So'zboshi

Kimyoviy o'zgartirish yoki birikish - kimyoviy texnologiya jarayonining asosiy bosqichidir. Kimyoviy reaksiya natijasida asosiy mahsulot hosil bo'ladi, ba'zi hollarda esa qo'shimcha mahsulot hosil bo'lishi mumkin. Reaksiyadan keyin hosil bo'lgan mahsulot qo'shimcha va reaksiyaga kirishmagan moddalar aralashmasida bo'ladi.
Asosiy mahsulotni ajratish bosqichi - texnologik jarayonning so'nggisi bo'lib, bu bosqich cho'ktirish, bug'latish, rektifikatsiya, absorbsiya, kristallanish va boshqa jarayonlar orqali amalga oshiriladi.
Ko'p hollarda texnologik jarayonga xomashyoni tayyorlash bosqichi ham qo'shiladi. Bunda xomashyoning tarkibi va xususiyatlari shunday holatga keltiriladiki, natijada texnologik jarayon yuqori samaradorlikda kechadi.
Kimyoviy-texnologik jarayonlarda ro'y berayotgan kimyoviy o'zgartirishlar reaktor deb nomlanuvchi uskunalarda amalga oshiriladi. U texnologik sxemada asosiy uskuna bo'lib, texnologik jarayonga bog'liq holda parallel yoki ketma-ket ulangan bir necha reaktorlar bo'g'inini tashkil etadi.
Jarayon tezligi, ishlab chiqarilayotgan mahsulot miqdori va sifatini o'zida birlashtiruvchi asosiy kattaliklar majmui texnologik rejim deb nomlanadi. Ko'pgina kimyoviy-texnologik jarayonlar uchun texnologik rejim quyidagi kattaliklar orqali belgilanadi: o'zaro birikuvchi moddalar temperaturasi, bosimi, konsentratsiyasi, reagentlarni aralashish tezligi, katalizator faolligi va boshqalar.


11.2-§. Kimyoviy reaksiyalar tasnifi


Ishlab chiqarish jarayonlarida kechadigan kimyoviy reaksiyalar xilma-xildir. Ko'p hollarda kimyoviy reaksiyaga bir necha komponentlar kirishadi, natijada ularning fizik va kimyoviy xususiyatlari o'zgaradi. Amaliyotda qo'llaniladigan kimyoviy reaksiyalar turli belgilariga ko'ra tasniflanadi:

• 
  kimyoviy o'zgarish mexanizmining ko'rinishiga ko'ra;
  
• 
  reaksiyaning o'tish sharoiti bo'yicha;
  
• 
  reagentlarning fazaviy holati bo'yicha;
  
• 
  katalizator mavjudligi yoki mavjud emasligi bo'yicha.
  

Kimyoviy o'zgarish mexanizmining ko'rinishi bo'yicha kimyoviy reaksiyalar sodda, murakkab, parallel va ketma-ket bo'ladi. Bundan tashqari reaksiyalar qaytar va qaytmas bo'lishi mumkin. Reaksiya mexanizmini ifodalash uchun stexiometrik tenglama qo'llaniladi, bunda o'zaro reaksiyaga kirishuvchi moddalar shartli belgilar orqali ko'rsatiladi.
Ikki o'zaro reaksiyaga kirishuvchi reagentlarga ega bo'lgan oddiy qaytmas reaksiyaning stexiometrik tenglamasi quyidagicha bo'ladi:
oA+bB->cC; (11.1)
bu yerda A va В - boshlang'ich modda belgilari, С - reaksiya mahsuloti, a, b, с - stexiometrik koeffitsientlar.
Stexiometrik koeffitsientlar a molekulali A modda va b molekulali В moddaning o'zaro kimyoviy reaksiyasi natijasida с molekulali С modda hosil bo'lishini ko'rsatadi.
Oddiy reaksiyalarda boshlang'ich moddalarning biri, masalan A kimyoviy reaksiya mahsuloti С ga to'liq aylanadi. Bunda A modda konsentratsiyasining boshlang'ich qiymati nolgacha pasayadi.
O'zaro ta'sirlanuvchi ikki boshlang'ich moddaning parallel reaksiya mexanizmi quyidagi stexiometrik tenglamar orqali ifodalanadi:



bu yerda С va D — A va В reagentlarning o'zaro ta'sirida hosil bo'lgan ikkita turlicha modda.
Parallel reaksiyalarda boshlang'ich moddalar ikki-uch yo'nalishda
turlicha mahsulot hosil qilish bilan kechishi mumkin.
Kimyoviy o'zgarishning ketma-ket mexanizmli murakkab reaksiyasi quyidagi sxema orqali amalga oshiriladi.

