Мендзялееў

Вадарод аснова жыцьця ў сьвеці. Таму прапануем паглядзець збор усіх частак-атамаў (мяндзелек) зь якіх складаецца сьвет паводле Мендзялеева.

   Вадарод - самае распаўсюдэанае ў сьвеці рэчыва. Назва паходзіць ад таго, што авадарод адзін са складнікаў важнага рэчыва для чалавека - вады. Шырока распаўсюджаны ў прыродзе.

   Тры ізатопа вадароду маюць уласныя назвы: 1H - проты (Н), 2H - дэйтэры (D) і 3H - трыты (самаварны) (T).

   Простае рэчыва вадарод - H2 - лёгкі празрысты дух. У сумесі з паветрам або кіслародам гаручы і выбуханебяспечны. Неатрутны. Раствараецца ў этаноле і шэрагу мэталаў: залозе, нікелі, паладыю, тытане, плаціне.

   Вадарод - самы распаўсюджанае рэчыва ў сьвеці. На яго долю прыпадае каля 88,6% усіх мяндзелек (каля 11,3% складаюць атамы гелю, доля ўсіх астатніх разам узятых мяндзелек - каля 0,1%). Такім чынам, вадарод - асноўная складовая частка зорак і міжзоркавага рэчыва. Ва ўмовах зорных тэмператур (напрыклад, тэмпература паверхні Сонца ~ 6000 ° C) вадарод існуе ў выглядзе гарачае пары, у міжзоркавай прасторы гэтае рэчыва йснуе ў выглядзе асобных мяндзелек і можа ўтвараць аблокі, значна адрозьніваюцца па памерах, шчыльнасьці й цеплыні.

Зямля й жывыя йстоты

   Доля вадароду ў зямлі складае 1% - гэта дзесятае па распаўсюджанасьці рэчыва. На Зямлі ўвесь вадарод знаходзіцца ў выглядзе злучэньняў; толькі ў вельмі нязначнай колькасьці вадарод ў выглядзе простага рэчывы зьмяшчаецца ў пачветры (0,00005% па аб’ёме для сухога паветра).

   Вадарод ўваходзіць у склад амаль усіх арганічных рэчываў і прысутнічае ва ўсіх жывых істотах. У жывых клетках па ліку мяндзелек на вадарод прыпадае амаль 63%.

   Паравая аднова прыроднага газу - часам называюць як паравая аднова балотнага духу - гэта найбольш распаўсюджаны спосаб атрыманьня камэрцыйнага чыстага вадароду. Вадарод выкарыстоўваецца ў прамысловым варэньні вадародаазоту (аміяку) і іншых хімічных рэчываў. Пры высокай цеплыні (700 - 1100 ° С) і ў прысутнасьці каталізатара на аснове мэталу (нікель), пар ўступае ў вар з балотным духам да атрыманьня сажы, чаду й вадароду.

   Дадаткова вадарод можа быць вынята з дапамогай нізкатэмпературнай вару вадзяное пары й сажы й атрыманага ў прысутнасьці каталізатара на аснове медзі альбо жалеза.     Першы спосаб паглынае цяпло, а другі можа трохі выдзяляць цяпло (і значыць можа быць выбух!!!).

   Трэцім спосабам можа быць вар нафты й вадзяное пары пад час пераапрацоўкі нафты для далейшае пераапрацоўкі нафты ў бэнзін.

       Вугаль — карысны выкапень, выгляд паліва, што ўтварыўся як з частак старажытных расьлін, так і ў значнай ступені са смолаў, што выплывалі зь нутра зямлі на паверхню. Вугаль стаў заменаю дзерава ў 19 стагоддзі ў якасьці паліва. 

У сярэднім, спальваньне аднаго кілаграма гэтага выгляду паліва прыводзіць да вылучэньня 2,93 кг чаду і дазваляе атрымаць 23-27 МДж (6,4-7,5 квт·г) энэргіі ці, пры ККД 30 % — 2,0 квт·г электрычнасьці.

