Химия - Газовые гидраты - Свойства гидратов

28 февраля 2011


Оглавление:
1. Газовые гидраты
2. Свойства гидратов
3. Строение гидратов
4. Газовые гидраты в природе
5. Научные исследования
6. Проблемы и перспективы, связанные с природными газогидратами
7. Перспективы применения в промышленности газогидратных технологий
8. Применение газовых гидратов

Природные газовые гидраты представляют собой метастабильный минерал, образование и разложение которого зависит от температуры, давления, химического состава газа и воды, свойств пористой среды и др.

Морфология газогидратов весьма разнообразна. В настоящее время выделяют три основных типа кристаллов:

• Массивные кристаллы. Формируются за счёт сорбции газа и воды на всей поверхности непрерывно растущего кристалла.
• Вискерные кристаллы. Возникают при туннельной сорбции молекул к основанию растущего кристалла.
• Гель-кристаллы. Образуются в объёме воды из растворённого в ней газа при достижении условий гидратообразования.

В пластах горных пород гидраты могут быть как распределены в виде микроскопических включений, так и образовывать крупные частицы, вплоть до протяжённых пластов многометровой толщины.

Благодаря своей клатратной структуре единичный объём газового гидрата может содержать до 160—180 объёмов чистого газа. Плотность гидрата ниже плотности воды и льда.

При повышении температуры и уменьшении давления гидрат разлагается на газ и воду с поглощением большого количества теплоты. Разложение гидрата в замкнутом объёме либо в пористой среде приводит к значительному повышению давления.

Кристаллогидраты обладают высоким электрическим сопротивлением, хорошо проводят звук, и практически непроницаемы для свободных молекул воды и газа. Для них характерна аномально низкая теплопроводность.

Для описания термодинамических свойств гидратов в настоящее время широко используется теория Ван-дер-Ваальса— Платтеу . Основные положения данной теории:

• Решётка хозяина не деформируется в зависимости от степени заполнения молекулами-гостями либо от их вида.
• В каждой молекулярной полости может находиться не более одной молекулы-гостя.
• Взаимодействие молекул-гостей пренебрежимо мало.
• К описанию применима статистическая физика.

Несмотря на успешное описание термодинамических характеристик, теория Ван-дер-Ваальса — Платтеу противоречит данным некоторых экспериментов. В частности, показано, что молекулы-гости способны определять как симметрию кристаллической решётки гидрата, так и последовательность фазовых переходов гидрата. Помимо того, обнаружено сильное воздействие гостей на молекулы-хозяева, вызывающее повышение наиболее вероятных частот собственных колебаний.

Просмотров: 11978

<<< Эквивалент вещества

Гидрат метана >>>