Paliva
Paliva nejběžnějším zdrojem tepla musí splňovat tyto podmínky: co nejmenší náklady na těžbu a výrobu snadno uskutečnitelné spalování
Dělení paliv podle skupenství pevná uhlí, dřevo kapalná benzín, nafta plynná methan, propan-butan nejvýhodnější, nezanechávají pevný odpad, méně poškozují životní prostředí, dobře se dopravují, snadno se zapalují, plynule hoří
Dělení paliv podle původu přírodní uhlí, zemní plyn vyrobená propan-butan podle období vzniku fosilní (pravěká) uhlí, ropa současná - dřevo
Výhřevnost paliv h = Q / m Q. teplo uvolněné při dokonalém spálení m hmotnost paliva obr.1
Uhlí Hořlavá hornina vzniklá v průběhu desítek až stovek milionů let složitými procesy z odumřelých rostlin Je to složitá směs látek, jejichž podstatnou složkou je vázaný uhlík a některé další vázané prvky (vodík, kyslík, dusík, síra aj.) Kvalita uhlí jako paliva závisí především na obsahu uhlíku Černé uhlí obsahuje 75% až 95% uhlíku Hnědé uhlí obsahuje 60% až 75% uhlíku Nevyužívá se jen jako palivo, ale daleko výhodnější je jeho zpracování jako suroviny v chemickém průmyslu
Karbonizace uhlí Probíhá při zahřívání černého uhlí na teplotu kolem 900 C za nepřístupu vzduchu Průmyslově se provádí v koksovnách a plynárnách
Produkty karbonizace Plyn koksárenský nebo svítiplyn obsahuje hlavně vodík a jedovatý oxid uhelnatý používá se především jako plynné palivo Černouhelný dehet obsahuje několik set různých látek získává se z něj např. benzen a naftalen Koks obsahuje téměř čistý uhlík Vedlejší produkt: Amoniaková voda používá se při výrobě dusíkatých hnojiv
Vodní plyn Vyrábí se vháněním vodní páry na rozžhavený koks Je to směs plynů, která obsahuje především oxid uhelnatý a vodík: C (s) + H 2 O (g) CO (g) + H 2 (g) ; Q m = 131 kj/mol Využívá se především pro výrobu organických sloučenin Volbou různých podmínek reakce katalyzátorů se dá ovlivnit vznik různých produktů
Zemní plyn Z míst těžby se dopravuje plynovody Hlavní složkou zemního plynu (70% až 90%) tvoří methan Dále obsahuje plynné uhlovodíky (ethan, propan, butan) a jiné látky (např. oxid uhličitý a sulfan H 2 S) Nejrozsáhlejší využití má zemní plyn jako palivo Při jeho hoření nevzniká popel ani saze a v porovnání s hořením uhlí nevytváří tolik škodlivých plynných produktů Jako chemická surovina se využívá k výrobě vodíku, sazí (pro gumárenský průmysl), acetylenu a syntézního plynu (směsi oxidu uhelnatého a vodíku)
Ropa Také nafta nebo zemní olej = směs sloučenin C a H - uhlovodíků Obsahuje ale také sloučeniny N, O, S Složení je různé podle naleziště Je to hnědá až černá olejovitá kapalina s charakteristickým zápachem Ve vodě nerozpustná a má menší hustotu než voda Hoří čadivým plamenem Těžba se provádí vrty do zemské kůry Ropa se po pevnině dopravuje ropovody, po mořích ji přepravují tankery
Zpracování ropy Vytěžená ropa se zbavuje hrubých příměsí (např. písek) a vody Následně se na základě rozdílné teploty varu oddělují v destilační koloně směsi uhlovodíku s blízkou teplotou varu ( frakční destilace)
Produkty frakční destilace Plynné produkty používají se jako chemické suroviny a paliva, např. směs propan-butan) Benzin používá se jako palivo do zážehových motorů automobilů, jako rozpouštědlo nečistot, barev a laků Petrolej používá se jako palivo proudových a tryskových letadel, jako rozpouštědlo, vyrábí se z něj benzin a další látky, používán také ke svícení Plynový olej používá se ve směsi s petrolejem pod názvem motorová nafta pro Dieselovy motory v traktorech a automobilech, uplatňuje se jako topná nafta v průmyslu i domácnostech Mazut používá se k topení, např. v teplárnách a na lodích, nebo se dále destiluje
Zpracování a využití ropných produktů Mazut se dále destiluje za sníženého tlaku tato vakuová destilace umožňuje oddělit složky směsi, které mají za atmosférického tlaku vysoké teploty varu Vakuovou destilací se z mazutu získávají především minerální oleje a asfalt Oleje jako mazadla do strojů a technických zařízení, ochrana kovů před korozí, dále se z nich získává parafín a vazelína Asfalt hlavně k úpravě povrchu vozovek a ve stavebnictví jako izolační materiál proti vlhkosti
Zdroje BENEŠ, Pavel, Václav PUMPR a Jiří BANÝR. Základy chemie pro 2. stupeň základní školy, nižší ročníky víceletých gymnázií a střední školy. Vyd. 3. Praha: Fortuna, 2001, 96 s. ISBN 80-716-8748-0. vlastní zdroje autora Obr.1: http://www.tzb-info.cz/ceny-paliv-a-energii/7840-vyvoj-cen-pevnychpaliv-pro-domacnosti-v-letech-2007-2010. [cit. 2012-10-14]. Dostupné z: http://www.tzb-info.cz/docu/clanky/0078/007840o1.gif
jméno autora Daniela Horáková název projektu Informatika a digitální technika číslo projektu CZ.1.07/1.5.00/34.0158 číslo šablony III/2 Inovace výuky pomocí ICT předmět pořadové číslo DUM 4 chemie / kvarta datum 6.11.2012 název DUM Paliva metodická poznámka k využití Výuková prezentace Paliva. Určeno pro frontální výuku s celou třídou. Vhodné pro nižší gymnázium.