O’zbekiston respublikasi oliy va o’rta maхsus

Tayanch so‘zlar:

Ekstraksiya, elektrod, bug‘latish, superfosfor kislotasi, vakuumfiltrlar, vakuumbug‘latgich, qayiqli karusel vakuum-filtr vakuumnasos, siklik (aylanama) sxema, gips soni.


N A Z O R A T SAVO LLARI
1. Nima uchun fosfor kislotasini konsentratsiyasi past bo'ladi?
2. Ftor gazi qanday qilib ushlanadi?
3. Filtrdan chiqqan yuvindi suvdan nim a maqsadda foydalaniladi?
4. Degidrat rejimining afzalligi nimada?
5. Sulfat kislotasi nim a uchun qo'llanadi?
6 . Termik kislotaning afzalligi.
7. Aralashmaga q o ‘shilgan qum ning roli nim adan iborat?
8 . Sublimatsiya jarayoni deb nim aga aytiladi?
9. Polifosfat kislotasi nima?
10. Toshqoln in g xususiyatlari.

Ma’ruza №9. Ekstraksion fosfor kislota olish

REJA:

5. 
   Fosfat kislota va uning xossalari.
   
6. 
   Ekstraksion fosfor kislota olishning fizik-kimyoviy asoslari.
   
7. 
   Qayiqli karusel vakuum-filtrida boradigan jarayon
   

9.1. Fosfat kislota va uning xossalari.


Fizik xossalari. Toza holatdagi ortofosfat (yoki soddaroq aytilganda fosfat) kislota rangsiz prizmatik kristall bo‘lib, 42,35°C da suyuqlanadi va suvda yaxshi eiydi.
Odatda uni quyuq, moysimon suyuqlik holatida olinadi, undan sovitish orqali kristall mahsulot ajratib olinadi. Ko‘p hollarda kristallanish faqatgina kristallantiruvchi qo‘shimcha (zatravka) qo‘shilgandagina amalga oshadi. Buni fosfat kislotaning –121°C gacha qayta sovitish orqali suyuqlikning shishasimon holatga o‘tishga va 13°C gacha sovitish orqali 1,88 g/sm3 zichlikka ega bo‘lgan moysimon suyuqlikka aylanishga moyilligi orqali izohlanadi.
Ozgina miqdordagi suvning ishtiroki kislota suyuqlanish haroratining pasayishiga olib keladi va uning kristallanishi sekinlashadi.
Kristallanish jarayoni 29,32°C da suyuqlanadigan yarimgidratli fosfat kislota — H₃PO₄·0,5H₂O hosil bo‘lishida tezlashadi.
Fosfat kislota har qanday konsentratsiyadagi suvli eritmalarni hosil qiladi. 0,5°C haroratda suvda 78,7% H₃PO₄ eriydi. Fosfat kislota eritmalarining konsentratsiyasi ortishi bilan uning xossalari keskin o‘zgaradi — ularning zichligi va qovushqoqligi ortadi va issiqlik sig‘imi pasayadi.

Kimyoviy xossalari. Fosfat kislota va uning kristallogidratlari vodorod bog‘lanish orqali bog‘langan tetraedrik tuzilishli PO4 guruhdan tarkib topgan bo‘ladi (3.5-rasm). Bu struktura H3PO4 konsentrlangan eritmasi qiyomsimon holatining tuzilishini ifodalaydi. Tarkibida 50% dan H3PO4 bo‘lgan eritmalarda fosfat anionlari bir-biriga birikishiga nisbatan suv bilan osonlikcha birikadi. Fosfat kislota 350—450°C dan yuqori haroratda kuchsiz oksidlovchi hisoblanadi, shuningdek, kvars bilan ta’sirlashadi. Suyuqlantirilgan holatda u sezilarli darajadagi elektr o‘tkazuvchanligiga ega. Bunda:

2H₃PO₄  H₄PO₄ +H₂PO₄

jarayon sodir bo‘lishi ehtimoldan xoli emas.
Fosfat kislota suvli eritmalarda uch asosli va bosqichli dissotsillanadi:

Ortofosfat kislota fosfat angidrid gidratatsiyasining oxirgi mahsuloti hisoblanadi. Fosfat angidridning suv bilan bosqichli ta’sirlashuvi — gidratlanish darajasi bilan farqlanadigan bir qator fosfat kislotalari hosil bo‘lishi bilan boradi. Fosfat angidridning 5 ta asosiy gidratlari mavjud: ortofosfat kislota — H₃PO₄ (P₂O₅ · 3H₂O), pirofosfat kislota -H₄P₂O₇ (P₂O₅ · 2H₂O), triðolifosfat kislota –H₅P₃O₁₀ (3P2O5 · 5H2O), tetrapolifosfat kislota — H₆P₄O₁₃ (2P₂O₅ · 3H₂O), metafosfat kislota - (HPO₃)n (P₂O₅ · H₂O).

