O’zbekistonda sulfat kislota ishlab chiqarish texnalogiyasi istiqbollari. Mundarija: Kirish

O’zbekistonda sulfat kislota ishlab chiqarish texnalogiyasi istiqbollari.
Mundarija:

Kirish.
I.Bob.Sulfat kislota xomashyosi va ishlatilishi.
1.1.Sulfat kislotaning xossalari.
1.2.Sulfat kislota ishlab chiqarish xomashyolari.
1.3.Sulfat kislotaning ishlatilish sohalari.
II.Bob. Sulfat kislota ishlab chiqarish bosqiclari va usullari.
2.1.Oltingugurt (IV) oksidi va oltingugurt (VI) oksidini olish.
2.2.Nitroza usuli bilan sulfat kislota ishlab chiqarish.
2.3.Kontakt usuli bilan Sulfat kislota ishlab chiqarish.
III.Bob.O’zbekistonda Sulfat kislota ishlab chiqarish texnologiyasi istiqbollari.
3.1................................
3.2………………………………

I.Bob.Sulfat kislota xomashyosi va ishlatilishi

1.1.Sulfat kislotaning xossalari.

Fizik kimyoviy xossalari.
Kimyoviy toza sulfat kislota (monogidrat) og‘irmoysimon, rangsiz, hidsiz, suyuqlik bo‘lib 96% li (massa bo‘yicha) zichligi 1,84 g/sm 3 , 104,6° C da qotadi, muzlaydi va 338,8°C da qaynaydi. Suv bilan cheksiz miqdorda aralashadi, bunda ko‘p issiqlik ajralib chiqadi. Suvda eriganda 3 xil gidratlar hosil qiladi.( H₂S0₄ H20, H2S04 2H20 , H2S04 AH20 ) S 0 3 ham sulfat kislotaning monogidratida n molekula erib, eritma-oleum hosil qiladi. Oleum havoda tutaydi, chunki undan S03 desorbsiyalanib turadi.Sulfat kislotaning monogidrati olti xil konsentratsiyali gidratlar hosil qila oladi. Ular individual kimyoviy birikmalar bo‘lib, qattiq holatlarda bir-birida erimaydi, balki evtektik aralashma hosil qiladi. Ularda S 0 3 ning massa ulushi 0 %dan 64,35 % gacha bo'ladi. 64,35 % dan 100 % gacha S 0 3 saqlasa bunday konsentratsiyali oleum, muzlaganda qattiq eritma hosil qiladi. (55- rasm). 0 20 40 60 80 100 20 40 60 80 100 H 2 S O 4 , % S O j( ) % 55- rasm. H 20 —S 0 3 sistemasining qaynash diagrammasi.166 Shuning uchun ham qish paytida S 0 3 ning konsentratsiyasiga yaqin konsentratsiyali kislota ishlab chiqarish mumkin emas, chunki bunday eritmadan kristall cho‘kishi va kislota quvurlarini, omborlarini, nasoslarini, isitiladigan apparatlami to‘ldirib, to‘sib qolishi mumkin. Ishlab chiqariladigan barcha kislota turlari evtektik aralashmaga yaqin bo‘ladi. Sulfat kislotasining quyidagi turlari sanoatda ishlab chiqariladi: kuporos moyi va akkumulyator kislotasi 92—93 % li, oleum — 20,65 % li, 55-rasm.H2OSO3 sistemsning kiristallanish diagrammasi.

minorali kislota 75 % li. 98,3 % li sulfat kislota azeotrop aralashma bo‘lib, uning qaynash va bugiarning kondensatsiyalanish haroratlari bir xildir, ya’ni 336,8°C (56- rasmda suyultirilgan sulfat kislotasining va suvsiz S 0 3 ni sulfat kislotada qaynash diagrammasi berilgan). Bu diagrammadan oltingugurt (VI) oksidini absorbsiyalashda — sulfat kislotaga aylantirishda suyultirilgan sulfat kislota eritmasini qizdirib konsentratsiyasini oshirishda foydalaniladi. Diagrammadan ko‘rinib turibdiki, 85 % dan suyuq sulfat kislota 200°C gacha qizdirilganda deyarli suv bug‘lanadi, bug1 tarkibida kislota deyarli bo‘lmaydi. 93 % li kislota qizdirilganda esa bug* tarkibi suyuqlik tarkibidan farq qilmaydi. Shu sababli kislota konsentratsiyasini qizdirish yo‘li bilan oshirganda 92 % li bo‘lguncha oshiriladi. 56-rasm.Atmasfera bosimida sistemaning qaynash diagrammasi.

