ПӘнінің ОҚУ-Әдістемелік кешені «химиялық технология» 5В011200 – «Химия» мамандығы үшін ОҚУ-Әдістемелік материалдар



жүктеу/скачать 1,51 Mb.
бет2/8
Дата15.09.2017
өлшемі1,51 Mb.
#32477
1   2   3   4   5   6   7   8

Ca(HCO3)2 = CaCO3 ↓+ CO2 + H2O

2Mg(НCO3)2 = MgCO3 . Mg(OH)2 + 3CO2 + H2O


Тұрақты немесе жойылмайтын кермектілік, кальций және магнийдің суда еріген барлық басқа тұздары (күкірт, тұз, фосфор, кремний ж.б. қышқылдары) арқылы анықталады. Олар су қайнаған кезде еріген түрде қалады.

Жалпы кермектілік, ол уақытша және тұрақты кермектіліктердің қосындысы. Судың тотығуы судағы органикалық қоспалар арқылы сипатталады және 1 кг судағы органикалық қосылыстарды тотықтыруға кететін оттегінің миллиграммы арқылы өрнектеледі.



Судың активтік реакциясы оның қышқылдығы немесе негіздігі – сутегі иондарының концентрациясы арқылы сипатталады.

Дәріс материалдарын игергеннен кейін білуге қажетті негізгі түсініктер:

Өзін-өзі бақылауға арналған сұрақтар:

1. Химиялық технологияда су және ауаның қолданылуын көрсетіңіздер.

2. Табиғаттағы судың айналуы.

3. Судың сапасына қандай көрсеткіштер арқылы анықтайды?

Ұсынылған әдебиеттер:


  1. Общая химическая технология: в 2-х ч.,/под ред. И.П. Мухленова. М:1984.

  2. Кутепов А.М. и др. Общая химическая технология. М:1990.

  3. Основы химической технологии/под ред. И.П. Мухленова М:1991.

  4. Вольфкович С.И. Общая химическая технология. М: 1959

  5. Соколов Р.С. Химическая технология: в 2-х т. М: 2000.


Дәріс 6 – Өндірістік суды дайындау

Дәріс жоспары:

1. Суды тұндыру әдістері

2. Суды жұмсартудың химиялық және ионалмастыру әдістері

3. Электрокоагуляция

4. Суды дегазациялау және зиянсыздандыру



1. Өндірістік су дайындау, судан молекулярлық еріген, коллоидтық және қалқыған күйдегі зиянды қоспаларды аластатуға арналған операциялардың жиынтығы болып табылады. Су дайындаудың негізгі операциялары: қалқыған қоспалардан тұндыру және сүзу арқылы тазарту, жұмсарту, ал кейбір жағдайларда – тұзсыздандыру, бейтараптандыру, газсыздандыру және зиянсыздандыру.

Суды тұндыру процесін үздіксіз жұмыс істейтін, бетондалған тұндырғыш резервуарларда жүргізеді. Түссіздендіруді және мөлдірлендіруді толық деңгейде жүргізу үшін, тұндырғыштың ішіндегі декантацияланатын суды коагуляцияға ұшыратады. Коагуляция – әртекті жүйелерді бөлудің нәтижелі процесі, атап айтқанда, судан лай, кварц құмының, карбонаттардың және басқа тау жыныстарының, сол сияқты, органикалық жаратылысты заттардың, мысалы, белоктардың, коллоидты дисперсиялық бөлшектерін бөліп алу. Коагуляция процесінің маңызы – өңделетін суға коагулянттарды, әдетте, әртүрлі электролиттерді енгізу. Коллоидтық бөлшектердің зарядына қарама қарсы заряды бар ион-коагулянт, бетте адсорбцияланады. Осының нәтижесінде бөлшектердің зарядтары бейтараптандырылады, коллоидтік бөлшектердің айналасындағы сольваттанған қабықшалар қосылып, сығылады да, олар бір бірімен бірігіп, седиментацияға түседі. Коагуляция арқылы түзілген тұнба судан сүзу арқылы бөлінеді.

Сүзу – әртекті жүйелерді бөлудің ең бір универсальды әдісі. Сүзу техникасында, сүзгіш ретінде қолданылатын материалдың дамыған беті, үлкен орын алады. Сүзу нәтижелілігі мына эмпирикалық формуламен анықталады: , мұндағы d — сүзгіште ұсталып қалатын ең ұсақ бөлшектердің диаметрі, мм; l— инертті түйір материалдардың бөлшектерінің тиімді шамасы, мм; w— сүзу жылдамдығы, м/сағ; с —пропорционалдық коэффициенті, кварцті құм үшін 0,0095- ке тең.

