Mavzu: Sanoatda sulfat kislota ishlab chiqarish
Darsning maqsadi: 1. Ta`limiy maqsad:Sanoatda sulfat kislota ishlab chiqarish haqida bilim, ko`nikma va malaka berish
2.Tarbiyaviy maqsad: O’quvchilarga mavzuda keltirilgan misollar asosida nutqini oshirish va tarbiya berish;
3.Rivojlantiruvchi maqsad: O’quvchhilarni ongini varafakkurini o’stirish, dunyoviy bilimlarini rivojlantirish.
Dasrning turi:An`anaviy. Yangi materialni o’rganuvchi dars.
Darsning usuli: Tushuntirish. Savol- javob
Darsning jihozi: kimyo faniga oid rasmlar, slaydlar va o’quv darsligi.
Darsning tashkiliy qismi: 1. O`quvchilar bilan salomlashish.
2. Navbatchilikni o`tkazish va davomatni aniqlash.
3. Siyosiy daqiqa o`tkazish.
4. O`tilgan mavzuni so`rash baholash.
Yangi darsning bayoni. Kimyo sanoati uchun juda muhim bo‘lgan anorganik birikmalardan biri sulfat kislotadir.
Sanoatda sulfat kislota ishlab chiqarish uchun xom ashyolar: Sof oltingugurt, temir kolchedan (pirit) rangli metallarning sulfid, vodorod sulfide Sanoatda xom ashyodan sulfat kislota ishlab chiqarishga qadar bo‘lgan jarayonlar bir necha bosqichga bo‘linadi.
1. Oltingugurt (IV)-oksidni olish. 2. Oltingugurt (IV)-oksidni tozalash.
3. Oltingugurt (IV)-oksidini oksidlash. Oltingugurt (VI)-oksid olish.
1. Oltingugurt (VI)-oksidini gidratlab sulfat kislota olish. Oltingugurt (IV)-oksid olish. Mavjud xom ashyolardan oltingugurt (IV)-oksid olish uchun quyidagi kimyoviy reaksiyalarni amalga oshirish kerak. S + O2 = SO2 2H2 S + 3O2 = 2SO2 + 2H2O
4FeS2 + 11O2 = 2Fe2O3 + 8SO2 Cu2S + 2O2 = 2CuO + SO2
Sanoatda H2SO4 ishlab chiqarish uchun piritdan foydalaniladi. Piritni kuydirish (oksidlash) reaksiyasini sanoatda yuqori unum bilan amalga oshirish uchun quyidagi amallarni bajarish kerak. 1) Havo o‘rniga toza kislorod yuborilgan holda reaksiyani amalga oshirish. Havo o‘rniga sof kisloroddan foydalanilsa reaksiyaga kirishuvchi moddalardan biri kislorodni konsentratsiyasi ortadi. Natijada reaksiya tezlashadi. 2) Pirit bo‘laklarini maydalash kerak. Bunda piritni kislorod bilan to‘qnashuvlar sirti kattalashadi, natijada reaksiya tezlashadi. Ammo piritni haddan tashqari maydalanib ketishi reaksiyani sekinlashtiradi. Chunki pirit zichlashib qoladi. Kislorod piritning zichlashgan qatlami oralariga kira olmaydi. Qarshi oqim prinsipidan foydalanilganda piritni juda maydalangan kukunlaridan ham foydalanish yaxshi natija beradi. Kolchedanni kuydirish (FeS2 ni oksidlash) pechiga kukun holdagi pirit yuqoridan pastga sochiladi, pastdan esa havo haydaladi. Piritni mayda zarrachalari bilan havoning aralashmasi qaynovchi qatlam deyiladi.
Bunday sharoitda piritni oksidlash uchun juda oz muddat kifoya.
