Відмінності між версіями «Учнівська вікі-сторінка "Цікаве поруч з нами"»

Версія за 09:22, 22 серпня 2012

Назва проекту

Способи одержання кислот

Автори проекту

1 група 8 класу "Хіміки"

Тема дослідження

Яким чином одержують кислоти?

Проблема дослідження

Дослідження та порівняння різних способів добування кислот.Вивчення розвиток способів добування кислот.

Гіпотеза дослідження

Синтез кислот - це багатоступінчатий, складний процес.

Мета дослідження

З'ясувати який з зі способів добування кислот є найбільш економічно вигіднішим.Проаналізувати зміни об'ємів добування кислот. Дослідити, розвиток промисловості з добування килот в Україні.

Результати дослідження

Сульфатна кислота

Великий внесок у виробництво сульфатної кислоти зробив Іван Ададуров.Учений провів понад 20 досліджень з удосконалення технології виробництва сульфатної кислоти. За його пропозицією свинцеві труби в продукційній частині виробництва сульфатної кислоти нітрозним способом замінили на залізні та чавунні. Розробив новий метод одержання сірчаної кислоти — через контактне окислення вологого оксиду сірки, який одержували, окислюючи сірководень. Самий древнiй метод отримання – термiчним розкладом залiзного купоросу FeSO4, нинi сiрчана кислота виробляється двома способами: - нiтрозним; - контактним. Найсучасніший спосіб добування сульфатної кислоти у промисловості — це контактний. Як сировина використо¬вується пірит FeS2 FeS₂ (залізний або сірчаний колчедан), гази, які утворюються в якості відходів при відновленні кольорових металів із їх руд, сірководень H2S, який міститься в газах при коксуванні вугілля, а також вільна сірка. Перша стадія процесу — випалювання колчедану і добу¬вання діоксиду сульфуру: 4FeS2 + 1102 = 2Fe2O3 + 8SO2 ; = -13476 кДж. Цей процес відбувається у колчеданних печах, з яких виходить випалювальний газ. Він містить, окрім діоксиду сульфуру SO2, ще кисень, азот, водяну пару та інші доміш¬ки. Його очищають, висушують і подають на другу стадію виробництва у контактний апарат. Друга стадія — окиснення діоксиду сульфуру і добуван¬ня триоксиду сульфуру: V2O5 Окиснення відбувається в контактному апараті за наяв¬ності каталізатора і високої температури. Але ви можете запитати, навіщо тут висока температура, якщо реакція екзотермічна. Адже ми знаємо, що згідно з принципом Ле Шательє зміщенню рівноваги у бік утворен¬ня SO3 сприятимуть низька температура і високий тиск. Це справедливо, але річ у тім, що високий тиск застосу¬вати майже неможливо, бо SO2 одразу перейде у рідкий стан. І низькі температури використати не можна, бо швидкість реакції буде надто малою. Тому й застосовують каталізатор V2O5, щоб пришвидшити процес, а каталізатор сам стає активним лише при 450°С. Ось чому, незважаючи на екзотермічність реакції, використовують ще додаткове нагрівання. Теплоту, яка виділяється під час реакції, відво¬дять і використовують для нагрівання випалювального газу, який встигає охолонути, проходячи складну систему очис¬них споруд перед надходженням у контактний апарат (див. схему виробництва сульфатної кислоти на слайді). Отже, процес окиснення SO2 в SO3 здійснюється склад¬но, бо ця реакція оборотна й екзотермічна. Умови її здій¬снення визначаються в основному згідно з принципом Ле Шательє^ Третя стадія виробництва — поглинання триоксиду сульфуру й утворення сульфатної кислоти H2SO4. Добутий у контактному апараті триоксид сульфуру SO3 надходить у поглинальну башту — абсорбер1, де поглинаєть¬ся концентрованою сульфатною кислотою (масова частка H2SO4 96—98%). В абсорбері SO3 взаємодіє з водою, що міститься у концентрованому розчині сульфатної кислоти, утворюючи безводну, 100%-ву сульфатну кислоту, яка на¬зивається моногідратом: SO3 + Н2О = H2SO4; АН = -130,6 Чистою водою поглинати триоксид сульфуру SO3 не можна, оскільки утворюється дуже стійкий «туман» із дріб¬них крапель сульфатної кислоти, який погано конденсу¬ється. Кінцевий продукт виробництва — олеум (розчин SO3 y моногідраті). Його розбавляють водою до сульфатної кисло¬ти потрібної концентрації.

Нітратна кислота

Азотна кислота отримується шляхом реакції діоксиду азоту (NO2) з водою.

3NO2 + H2 → 2HNO3 + NO Як правило, монооксид азоту який отримується в результаті реакціїї, знову окислюється киснем повітря та може бути використаний для отримання додаткового діоксиду азоту. Майже чиста азотна кислота може бути утворена шляхом реакції сірчаної кислотою з з натрієвою сіллю.

2 NaNO3 + H2SO4 → 2 HNO3 + Na2SO4 Промислова нітратна кислота містить як правило 52% - 68% азотної кислоти. У сучасній хімічній промисловості нітратну кислоту добувають шляхом каталітичного окиснення аміаку до монооксиду азоту з наступним окисненням NO киснем [повітря] при 700—900 °C до діоксиду (гемітетраоксиду) азоту і поглинанням останнього водою. Каталізатор — платинова сітка.

Хімічні процеси, що відбуваються при виробництві нітратної кислоти, можна представити рядом реакцій: Суміш аміаку з повітрям у певному співвідношенні спалюють у спеціальному приладі на платиновій сітці, яка служить каталізатором (без каталізатора аміак окиснюється до вільного азоту):

4NH3 + 5O2 = 4NO + 6H2O Одержуваний монооксид азоту охолоджують і окиснюють киснем повітря до діоксиду (гемітетраоксиду) азоту:

2NO + O2 = 2NO2 Суміш діоксиду і гемітетраоксиду поглинають водою і одержують розчин суміші нітратної і нітритної кислот:

N2O4 + H2O = HNO3 + HNO2 Нітритна кислота нестійка, особливо при деякому нагріванні, і легко розкладається на монооксид і діоксид азоту і воду:

2HNO2 = NO + NO2 + H2O Процес поглинання оксидів азоту водою проводять при надлишку кисню. Тому утворюваний за останньою реакцією монооксид азоту відразу перетворюється в діоксид азоту і знову вступає в процес утворення нітратної кислоти. В результаті утворюється лише нітратна кислота.

Висновки

У даній статті учні проаналізували добування кислот різними способами.З'ясували, які з них є найбільш перспективними. Дали короткий опис історії розвитку сособів добування кислот.

Корисні ресурси

Вікіпедія

Реферат" Виробництво сульфатної кислоти"

Виробництво сірчаної кислоти