     У 2004 годзе ў сьвеце было здабыта 5500 млн.т вуглю (у 2003 г. — 4835). Лідэры: Кітай — 1956, ЗША — 1020, Індыя — 397, Аўстралія — 365, Расея — 283, ПАР — 253, Нямеччына — 208, Польшча — 159, Інданэзія — 136, Казахстан — 87, Украіна — 81, Грэцыя — 74, Канада — 67, Чэхія — 64, Калюмбія — 53, Турцыя — 48. Найбольш высокае разьвіцьцё вуглездабычы ідзе ў Кітаі, ЗША, Інданэзіі і Калюмбіі.

      Прыкладна 10% вуглю (500 млн.тон) выкарыстоўваецца для вытворчасьці каля 400 млн. тон коксу, нязначную частку для вытворчасьці сынтэтычнага вадкага паліва, газу, электродаў, адсарбентаў, карбідаў кальцыю і крэмнію.

Віды вуглю

Адрозьніваюць два віды вугляў: буры і каменны. Бурыя вуглі, у адрозьненьне ад каменных, утрымліваюць адносна мала вугляроду і шмат кіслароду, што абумоўлівае ніжэйшую цеплыню згараньня і большую вільготнасьць.

Буры вугаль

 Буры вугаль — пераходная форма ад торфу да каменнага вуглю. Ад торфу буры вугаль адрозьнівае большая гаматнасьць і меншае ўтрыманьне розных расьлінных астаткаў, ад каменнага вуглю — галоўным чынам афарбоўка бурымі адценьнямі (ад кававага да чорнага). На паветры хутка драбіцца на дробныя кавалкі.

Буры вугаль выкарыстоўваецца як энэргетычнае паліва і хімічная сыравіна для атрыманьня вадкага паліва і розных сынтэтычных рэчываў, газа і ўгнаеньняў.

Склад бурага вугля

Для бурага вугля ўласьцівая наяўнасьць гумінавых кіслотаў, высокая гіграскапічнасьць і вільготнасьць. У гаручай масе бурага вугалю ўтрыманьне вугляроду 55—78%, вадароду 4—6,5%, кіслароду 15—30%; максымальная цеплыня гарэньня рабочай масы бязпопельнага вуглю меней за 23,88 МДж (5700 ккал/кг); выхад першаснай смалы 5—20% і болей; утрыманьне лятучых рэчываў у залежнасьці ад петраграфічнага складу вугля вагаецца ад 65 да 40%. Па генэтычных прыкметах буры вугаль дзеляць на шчыльныя і зямлістыя разнастайнасьці, дадаючы да апошніх і лігніты, якія ўяўляюць сабой асобны гатунак пераўтварэньня і захаваньня аскепкаў з драўлянай структурай. Акрамя структурных адрозьненьняў, улічваецца неаднолькавае ўтрыманьне вільгаці кіслароду, лятучых рэчываў і першаснай смалы. Па беларускай клясыфікацыі буры вугаль дзеліцца на тры тэхналягічныя групы: Б1 зь вільготнасьцю звыш 40%, Б2 — зь вільготнасьцю 30—40% і Б3 — зь вільготнасьцю меншай за 30%.

Радовішчы бурага вугля

Найбольш буйныя радовішчы бурага вуглю характэрныя для мэзазойскага і кайназойскага пэрыядаў; буры вугаль утварае як невялікія праслойкі, так і буйныя пласты — да 100—120 мэтраў. Галоўныя месцы здабычы бурага вуглю разьмешчаны ў Расейскай Федэрацыі, Нямеччыне, Польшчы, Чэхіі, Аўстраліі.

Каменны вугаль

Каменны вугаль — выкапнёвы гумусавы вугаль больш высокай ступені вуглефікацыі ў параўнаньні з бурым вуглем. Каменны вугаль утрымлівае ў гаручай масе ад 75 да 97% вугляроду, цеплыня гарэньня — 30,1—36,6 МДж/кг (5700 ккал/кг). Каменны вугаль распаўсюджаны ў адлажэньнях каменнавугальнай, пермскай і юрскай сыстэмаў. Глыбіня заляганьня каменнага вугля – ад паверхні да 2000—2500 мэтраў. Ён утварыўся з прадуктаў распаду арганічных астаткаў вышэйшых расьлінаў, якія зьмяніліся пад уплывам вялікага ціску вакольных парод зямной кары і параўнальна высокай тэмпэратуры. З узрастаньнем ступені пераўтварэньня пасьлядоўна павялічваецца ўтрыманьне вугляроду і адначасова зьмяншаецца колькасьць кіслароду, вадароду, лятучых рэчываў; зьмяняецца цеплыня згараньня, здольнасьць сьпякацца і іншыя ўласьцівасьці.