Boshlang'ich A va В moddalardan oraliq С moddasi hosil bo'ladi, so'ngra u D mahsulotga aylanadi. Reaksiyaning ikkinchi bosqichi С dan D ga aylantirish A yoki В boshlang'ich moddalarning biri ishtirokida o'tishi mumkin.
Kimyoviy texnologiyaning ko'pgina reaksiyalari qaytar bo'ladi. Bu reaksiya quyidagi sxema orqali amalga oshadi:

Qaytmas reaksiyalardan hosil bo'lgan mahsulot ma'lum sharoitlarda boshlang'ich moddalarga qayta aylanishi mumkin. Qaytar reaksiyalar ham to'gri, ham teskari yo'nalishda ro'y beradi.
Jarayon boshlanishida boshlang'ich moddalar A va В ning konsentratsiyasi yuqori bo'lganligi sababli to'gri yo'nalishdagi reaksiya tezligi yuqori bo'ladi. A va В moddaning sarflana borishi, С va D mahsulot ortishi bilan to'gri reaksiya tezligi kamayib, teskari reaksiya tezligi ortadi. Ma'lum bir vaqtda esa shunday holat vujudga keladiki, bunda ikkala reaksiya tezligi tenglashadi. Bunday holat kimyoviy muvozanat deb ataladi.
Muvozanat holatida olinadigan mahsulotlar muvozanatli deb ataladi. Jarayon kechish sharoitini o'zgartirish orqali uning muvozanat jarayonini o'ngga yoki chapga siljitish mumkin. Bunda Le-Shatelye tamoyili amal qiladi. Agar muvozanat holatida bo 'Igan sistemaga tashqaridan ta 'sir qilinsa, muvozanat shunday siljiydiki, natijada ta 'sir effekti kamayadi.
Qaytar reaksiya muvozanatini siljishiga ta'sir qiluvchi omillarga reaksiyadagi harorat, bosim, modda konsentratsiyasi kiradi.
Borish sharoitiga ko'ra reaksiyalar o'zgarmas haroratda kechuvchi izotermik va o'zgaruvchi haroratda kechuvchi noizotermik jarayonlarga ajratiladi.
Reaksiya haroratining o'zgarishi issiqlikning berilishi yoki uning yutilishi natijasida sodir bo'ladi.
Agar kimyoviy reaksiya issiqlikning ajralishi bilan го У bersa, bunday reaksiya ekzotermik deb ataladi. Masalan, ammiakni nitroz gazigacha oksidlash reaksiyasi issiqlikning ajralishi bilan sodir bo'ladi:

Tenglamadagi musbat ishorali belgisi hosil bo'lgan issiqlik miqdorini ko'rsatadi.


Agar kimyoviy reaksiya issiqlikning yutilishi bilan yuz bersa, bunday reaksiya endotermik deb ataladi. Masalan, generator gazlarini hosil bo'lish reaksiyasi issiqlikning yutilishi bilan sodir bo'ladi:

Tenglamadagi manfiy ishorali belgisi zarur issiqlik miqdorini ko'rsatadi. Issiqlik miqdori uskunadagi reaksion aralashma haroratini o'zgarishiga olib keladi. Shu sababli jarayon borish holatini bilish hamda zarur hollarda reaksiyaning to'gri borishi uchun issiqlik berish yoki olish zaruriyati tug'iladi. Bundan tashqari, jarayonning issiqlik balansini tuzishda bu holat hisobga olinishi zarur.
Reagentlarning faza holatiga ko'ra, reaksiyalar gomogen (bir jinsli) va geterogen (ko'p jinsli) bo'ladi.
Gomogen reaksiyalarda o'zaro ta'sir etuvchi reagentlar bir fazada (gaz, suyuq yoki kattiq) bo'ladi. Gomogen reaksiyalarda reaktorning to'liq hajmi reaksiya zonasi hisoblanadi.
Geterogen jarayonlarda reaksiyada ishtirok etuvchi reagentlar turli fazada bo'ladi. Shu sababli geterogen reaksiyalari fazalar chegarasida yoki bir faza hajmida ro'y beradi.
Katalizator mavjudligi yoki mavjud emasligiga ko'ra reaksiyalar katalizatorli va katalizatorsiz reaksiyalarga ajratiladi.
Katalizatorli reaksiyalar katalizator ishtirokida amalga oshiriladi. Kimyoviy ta'sirlanishga kirmasdan, reaksiya tezligini o'zgartirishga xizmat qiluvchi moddalarga katalizatorlar deb aytiladi. Agar katalizator reaksiyani tezlatsa, bundan kimyoviy hodisa manfiy kataliz yoki kataliz deb ataladi. Agar katalizator reaksiyani sekinlashtirsa, bunday maxsus modda ingibitor deb ataladi.