1-variant “Umumiy kimyoviy texnologiya” fanining mazmuni, predmeti va metodi. Fanning mazmuni, vazifalari, predmeti va metodi

3. Nitrat kislata ishlab chiqarishning nazariy asoslari.
Azot (II) -oksidining azot (IV)-oksidiga aylanish reaksiyasi, kinetik xududda boruvchi, nokatalitik, gomogen reaksiyadir. Nitrat kislota ishlab chiqarishda eng sekin boruvchi bosqich NO ni NO₂ ga oksidlanishi reaksiyasidir. Mana shu reaksiya ishlab chiqarish jarayonining umumiy tezligini belgilaydi. Bu reaksiya nitrat kislota ishlab chiqarishning ikkinchi bosqichi bo’lib, quyidagi tenglama bo’yicha boradi.
2NO+O₂ ↔2NO₂+112,3kJ
Bu reaksiya 150⁰C dan past haroratda, amalda to’liq 2NO₂ hosil bo’lishi tomonga yo’naladi. Agar harorat oshirilsa muvozanat chapga, ya’ni NO₂ ni parchalanib NO va O₂ hosil bo’lish tomon siljiydi. 800⁰C da NO₂ ning hosil bo’lishi umuman to’xtaydi. Barcha bir bosqichli reaksiyalarda haroratning ortishi reaksiya tezligini keskin oshiradi, ammo NO ning NO2 ga oksidlanish reaksiyasi, bu umumiy qoidaga bo’ysunmaydi, aksincha haroratning ortishi bu reaksiya tezligini kamaytiradi. Bu hodisani tushuntirish uchun bir necha gipotezalar o’rtaga tashlangan. Bulardan nisbatan to’g’ri deb tan olingani, bu NO ning oksidlanishi orqali mahsulot dimer hosil bo’lish bilan borish reaksiyasidir.
2NO↔(NO)₂-AH;
O₂+(NO)₂↔2NO₂-AH
Dimerning hosil bo’lishi issiqlik chiqishi bilan boruvchi qaytar jarayondir. Demak, haroratning oshishi bu reaksiyada muvozanatni chapga NO₂ ni parchalanishi tomonga siljiydi.
Demak, haroratning ortishi bilan NO ni oksidlanish reaksiyasi tezligining kamayishiga sabab, haroratga ortgan sayin konsenrasiyasining kamayishidandir. Binobarin,bosimning ortishi va haroratning pasayishi NO ni oksidlash reaksiyasini tezlashtiradi. Azot (IV)-oksidi assosiasiyalanib dimerlanish xossasiga ega.
2NO₂↔N₂O₄+57kJ
Haroratning pasayishi bilan dimerlanish darajasi ortadi; atmosfera bosimida 0⁰C haroratda NO₂ ni assosiasiyalanishi 71 %ga teng, -15⁰Cda esa 92 %ga yaqin, 150⁰C da N₂O₄ umuman bo’lmaydi, to’liq NO₂ ga parchalanadi. Reaksiya hajmining kamayishi bilan borganligi uchun ham bosimning ortishi N2O4ning ko’payishiga olib keladi. Har qanday haroratda ham bu reaksiyalar amalda juda tez muvozanat holatiga keladi. Azot (IV)-oksidi, NO bilan ham o’zaro quyidagi reaksiya bo’yicha ta’sir etadi.
NO+NO2^N2O3+40,2kJ
Ammo azot (III)-oksidining amaldagi miqdori kam bo’ladi. Oksidlarning oksidlanish va assosiasiyalanish reaksiyalari tufayli nitroza gazlarining aralashmasi hosil bo’ladi. Qaysikim uning tarkibida azot va kislaroddan (havo bilan kirgan) tashqari NO, NO2, N₂O₄ va N₂O mavjud bo’ladi. Bu oksidlar konsentrasiyalarning nisbatlari sharoitga qarab keskin o’zgarib turadi, ammo asosiy komponent NO₂ va N₂O₄ larningo’zidir.
Azot (IV)-oksidi va azot qo’sh oksidini suv bilan adsorbsiyalash jarayonnning uchinchi va oxirgi bosqichi hisoblanadi. Azot (IV)-oksidi va N₂O₄ suv bilan quyidagi tenglama bo’yicha ta’sir etadi.
2NO₂-H₂OHNO₃+HNO₂+116kJ
N₂O₄-H₂OHNO₃+HNO₂+59kJ
Hosil bo’lgan nitrit kislotasi beqaror bo’lganligi uchun o’z-o’zini oksidlash va o’z -o’zini qaytarish reaksiyalariga kirishadi.
3HNO₂=HNO₃+2NO+H₂O-75,8kJ
Umumiy holda NO₂ va N₂O4 ning adsorbsiya reaksiyasi bunday yoziladi:
3NO₂+H2O2HNO₃+NO+136kJ
3N₂O₄+2H₂O4HNO₃+2NO+101kJ
N₂O₃ suv bilan birikib faqat nitrit kislotasiga aylanadi. NO va N₂O₄ lar amalda suvda erimaydi, betaraf oksidlardir.
Bu ekzotermik reaksiyalar hajmning kamayishi bilan bog’liq boradi. Demak, bosimni oshirish muvozanatni nitrat kislota hosil bo’lish tomonga (o’nga), haroratni oshirish esa uni parchalanishi tomonga (chapga) siljitadi.