Harorat yana ham oshirib borilsa, sulfat kislota bug'lari S 0 3 va H2S ga, so‘ngra esa S 0 3 to S 0 2 va 0 2 gacha dissotsiallanadi. 400°C dan yuqori haroratda bug' tarkibida S 0 3 ning miqdori ko‘p bo‘ladi. 700°C va esa S 0 2 ning miqdori ko'payadi. 900°C dan yuqorida S 0 3, to‘liq S 0 2 va 0 2 ga ajraladi. Bosim pasaysa yoki qaytaruvchilar ta’sirida masalan, S ta’sirida dissotsiatsiyalanish darajasi ham ortadi.Konsentrlangan sulfat kislota kuchli oksidlovchi hamdir. Uning metallar bilan ta’siri konsentratsiyasiga bog‘liq bo‘ladi. Konsentrlangan kislota oltin va platinadan boshqa barcha metallar bilan reaksiyaga kirishadi, bunda vodorod ajralib chiqmaydi, balki sulfat kislotaning qaytarilish mahsulotlari ( S 0 2, S, H2S) tuz va suv hosil bo'ladi. U suv bilan gidratlar hosil qilish xossasiga ega bo‘lganligidan suvni shiddatli tortib oladigan kuchli gigroskopik moddadir. U hatto boshqa kislotalardan, tuzlarni kristallogidratlaridan, hatto uglevodorodlaming kislorodli hosilalaridan (unda vodorod va kislorod suv shaklida bo'lmasa ham) suvni tortib oladi. 0 ‘simlik va hayvonot to‘qimalari kraxmal, qand va sellyuloza kabi moddalami yemiradi. Ulardan suvni tortib olgach, qorayib uglerod qoladi. Suyuq kislotada esa sellyuloza va kraxmal glyukoza hosil qilib parchalanadi. Odam terisiga konsentrlangan kislota tegsa kuydiradi.

