10.4.2.3 бұл процесті тепе – теңдік ретінде түсіну және жағдайдың өзгеруі мақсатталған өнімнің шығымына қалай әсер ететіндігін болжай алу;
Тепе-теңдікті ығыстыруға қандай процесстер қолданылады?
Температураның жоғарылауы процеске қалай әсер етеді?
Қысым қандай жүйелерге қолданылады?
Катализатордың атқаратын рөлі қандай?
Жанасу процесі: 1-сатысы
Пеште балқытылған күкіртті құрғақ ауада жағып, күкірт диоксиді, SO2 алады. Алынған газ тазартылады және салқындатылады.
S(с) + O2(г) SO2(г)
Қыздырылған ауада бүрку арқылы балқытылған күкіртті жағудың артықшылығы неде, жауабыңызды түсіндіріңіз. Реакция тез жүреді, беттік ауданы үлкен.
Жанасу процесі: 2-сатысы
Күкірт (VI) оксидін, SO3(г) алу үшін күкірт (IV) оксиді мен оттегі қоспасын ванадий катализаторының (ванадий(V) оксиді) қатысында және 101,3-202,6 кПа (1-2 атмосфера) қысымда 450⁰C-қа дейін қыздырады.
2SO2(г) + O2(г) 2SO3(г)
Жанасу процесі: 2-сатысы
Шамамен 99,5% күкірт (IV) оксиді, SO2 осы қайтымды реакция арқылы күкірт (VI) оксидіне, SO3 айналады.
Күкірт диоксиді + оттек (ауадан) 1:1 (көлемдік қатынаста) Температура: 400-450ºС Қысым: 1-2 атм Катализатор: V2O5 Не себепті реакция 400-450ºС температурада жүргізеді? 400 - 450°C – өте қысқа мерзімде (аз уақытта ) тепе-теңдіктегі
қоспада күкірт триоксидінің өте жоғары үлесін құрайтын
компромисті температура.
2 SO2(г) + O2(г) 2 SO3(г) + Q
II саты. Күкірт (IV) оксидінің күкірт (VI) оксидіне дейін тотығуы
Күкірт диоксиді + оттек (ауадан) 1:1 (көлемдік қатынаста) Температура: 400-450ºС Қысым: 1-2 атм Катализатор: V2O5
Не себепті реакция 1-2 атм қысымда жүргізіледі? Тіпті осы салыстырмалы түрдегі төмен қысымда күкірт
диоксинің 99,5%-ы күкірт триоксидіне айналады. Қысымды
арттыру арқылы қол жеткізуге болатын өте аз ғана жақсарту үшін
қысымды арттырудың қажеті жоқ.
2 SO2(г) + O2(г) 2 SO3(г) + Q
II саты. Күкірт (IV) оксидінің күкірт (VI) оксидіне дейін тотығуы
Күкірт диоксиді + оттек (ауадан) 1:1 (көлемдік қатынаста) Температура: 400-450ºС Қысым: 1-2 атм Катализатор: V2O5 Не себепті реакция катализатор қатысында жүргізіледі? Катализатор тепе-теңдікке әсер етпейді. Катализаторды қосу
тепе-теңдік қоспасындағы күкірт триоксидінің мөлшерін
арттырмайды. Ол тек реакцияның жылдамдығын арттырады.
Катализатордың қатысынсыз реакция өте баяу жүреді.
Катализатор реактордағы газдардың арасында қысқа уақыт ішінде
динамикалық тепе-теңдікті орнату үшін қажетті
жылдамдықты қамтамасыз етеді.
2 SO2(г) + O2(г) 2 SO3(г) + Q
Жанасу процесі: 3-сатысы
Сіңіру мұнарасында күкірт (VI) оксиді, SO3 алдымен концентрленген күкірт қышқылымен H2SO4 әрекеттеседі және олеум H2S2O7 деп аталатын өнімді түзеді.
SO3(г) + H2SO4(с) H2S2O7(с)
Жанасу процесі: 3-сатысы
Содан кейін олеум, H2S2O7 концентрленген күкірт қышқылын H2SO4 алу үшін сумен сұйылтылады.
H2S2O7(с) + H2O(с) 2H2SO4(с)
IIІ саты. Күкірт (VI) оксидінен күкірт қышқылын алу
Неліктен күкірт (VI) оксидін сіңіру үшін су емес, 98% -дық күкірт қышқылы қолданылады? SO3(г) + Н2О(с) Н2SO4(с) + Q Газ фазасында аздаған мөлшердегі су буы күкірт қышқылының ұсақ тамшыларының түзілуіне әкеледі де, суға сіңірілмейтін тұрақты тұман түзіледі.
SO3(г) + H2SO4(с) H2S2O7(с)
H2S2O7(с) + H2O(с) 2H2SO4(с)