Девятый класс

Девятый классПромышленная химия


Важные промышленные химикаты (серная кислота, аммиак, гидроксид натрия)


Введение

Промышленная химия — это применение химических знаний для создания продукции — от сырья до готовой продукции, технологических процессов и оборудования. Три самых важных химиката в промышленной химии — это серная кислота, аммиак и гидроксид натрия. Эти химикаты используются в огромных количествах в различных отраслях промышленности благодаря своей универсальности и полезности.

Серная кислота

Обзор

Серная кислота является одним из наиболее широко используемых химикатов в промышленности. Это сильная минеральная кислота с молекулярной формулой H2SO4. Она высококоррозионна и способна вызвать серьезные ожоги. Ее основное использование включает переработку минералов, производство удобрений, очистку нефти и обработку сточных вод.

Производство

Наиболее распространенный метод производства серной кислоты — это контактный процесс. Вот основные этапы:

  1. Сжигание серы в воздухе приводит к образованию двуокиси серы (SO 2).
  2. Очистка двуокиси серы в очистительном блоке.
  3. Окисление двуокиси серы до триоксида серы (SO 3) с использованием катализатора оксида ванадия (V2O5) при высокой температуре.
  4. Образование олеума (H2S2O7) путем поглощения SO3 в концентрированной серной кислоте.
  5. Разбавление олеума водой для получения желаемой концентрации серной кислоты.

Применение

Серная кислота играет важную роль в различных приложениях:

  • Удобрения: используется в производстве фосфорной кислоты, предварительного компонента для фосфатных удобрений.
  • Очистка нефти: серная кислота действует как катализатор для алкилирования, процесса очистки для повышения октанового числа бензина.
  • Обработка металлов: используется для очистки металлов путем удаления окисления перед оцинковкой или гальванизацией.
Этап 1: Сжигание Серы Этап 2: Очистка Этап 3: Окисление Этап 4: Поглощение Этап 5: Разбавление

Аммиак

Обзор

Аммиак — это бесцветный газ с резким, характерным запахом. Его химическая формула NH3. Аммиак является важным соединением в производстве азотных удобрений и служит строительным блоком для синтеза многих других химических соединений.

Производство

Основной промышленный процесс производства аммиака — это процесс Габера-Боша. Основные шаги этого процесса следующие:

  1. Азот выделяется из воздуха (N 2), а водород обычно получают из природного газа или воды.
  2. Азот и водород сжимаются и нагреваются.
  3. Газы проходят через железный катализатор при высоком давлении и температуре для образования аммиака:
  4. N2 + 3H2 → 2NH3

Применение

Основные применения аммиака включают:

  • Удобрения: это ключевой компонент в производстве аммиачной селитры и мочевины, которые важны для сельского хозяйства.
  • Холодильные установки: из-за своих физических свойств аммиак используется как хладагент в больших промышленных холодильных системах.
  • Чистящие средства: бытовой аммиак, раствор аммиака в воде, является распространенным чистящим средством для стекол и других поверхностей.
Азот Водород

Гидроксид натрия

Обзор

Гидроксид натрия, также известный как едкий натр или каустическая сода, является сильным щелочью. Его формула NaOH. Это соединение является важным компонентом в многих промышленных процессах, включая производство бумаги, текстиля и мыла.

Производство

Один из наиболее распространенных методов производства гидроксида натрия — это хлорщелочной процесс. Он включает следующие этапы:

  1. Электролиз раствора хлорида натрия (соли) приводит к образованию хлора, водорода и раствора гидроксида натрия.
  2. Химические реакции, участвующие в процессе, следующие:
  3. 2NaCl + 2H2O → Cl2 + H2 + 2NaOH

Применение

Применение гидроксида натрия включает следующее:

  • Целлюлозно-бумажная промышленность: используется в процессах измельчения и отбеливания, а также для удаления чернил с макулатуры и обработки сточных вод.
  • Производство мыла и моющих средств: участвует в реакциях этерификации и переэтерификации для производства мыла.
  • Текстильная промышленность: используется в текстильной промышленности для обработки хлопчатобумажных тканей, окраски синтетических волокон и в качестве регулятора pH.
Раствор NaCl

Заключение

Промышленные химикаты Серная кислота, аммиак и гидроксид натрия являются фундаментальными строительными блоками современной промышленности. Они используются в широком спектре приложений, включая производство, сельское хозяйство, переработку пищи и потребительские товары. Понимание этих химикатов, их производственных процессов и их применения важно для студентов-химиков, когда они переходят к более углубленным изучениям в области промышленной химии и смежных областей.


Девятый класс → 12.2


U
username
0%
завершено в Девятый класс


Комментарии