 Каменны вугаль — гаматная горная парода, утвораная аморфным вугляродам, аксамітна і смаляна—чорнага колеру; бліскучасьць каменнага вугля — тлустая, злом ракавісты; цьвёрдасьць 2—3; удзельная вага 1,25—1,4. Каменны вугаль гарыць яркім полымем, распаўсюджваючы моцны дым і смалісты водар.

Па міжнароднай клясыфікацыі да каменных адносяць вугалі з вышэйшай цеплынёй гарэньня больш за 23,88 МДж (5700 ккал/кг) і выхадам лятучых болей за 9%.

Апрацоўкай растворам хлёрава-каліевай солі і азотнай кіслаты калі—некалі можна выявіць у каменным вуглі структуру папараці, сілірярыі, лепідэндрона і іншых каменнавугальных расьлінаў.

Віды і склад каменнага вугля

Адрозьніваюць наступныя віды каменнага вугля: смалісты ці бліскучы — з ракавістым, бліскучым зломам, грубы — з грубазерністым зломам, слаёвы — з сланцаватай асобнасьцю, валаконны – з валаконнай структурай і інш. Каменны вугаль утрымлівае ў сярэднім наступныя элемэнты: 82% вуглярод, 1,5—5,7% вадарод, 1,5—15% кісларод, 0,5—4% сера, да 1,5% азот, 2—45% лятучых рэчываў; колькасьць вадкасьці 4—14%, утрыманьне залы нязначнае. Большая ці меншая прысутнасьць серы абумоўленая дадаткам сернага калчадана ці іншых сярністых мінэралаў. Чым больш у каменным вуглі вадароду, тым больш атрымліваецца зь яго пры награваньні бяз доступу паветра смалістых рэчываў, тым лепш такі каменны вугаль гарыць і тым больш ён прыдатны для атрыманьня сьвяцільнага газу, такі, багаты смоламі каменны вугаль, называюць тлустым, а бедны гэтымі рэчывамі — худым. Худыя вуглі загараюцца зь цяжкасьцю, і іх гарэньне можа падтрымлівацца толькі пры моцным прытоку паветра. Пры пракальваньні ў зачыненай прасторы тлусты каменны вугаль сьпякаецца і плавіцца, утвараючы порыстую губчатую масу — кокс, які зусім ня ўтрымлівае серы і няшмат Н і О; пры гэтым атрымліваюць газападобны сьвяцільны газ і вадкі каменнавугальны варволь.

Каменны вугаль, у якім смалістыя рэчывы амаль зусім адсутнічаюць, мае назву антрацыт.

Прыблізныя зьвесткі пра сусьветныя запасы каменнага вугалю

Найбольш буйнымі распрацоўваемымі басэйнамі каменнага вугалю зьяўляюцца: Данецкі, Кузьнецкі, Пячорскі, Карагандзінскі, Апалацкі, Пэнсыльванскі, Верхнесілескі, Астрава-Карвінскі, Рурскі, Вялікі Хуанэбас, Паўднёва-Ўэйлзкі, Валансьенскі, Брабанцкі. Тры чвэрці сусьветных запасаў каменнага вуглю прыходзіцца на краіны СНД, ЗША, КНР. 

У 1990—х гадах сусьветнае спажываньне каменнага вуглю склала 2,3 млрд. тон у год. У адрозьненьне ад спажываньня нафты, спажываньне вугалю значна павялічылася ня толькі ў краінах, што разьвіваюцца, але і ў прамыслова разьвітых краінах.

Спажываньне вугалю

Спажываньне вугалю ў млн тон.