Fosfat angidridning gidratlanishini quyidagicha tasavvur etish mumkin: dastlab tetrametafosfat kislota (HPO₃)₄ yoki H₄P₄O₁₂ ga, so‘ngra tetrapolifosfat kislotaga aylanadi; keyingi gidratlanish jarayonlarida ortofosfat va triðolifosfat kislotalar aralashmasi hosil bo‘ladi. Triðolifosfat kislotaning gidratlanishi quyidagicha bo‘ladi:
H₅P₃O₁₀ + H₂O = H₃PO₄ + H₄P₂O₇
Nihoyat pirofosfat kislota suvni biriktirib olib, gidratatsiyaning oxirgi mahsuloti — ortofosfat kislotaga aylanadi. Fosfat kislotalarning bir-biriga aylanishi qaytar jarayondir. Fosfat kislotani 284°C haroratda qizdirilganda qisman pirofosfat kislotaga aylanadi:
2H₃PO₄ = H₄P₂O₇ + H₂O
Haroratni 400°C gacha ko‘tarish orqali qizdirishni davom ettirish natijasida suvning ajralishi hisobiga shishasimon metafosfat kislota hosil bo‘ladi:
0,5nH₄P₂O₇ = (HPO₃)n + 0,5nH₂O

Gidratatsiya jarayoni siklik metafosfat kislota hosil bo‘lishi bilan tugaydi.

Tarkibida 68,7% gacha P₂O₅ bo‘lgan eritmada, asosan, suv va ortofosfat kislota bo‘ladi. Pirofosfat kislotaning dastlabki sezilarli miqdorlarini tarkibida 68,8% P₂O₅, ya’ni mol nisbati H₂O:P₂O₅ = 3,6 ga teng bo‘lgan eritmadan aniqlash mumkin. 100% li suyuq ortofosfat kislota - (H₂O:P₂O₅ = 3) da P₂O₅ umumiy miqdorining 12,7% pirofosfat kislota shaklida bo‘ladi. Fosfat kislota eritmasida qo‘shimchalar (ayniqsa, kristallogidrat hosil qiluvchi tuzlar)ning bo‘lishi 68,7% (P₂O₅) dan kichik konsentratsiyali fosfat kislota eritmalarida ham pirofosfat va hatto, polifosfat kislotalarining ham bo‘lishini ta’minlaydi. Shuning uchun yuqori konsentratsiyali kislotalarni ortofosfat holatida saqlash uchun:

2H₃PO₄  H₄P₂O₇ + H₂O

muvozanatni chapga siljitish maqsadida ortiqcha miqdordagi suv (H₂O:P₂O₅>3) talab etiladi. 72,4% P₂O₅ dan katta konsentratsiyali fosfat kislotali eritmalar tarkibida polianion zarrachalar bo‘ladi. Shuning uchun ularni kondensirlangan fosfat kislotalari, tuzlarini esa polimerli yoki kondensirlangan fosfatlar yoki (olinish usuliga ko‘ra) degidratlangan fosfatlar deyiladi
Hozirgi paytda fosfat kislota bilan bir qatorda orto-, piro-, triðoli-, tetrapoli- va boshqa oktapoli- va nonapolifosfat kislotalarigacha bo‘lgan aralashmadan iborat superfosfat yoki polifosfat kislotalari ishlab chiqariladi. Tarkibida 76% P₂O₅ (105% H₃PO₄) bo‘lgan superfosfat kislotada: 49% P₂O₅ ortofosfat holatida, 42% P₂O₅ pirofosfat holatida, 8% P₂O₅ triðolifosfat holatida va 1% esa tetrapolifosfat kislota holatida bo‘ladi. Superfosfat kislotalariga begona qo‘shimchalarning kirishi natijasida fosfat kislotalar kondensirlangan
shakllari miqdorlarining ortishini kuzatish mumkin.
Superfosfat kislotalari suyuq suspenziyali o‘g‘itlar va sintetik yuvuvchi vositalar ishlab chiqarishda muhim amaliy ahamiyatga ega.