2. Суды жұмсарту және тұзсыздандыру - кальций, магний және т.б. металдардың тұздарын судан аластату болып табылады. Қолданылатын реагенттер бойынша бұл әдістер былай ажыратады: әктік (күйдірілген әк), содалық (кальцинацияланған сода), натронды (натрий гидрототығы) және фосфатты (үшнатрий фосфат). Жұмсарту процесі келесі реакцияларға негізделген:

1. Уақытша кермектілікті жою, темір иондарын аластату және СО2 байланыстыру үшін, күйдірілген әкпен өңдеу:

Са(НС03)2 + Са(ОН)2 = 2СаСО3 ↓+ 2Н2О

Mg(HCO3)2 + 2Са(ОН)2 = 2СаСО3 ↓+ Mg(OH)2 ↓ + 2Н20



2. Тұрақты кермектілікті жою үшін кальцинацияланған содамен өндеу:



3. Са2+ және Mg2+ толық тұндыру үшін үшнатрийфосфатпен өндеу

ЗСа(НС03)2 + 2Na3P04 = Ca3(P04)2 ↓ + 6NaHCOa

3MgCI2 + 2Na3P04 = Mg3(P04)2 ↓ + 6NaCI

Ионалмастыру әдісі. Суды жұмсартудың ионалмастыру әдісінің мәнісі – өзінің құрамындағы иондарды су құрамындағы иондарға алмастыру қабілеті бар иониттерді қолдану арқылы суды кальций және магний иондарынан тазарту болып табылады. Жұмсартудың катион алмастыру процесінің негізінде катиониттердегі натрий және сутегі иондарын Са2+ және Mg2+ иондарына алмастыру реакциясы жатады.

Na2 [Кат] + Ca(HC03)2 ↔ Са [Кат] +2NaHC03



Катион алмастыру процесіне жіберілетін судың мөлшері мына теңдеулер арқылы анықталады: және ,

мұнда LNa және LH— Na- жәнеН-катиониттері бар сүзгішке жіберілетін судың мөлшері, %; hкс, hк, hж — бастапқы судың карбонаттық емес, карбонаттық, жалпы кермектілігі, град; hб —жұмсартылған судың берілген сілтілігі, град.

Анион алмастыруға мысал ретінде ОН- аниондарын алмастыру реакциясын алуға болады.

[Ан] ОН + НС1 ↔ [Ан] С1 + Н20



Н – катиондау және ОН-аниондау процестерін тізбектей жүргізу арқылы суды тұзсыздандырудың қазіргі кездегі әдісінің экономикалық тиімділігі өте үлкен. Осы процестердің нәтижесінде түзілген Н+ и ОН- иондары өзара әрекеттесіп, су молекуласын құрайды.

3. Электрокоагуляция – еритін электродтары бар электролизерде суды тазартудың әдісі. Ол зиянды қоспаларға қатысты сорбциялық қабілетті жоғары алюминий гидрототығын электрохимиялық жолмен алуға негізделген. Иондардың ток мөлшерін тасымалдауға қатысу дәрежесі, олардың салыстырмалық концентрациясы және қозғалысының шапшандығы арқылы мына теңдеумен сипатталады , мұнда λ∞ — эквиваленттік электр өткізгіштігі; F — Фарадей тұрақтысы, 96 000 Кл; wк, wa—катион және анионның қозғалысының абсолюттік жылдамдығы.

4. Өндірістің қышқыл айналу суларын тазарту үшін нейтралдау – суды кальций тотығымен немесе гидрототығымен өңдеу әдісі қолданылады. Коррозияны төмендету үшін су дайындаудың маңызды бөлігі, судан еріген СО2 және О2 газдарын аластату болып табылады. Газдарды аластату бумен қыздыру арқылы десорбция (термиялық деаэрация) қолданылады.

Тұрмыстық қажетте қолданылатын суды міндетті түрде зиянсыздандырады. Зиянсыздандыру – ауру тарататын бактерияларды жою және органикалық қоспаларды тотықтуру – хлорлы әк, кальций гипохлориті және газ тәріздес хлорды қолдану арқылы хлорлаудың негізінде жүргізіледі.

