|
(
IV
)-
оксидининг оксидланиш мувозанат даражаси дастлабки
аралашмадаги кислород миқдорининг ошиши билан ҳам ортади. Масалан,
атмосфера босимида, 450
0
С да, 12% SO
2
ва 5,5% О
2
бўлганда оксидланиш
даражаси 87,5% бўлиб, 7% S0
2
ва 11% О
2
бўлганда 97,5% га тенг бўлади.
Мувозанат ҳақидаги маълумотлар асосида айни реакцияни ўтказиш шароитлари
ҳақида бирор хулосага келиш мумкин эмас! Реакция тезликлари ҳақидаги
маълумотларга ҳам эга бўлиш керак. Реакциянинг атмосфера босимида уй
ҳароратсида ҳам (мувозанат S0
3
оксиди ҳосил бўлиш томонига тўла силжиган
164
бўлса ҳам ва ҳатто аралашмаларни қиздирилганда ҳам бормаслигини тажриба
кўрсатади. Реакция фақат катализаторлар иштирокидагина боради. Бундан икки
юз йилдан кўпроқ нақт илгари азот оксидлари иштирокида сульфат кислота
ишлаб чиқариш усули кашф этилган эди. Бу жараѐнни соддалаштириб қуйидагича
ифодалаш мумкин:
2S0
2
+ 2 NO
2
= > 2 SО
3
+ 2 N0; 2 NО + О
2
= 2 N0
2
Нитроза усули деб аталувчи бу усулдан ҳозир ҳам (такомиллашган ҳолда)
фойдаланилади лекин ҳозирги пайтда, асосан, кейинроқ яратилгаи контакт
усулидан фойдаланилмокда ва бунда олтингугурт (IV)-оксиди кислород билан
қаттиқ катализаторлар иштирокида оксидланади. Аввалига (бу 1831 йилда бўлгак
эди) платина, кейинчалик эса темир, хром, мис, ванадий ва бошқа металлар
оксидларини катализаторлик таъсири аниқланди.
Олтингугурт (IV)-оксиди S0
2
нинг контакт оксидланиш механизми қандай?
Бу текширишлар натижасида аниқланди, масалан ванадий (V)-оксиди
катализатор сифатида ишлатилганда олдин кислород катализатор юзасига
тортилади, кейин у олтингугурт (VI)-оксид билан ўзаро таъсир этади.
Оксидланишнинг экспериментал ўлчанган тезликлари асосила тенгламаси
тузилган ва унда элементар босқичлар тезликлари ҳам ўз ифодасини топган:
2
2
2
2
1
2
0
2
1
so
o
o
s
p
k
p
k
p
p
k
k
бунда;
— реакция тезлиги,
1
— катализаторни кислород билан ўзаро таъсир
этиш тезлигининг константаси, к
2
— катализатор сирти қайта тикланиш
тезлигининг константаси, р
02
, — газ аралашмасидаги кислород босими, р
so2
— газ
аралашмасидаги SО
2
босими.
Биз бу тенгламани сизга кимѐ курсидан маълум бўлган: кимѐвий тенглама
асосида реакция тезлигини ифодаловчи тенгламани тузиб бўлмайди деган
кўрсатмани эслатиб ўтиш учун келтирдик. Ҳар бир элементар босқичнинг ва
умумий оксидланиш реакциясининг тезлиги (худди реакция механизмидек)
165
катализатор таркибига боғлик деб тахмин қилиш мумкмн. Бу тажрибаларда
тасдиқланган. Реакция анча юқори тезликда бориши учун платинали катализатор
иштирокида 350°С'дан юқори ҳароратда ваналий-иштирокида 400 — 450°С да,
темир (1П)-оксиди иштирокида — 550°С да бўлиш керак. Демак, солиштирилган
катализаторлардан платина энг актив бўлса, темир (Ш)- оксидининг активлиги
нисбаган анча камдир. Ҳарорат кўтарилганда ҳамма катализаторлар иштирокида
реакция тезлиги ортади. Ванадийли катализатор иштирокида ҳар хил ҳароратда
реакциянинг кандай боришини б-расмдан кузатинг. Ҳарорат қанчалик юқори
бўлса, реакциянинг бошланғич тезлиги шунча катта, лекин максимал
(мувозанатли) ҳосил бўлиш даражаси кам бўлади. Паст ҳароратларда ҳам акгив
катализаторлар топиш мақсадида жуда кўп текширишлар олиб борилмоқда.
Кейинги пайтларда бу йўналишда баъзи бир ютуқларга эришилди.
Нима учун бу текширишлар катта амалий аҳамиятга эга?
Каттиқ катализаторлар активлиги ҳарорат маълум даражага (ҳар бир
катализатор учун маълум ҳароратда) кўтарилгандан сўнг кескин ка-маяди.
Саноатда ишлатиладиган ванадийли катализаторлар учун бу ҳарорат 620°С га
тенг. Фақат кейинги йилларгина 670
0
С да ҳам активлигини сақлайдиган,
иссиқликка чидамли катализаторлар топилди.
Нима сабабдан катализаторлар қаттиқ қиздаришга чидамайди? Катализатор
активлигининг ўзгаришига унинг тузилишида, ғоваклигида ва кимѐвий
таркибидаги озгина ва кузатиш қийин бўлган ўзгаришлар сабабчи бўлса керак,
деб тахмин қилинади. Бундай ўзгаришлар пастроқ ҳароратда сезиларли ҳолда
бўлмайди. Буни, масалан, ванадий катализатори 5 ва ундан ортиқроқ йил узлуксиз
ишлатилганда унинг активлиги камайишида кўрса бўлади. Агар дастлабки газ
аралашмасида мишьяк (Ш)-оксиди ва бошқа заҳарлар бўлса керак, деб тахмин
қилинади.
166
Do'stlaringiz bilan baham: |