Kimyoviy xossalari.Sulfat kislota va oleumning xossalari. Sulfat kislotaning kimyoviy tarkibi H2SO4 formula bilan ifodalanadi (molekular massasi 98,08 ga teng):  \ // / \ \ H O O S H O O  \ / / \ H O O S H O O Sulfat kislotani xuddi bir molekula sulfat angidrid — SO3 bilan bir molekula suv — H2O birikmasi deb qarash kerak, binobarin, suvsiz sulfat kislota tarkibida 81,63% SO3 va 18,37% H2O bo‘ladi. Texnikada sulfat angidridning suv bilan har qanday nisbatdagi aralashmasini sulfat kislota deb yuritiladi. 1 mol SO3 ga 1 mol dan ko‘p miqdordagi H2O to‘g‘ri keladigan aralashmalar sulfat kislotaning suvli eritmalari hisoblanadi. 1 mol SO3 ga 1 moldan kam miqdordagi H2O to‘g‘ri keladigan aralashmalar sulfat angidridning sulfat kislotadagi eritmasi hisoblanadi. Ularni oleum yoki tutovchi sulfat kislota deb ataladi.Sulfat kislota suvli eritmalarining tarkibi H2SO4 yoki SO3 ning foiz miqdori bilan tavsiflanadi.Oleumning tarkibi esa uning tarkibidagi erkin sulfat angidridning (100% H2SO4 dan yuqori) yoki SO3 ning umumiy foiz miqdori bilan tavsiflanadi.Sulfat kislota eng faol noorganik kislotalardan biri hisoblanadi. U deyarli barcha turdagi metallar va ularning oksidlari bilan shiddatli reaksiyaga kirishadi; suvda eritilganda esa juda katta miqdordagi issiqlik ajraladi; kuchli oksidlovchilik va boshqa muhim kimyoviy xossalarni namoyon qiladi. Sulfat kislotaning yuqori kimyoviy faolligini uning turli sanoat tarmoqlarida keng foydalanilishidan ham bilish mumkin. Suvsiz sulfat rangsiz moysimon suyuqlik bo‘lib, 10,37°C haroratda kristallanadi. 296,3°C harorat va 760 mm.sim.ust. bosimida suvsiz sulfat kislota tarkibida 98,3% H2SO4 va 1,7% H2O bo‘lgan 9 azeotrop aralashma hosil bo‘lguncha parchalanish bilan qaynay boshlaydi. Bunday azeotrop aralashma 336,5°C da qaynaydi. Sulfat kislota suv va sulfat angidrid bilan har qanday nisbatda aralashadi. Aralashtirish paytida turli xil kristallanish harorati va boshqa bir qancha o‘ziga xos xossalarga ega bo‘lgan bir necha birikmalar hosil qiladi (1.1-jadval). 1.1-jadval Sulfat kislota va uning suv hamda sulfat angidrid bilan hosil qilgan birikmalarining kristallanish harorati Sulfat kislota va oleumning kristallanish harorati. Sulfat kislotaning suvli eritmasi va oleum 1.1-jadvalda keltirilgan birikmalar aralashmasi hisoblanadi. Masalan, 80% li sulfat kislota – bu H2SO4 ·2H2O va H2SO4 ·H2O birikmalarining aralashmasidir; tarkibida 20% SO3erkin bo‘lgan odatdagi mahsulot sifatidagi oleum esa H2SO4 va H2SO4 ·SO3 tarkibli birikmalar aralashmasidan iboratdir. Ma’lumki, ikki modda kristallanish harorati aralashmasining (agarda aralash kristallar hosil qilmasa) alohida olingan moddalarning kristallanish haroratidan past bo‘ladi. Shuning uchun sulfat kislota kristallanish harorati bilan uning konsentratsiyasiga bog‘liqligini ifodalovchi egri chiziq (1.1-rasm) 1.1-jadvalda keltirilgan birikmalar tarkibiga mos holdagi maksimumga, shuningdek, sistemadagi H2SO4 va SO3 larning quyidagi miqdorlariga mos keluvchi minimumga ega bo‘ladi: Formula Tarkibi, % hisobida H2SO4 SO3umum. SO3erkin Kristallanish harorati, °C H2SO4 · 5H2O 57,6 46,9 – – 24,4 H2SO4 · 2H2O 73,2 59,8 – – 39,6 H2SO4 · H2O 84,5 69,0 – + 8,48 H2SO4 100,0 81,6 – 10,37 H2SO4 · SO3 110,1 89,9 44,95 35,85 H2SO4 · 2SO3 113,9 93,0 62,0 1,2 10 % H2SO4 38,0 68,3 75,0 93,3 Kristallanish harorati, °C –74,5 –45,7 –41,0 –37,8 SO3erkin 18,1 61,8 64,35 Kristallanish harorati, °C –17,05 +1,0 –1,1 Sulfat kislotani tashish va saqlashda uning kristallanishini kamaytirish maqsadida sulfat kislota mahsulot sortlarining shunday konsentratsiyasi tanlanadiki, bunda uning kristallanishiga eng past harorat to‘g‘ri keladi (1.1-rasmdagi egri chiziqning minimumlariga e’tibor bering): % H2SO4 % SO3 Minorali kislota................................. 75 – Kontaktli kislota................................ 92,5 – Oleum................................................ 104,5 20 Yuqori konsentratsiyali oleum......... 114,5 65 Sulfat kislota va oleumning kristallanish haroratlarini ma’lumotnoma jadvallaridan ko‘rish mumkin. 1.1-rasm.Sulfat kislotaning kristallanish harorati.Konsentrlangan sulfat kislota organik moddalardan — shakar, qog'oz, yog‘och, tola va hokazo suv elementlarini tortib olib, ularni ko'mirga aylantiradi, Bunda sulfat kislotaning gidratlari hosil boiadai. Shakarning ko‘mirlanishini ushbu tenglama bilan ifodalash mumkin:
C 12H 220 n + « H 2S 0 4 = 1 2 C + « H 2S 0 4 ‘ W H 20
Hosil bo‘lgan ko‘mir qisman kislota bilan reaksyaga kirishadi:
C+2H2S04=C02+2S02+2H20
Shu sababli savdoga chiqariladigan kislota unga tasodifan tushib qolgan va ko‘mirga aylangan chang hamda organik moddalar tufayli qo‘ng‘ir rangli bo'ladi.
Gazlarni quritish sulfat kislotaning suvni yutishiga asoslangan. Uchuvchan bo‘lmagan kuchli H ,S0 4 quruq tuzlardan boshqa kislotalarni siqib chiqaradi. Masalan:
NaN03+H2S04=NaHS04+HN03
Lekin, agar H2S0 4 tuzlarning eritmalariga qo'shilsa, u holda kislotalarni siqib chiqarmaydi.
Sulfat kislotaning juda muhim kimyoviy xossasi — uning metallarga munosabatidir. Suyultirilgan va konsentrlangan sulfat kislotalar metallar bilan turlicha reaksiyaga kirishadi.
Suyultirilgan sulfat kislota standart elektrod potensiallar qatorida vodoroddan oldinda joylashgan metallarni eritadi. Lekin qo‘rg‘oshin sirtida PbS04 pardasi hosil boiadi, u metallni kislota bilan yana reaksiyaga kirishishidan muhofaza qiladi. Standart elektrod potensiallar qatorida vodoroddan keyin turgan metallar suyultirilgan H2S0 4 bilan reaksiyaga kirishmaydi.
Konsentrlangan sulfat kislota odatdagi temperaturada ko'pchilik metallar bilan reaksiyaga kirishmaydi. Shu sababli suvsiz sulfat kislotani temir idishlarda saqlash va poiat sistemalarda tashish mumkin*. Lekin qizdirilganda konsentrlangan H2S04 deyarli barcha metallar bilan (Pt, Au va ba’zi boshqa metallardan tashqari,
reaksiyaga kirishadi). Bunda u oksidlovchilar sifatida ta’sir etadi, o‘zi esa odatda S 0 2 ga qadar qaytariladi.Bunda vodorod ajralib chiqmaydi, balki suv hosil boiadi. Masalan:
Cu+2H2S04=CuS04+S02+2H20
Sulfat kislotada kislotalarning barcha xossalari bor.

1.2.Sulfat kislota ishlab chiqarish xomashyolari.