Өзін-өзі бақылауға арналған сұрақтар:

1. Суды жұмсарту және тұзсыздандыру қалай жүргізіледі?

2. Электрокоагуляция әдісі.

3. Суды тұндыру әдісі?

Ұсынылған әдебиеттер:



  1. Общая химическая технология: в 2-х ч.,/под ред. И.П. Мухленова. М:1984.

  2. Кутепов А.М. и др. Общая химическая технология. М:1990.

  3. Основы химической технологии/под ред. И.П. Мухленова М:1991.

  4. Вольфкович С.И. Общая химическая технология. М: 1959

  5. Соколов Р.С. Химическая технология: в 2-х т. М: 2000.


Микромодуль 2 – Бейорганикалық заттар өңдірісі

Дәріс 7, 8 - Күкірт қышқылы өндірісі.

Дәріс жоспары



  1. Маңызды химиялық өндірістер.

  2. Күкірт қышқылы өндірісі.

  3. Күкірт қышқылының түрлері, қасиеті мен қолданылу аймағы.

  4. Күкірт қышқылы өнеркәсібіндегі шикізат және комплексті қолдану.

  5. Контактілі аппараттар.

  6. Контактілі әдіспен күкірт қышқылы өндірісінің принципиальды схемасы.

Күкірт қышқылы өндірісі. Қазіргі кезде өндірісте күкірт қышқылы 2 жолмен алынады: 1.Нитрозалық

2.Контактілі

Бірінші жолы 200 жылдан артық бар, бірақ ХІХ ғ. аяғы мен ХХ ғ. басында бұл әдісті контактілі әдіс ығыстырып шығарды. 2 әдістің де бірінші сатысында күкіртті шикізатты жағу арқылы күкірт диоксиді алынады. Күкірт диоксидін тазартқаннан кейін (контактілі әдісте) оны күкірт (VI) оксидіне дейін тотықтырып, одан әрі оған су қосып, күкірт қышқылын алады.

SO2-нің SO3 дейін тотығуы өте баяу жүреді, сондықтан процесс жылдамдығын арттыру үшін катализаторлар қолданылады.

Контактілі әдісте SO2→SO3 дейін тотықтыру қатты, контактілі массаларда жүргізіледі. Бұл әдіс арқылы алынған күкірт қышқылы тазалығы жағынан өте жоғары және жоғары концентрлі болады. Сондықтан қазіргі таңда алынатын күкірт қышқылының 80% осы әдіспен алынады.

Күкірт қышқылы өндірісінің контактілі әдісі.

Контактілі әдіспен H2SO4 бірнеше сұрыпын алады. Контактілі әдіспен H2SO4 өндірісі 3 сатыда жүреді:



  1. Катализатор үшін зиян қоспалардан газды тазарту;

  2. SO2→ SO3 контактілі тотығуы;

  3. SO3-тің H2SO4 адсорбциясы.

Сатылардың ішіндегі ең маңыздысы - SO2→ SO3 контактілі тотығуы осы операцияға байланысты әдіс аты қойылған.

Контактілі тотығу – гетерогенді тотығу экзотермиялық катализға мысал болып табылады. Ол келесі реакция теңдеуі бойынша жүреді:

2SO2+O2 2SO3+296,7кДж (500ºС)

М.Шателье принципіне сәйкес tº төмендетіп, қысымды арттырғанда SO3 түзілу жағына қарай тепе-теңдік ығысады. Осыған сәйкес SO2-ден SO3 түзілуіне қарай тепе-теңдік дәрежесі артады:

Мұндағы: -тепе-теңдік жағдайынан алынған SO3 мөлшері



- SO3 ең жоғары мөлшері

 және - SO2 және SO3

Контактілі әдісте көбінесе катализатор ретінде платина қолданылады. Бірақ ол өте қымбаи, әрі мышьяк сияқты заттармен өте улы қоспа түзеді. Сондықтан темір оксиді қолданылады. Ол бағасы жағынан арзан, және де мышьякпен уланбайды, бірақ газдық қарапайым құрамымен каталитикалық активтілік көрсепейді. Сондықтан тек 625 ºС жоғары.


жүктеу/скачать 1,51 Mb.

Достарыңызбен бөлісу:
1   2   3   4   5   6   7   8



©engime.org 2024
әкімшілігінің қараңыз
    Басты бет