2. Oltingugurt (IV)-oksidni tozalash. Oltingugurt (VI)-oksid olish jarayoni katalitik jarayon bo‘lib vanadiy (V)-oksid – V2O5 katalizator sifatida ishlatiladi. SO2 ga qo‘shilgan chang va har-xil qo‘shimchalar katalizatorni zararlaydi, ya’ni katalizatorni katalitik xossasini susaytiradi. Shuning uchun pirit kuydirilganda ajralib chiqayotgan SO2 ni avval tozalab, so‘ngra kontakt apparatiga yuboriladi.
Kuydirish pechidan chiqayotgan SO2 siklon va elektro filtr deb ataluvchi qurilmalarda tozalanadi. So‘ngra suv bug‘laridan quritish minorasida quritiladi. Buning uchun konsentrlangan H2SO4 dan foydalaniladi. 3. Oltingugurt (IV)-oksidini oksidlab oltingugurt (VI)-oksidi olish.
Oltingugurt (IV)-oksidini oltingugurt (VI)-oksidga aylantirish uchun katalizator ishtirokida oksidlab olinadi. 2SO2 + O2 2SO3 + Q Reaksiya ekzotermik reaksiya 400°C da 99,2% oltingugurt (VI)-oksid hosil bo‘ladi. Harorat ko‘tarilgan sari mahsulot kamayib boradi, masalan, 600°C da 73% ni tashkil qiladi. Reaksiyada ajralib chiqayotgan issiqlik, issiq almashtirgichlarda SO2 ni isitish uchun sarflanadi. Oltingugurt (IV)-oksidini oksidlash uchun optimal sharoitni tanlash uchun qaytar reaksiyalarda muvozanatni o‘ng tomonga siljitish omillarini tanlash zarur.
1) Harorat. Oltingugurt (VI)-oksidini hosil bo‘lish unumini oshi rish uchun reaksiyani 600°C dan sekin-astalik bilan 400-450°C ga tushirish kerak. 2) Katalizator. Temir, platina va vanadiy oksidlari katalizator bo‘lishi mumkin. Katalizatorga qo‘yilgan talablar quyidagilardir:
a) Arzon bo‘lishi;
b) katalitik donorlarga chidamli bo‘lishi;
c) uzoq muddatga yetishi;
Hozirgi kunda katalizator sifatida vanadiy (V)-oksidi ishlatiladi. 3) Kontakt apparatiga kiritilayotgan oltingugurt (VI)-oksid suv bug‘i va har-xil changlardan tozalangan bo‘lishligi hamda katalizatorni zaharlaydigan q o‘shimchalardan xoli bo‘lishi kerak. Chang, har-xil aralashmalar, shuningdek, suv bug‘idan tozalangan SO2 va havo issiq almashtirgichdan kontakt apparatiga o‘tadi. Issiq almashtirgichdan o‘tayotgan aralashma yetarli darajadagi issiqlikni olib kontakt apparatida oksidlanadi. SO2 ni oksidlanishi ekzotermik reaksiyadir. Bu jarayonda hosil bo‘lgan issiqlik issiq almashtirgichda SO2 ga uzatiladi. Kontakt apparatida hosil bo‘lib, issiq almashtirgichda sovigan oltingugurt (VI)-oksidi yuttirish minorasiga o‘tadi. Oltingugurt (VI)-oksidni gidratlash, ya’ni sulfat kislota olish: Yuttirish minorasida oltingugurt (VI)-oksididan sulfat kislota olinadi. Buning uchun SO3 ni suv bilan reaksiyaga kiritish kerak. Ammo yuttirish minorasida SO3 suv bilan reaksiyaga kirishib H2SO4 ni juda mayda tomchilarini hosil qiladi va minora tuman bilan qoplanadi. Bu sulfat kislotali tuman juda qiyin kondensatlanadi. Shuning uchun yuttirish minorasida SO3 98% li sulfat kislota yordamida yuttiriladi. Dastlab konsentrlangan H2SO4 tarkibidagi suv SO3 ni gidratlaydi:
SO3 + H2O = H2SO4 + Q H2SO4 + SO3 = H2SO4 · nSO3 So‘ngra suvsiz H2SO4 SO3 ni biriktirib oladi va oleum deb ataluvchi birikmani hosil qiladi.
