б — газовий балон
• Пригадайте, на яких властивостях метану базується добування згаданих вище продуктів.
Супутний нафтовий газ.
Існують поклади природного газу, що залягає разом із нафтою і разом із нею виходить на поверхню із свердловини. Це так званий супутний нафтовий газ. Він є
сумішшю летких вуглеводнів, хоча, на відміну від природного газу, в ньому менший вміст метану —до 40 %, а більше його гомологів та інших газів.
Суміш газів розділяють і використовують як паливо і як хімічну сировину. Суміш пропану і бутану зріджують і зберігають під тиском у балонах. Це дає змогу транспортувати газ у місця, не підключені до мережі газопроводів.
Завдання для самоконтролю
222. Які родовища природного газу, нафти і кам'яного вугілля в Україні вам відомі? Покажіть їх на мапі.
223. Природний газ, вугілля, нафта належать до «агрохімічних ресурсів». Як ви розумієте цей термін?
224. Чому, на вашу думку, в побуті надають перевагу паливу у вигляді кам'яного вугілля над дровами, природного газу над вугіллям, електричного струму над газом?
225. До складу природного газу входять
(1) метан; (3) гексан;
(2) етилен; (4) етап.
226. Наведіть хімічні рівняння, що підтверджують використання природного газу.
227. Для спалювання 20 л суміші пропану і бутану (н. у., об'ємне співвідношення газів 1:1) витрачається повітря об'ємом
(1) 100 л; (3) 575 л;
(2) 143,75 л; (4) 20 л.
Вважати, що у повітрі міститься 20 % кисню за об'ємом.
