Noorganik moddalar kimyoviy texnologiyasi

TAJRIBA ISHI №7
MAVZU: KOLCHEDANNI KUYDIRIB SULFAT KISLOTA OLISH
Ishning maqsadi: Oltingugurt kolchedanini kuydirish orqali sulfat kislota olish. Harorat va ortiqcha havoni, sulfid rudalaridagi oltingugurt miqdorini, hamda zarrachalar o‘lchamining vaqt bo‘yicha pech gazi tarkibidagi SO₂ konsentratsiyasini yoki pechning ishlab chiqarish quvvatini o‘zgarishini ifodalovchi kuydirish tezligiga ta’sirini o‘rganish.
Nazariy qism
Sulfat kislota olish tavsifi
N₂SO₄ ishlab chiqarishda SO₂ ni olish uchun sulfid rudalari kuydiriladi. Oltingugurt kolchedanini (FeS₂) kuydirish ronuniyatlarini qolgan barcha sulfidlarni kuydirish uchun ro‘llasa bo‘ladi. Sulfid rudalarining umumiy kuydirish tezligi, boshra yuqori haroratli jarayonlar kabi havo kislorodini diffuziyasi va SO₂ ning reaksion zonadan olib chiqib ketish bilan belgilanadi. Kolchedanni kuydirishning umumiy kimyoviy reaksiyasi quyidagicha:
4FeS₂ + 11O₂ = 2Fe₂O₃ + 8SO₂
Massa uzatish koeffitsientini, pechdagi haroratni va intensiv yuqori gidrodinamik rejimni ko‘tarish bilan amalga oshirish mumkin. H₂SO₄ olish uchun SO₂ ni SO₃ gacha oksidlash kerak. Sanoatda bu jarayon kontakt apparatda vanadiy katalizatori yordamida amalga oshiriladi:
2SO₂ + O₂ = 2SO₃
Modellashtirilgan jihozda esa bu jarayon absorbsion kolonkada olib boriladi, bu kolonkaga 50 ml 9% li H₂O₂ eritmasi quyiladi. H₂O₂ beqaror modda bo‘lib, u H₂O va kislorodga parchalanadi. Parchalanish vaqtida soniyaning yuzdan bir ulushida kislorod atomar holda bo‘ladi, bu atomar kislorod juda faol bo‘lib SO₂-ni SO₃-ga radar oksidlaydi:
SO₂ + O = SO₃
SO₃ suv bilan reaksiyaga kirishib N₂SO₄ ni hosil qiladi:
SO₃ + N₂O = N₂SO₄
Bu hosil bo‘lgan kislota miqdorini 0,5n NaON eritmasi bilan titrlab aniqlanadi.
Kerakli jihozlar:
elektr isitgich (1)
quvurli pech (2)
farforli idish (3)
termopara (4)
potensiometr (5)
absorber (7)
ampermetr (9)
LATR (10)
reaktor (11)
Kerakli reaktivlar: kolchedan yoki sulfid rudasi, suv ,kuchsiz N₂O_2, sulfat kislota, NaOH ishqor eritmasi, yod eritmasi,


Ishni bajarish tartibi va usuli
Kolchedan yoki sulfid rudasini kuydirish uchun elektr isitgich (1) bilan jihozlangan gorizontal holdagi quvurli pech (2) ishlatiladi. Pech tok manbaiga LATR (10) va ampermetr (9) orqali ulanadi. Laboratoriya avtotransformatori bilan elektrpechni isitish boshrariladi. Harorat termopara (4) bilan o‘lchanadi va ko‘rsatuvchi potensiometr (5) bilan nazorat rilinadi. Kolchedan yoki sulfid rudasini kuydirish uchun kerak bo‘lgan havo pech va butun jihoz orqali suvli-oqim nasosi yordamida harakat riladi. Oldindan xona haroratida hisoblangan gradirovka qilingan reometr (1) yordamida havoning hajmiy tezligi o‘lchanadi. Elektrpechga o‘rnatilgan kvars idishda kolchedan yoki sulfid rudasini yonish reaksiyasi amalga oshiriladi. Nay ikkala tomonidan rezina tiqin orqali zich qilib yopilgan bo‘lib, birinchisi orqali termopara (4), ikkinchisi orqali esa kvars nay o‘tkazilgan. Kvars nay ikki qavat bo‘lib, kichik va katta diametrlidir. Kuydirish haroratiga etgandan so‘ng sulfid rudasi yoki kolchedan namunasi (1-2 g) farforli idishga (3) solinib, reaktorga (11) joylanadi. Havo katta diametrli kvars nay orqali va naylararo bo‘shliq orqali reaksiya zonasiga keladi. Kichik diametrli kvars nay orqali suv-orim nasosi yordamida SO₂ reaksiya zonasidan kuchsiz N₂O₂ eritmasi solingan absorberga (7) yuboriladi.
Hosil bo‘lgan sulfat kislota miqdorini NaON ning titrlashga ketgan miqdori bilan aniqlanadi.
Gr.ekv N₂SO₄ = Gr.ekv NaON = P0,005F.
Kolchedandagi S-ni aniqlash uchun 1 g kolchedan 550-600⁰S-da yarim soat davomida kuydiriladi va quyidagi formula o‘rdamida hisoblanadi.
S(%) = (P0,0005F16100) / a =0,8PF.
P-titrlashga sarflangan 0,5n NaON eritmasining miqdori, ml;
F-0,5n NaON ning faktori, ya’ni 0,5 NaOH normalligini to‘g‘irlash koeffitsenti.
0,0005-1ml eritmadagi NaOH ekvivalentining gramm miqdori.
a-kolchedan yoki sulfid rudasi namunasining og‘irligi, g;
16- 1 g.ekv N₂SO₄ ga to‘g‘ri keluvchi S-ning miqdori.
Har xil harorat yoki havoning hajmiy tezliklarida kolchedan yoki sulfid rudalarining kuyish tezligini aniqlash uchun yuqorida keltirilgan jihozga 2 ta absorbsion kolonka ro‘shiladi va ularga ma’lum miqdorda kraxmal bilan rangli holatga keltirilgan 0,1n J₂ eritmasi ruyiladi, hamda 1-nchi absorber bilan parallel ravishda o‘lchanadi. Har bir absorber orqali ketma-ket ravishda, eritma rangsizlanguncha gaz o‘tkaziladi. Har bir rangsizlanishga ketgan vaqt o‘lchanadi. Har bir tajriba aniq belgilangan harorat va havoning hajmiy tezligida o‘tkaziladi.
Eritmadagi J₂ bilan quyidagi reaksiya ketadi:
SO₂ + 2N₂O + J₂ = N₂SO₄ +2NJ