Азотна, соляна, сірчана кислоти, їх види, виробництво та застосування

Основна

Зміст лекції

Лекція № 4

Тема лекції: Хімічні матеріали і вироби

Мета: визначати умови застосування та виробництва азотної, соляної та сірчаної кислоти, ознайомити з процесомвиробництва харчової соди, розглянути сфери застосування та властивості лугів, сформувати знання про значення хімічних матеріалів.

Класифікація, властивості, асортимент і сфери застосування неорганічних кислот (сірчаної, азотної, соляної). стивості, асортимент і сфери застосування лугів (їдкого натру та їдкого калію). Процес виробництва харчової, каустичної та кальцинованої соди.

План лекції:

1. Азотна, соляна, сірчана кислоти, їх види, виробництво та застосування.

2. Виробництво харчової соди.

3. Виробництво каустичної соди та кальцинованої соди.

4. Луги, їх застосування та властивості.

Література:

1.1. В. Попович Технологія конструкційних матеріалів і матеріалознавство. Підручник – Львів: Світ, 2006. – 624 с.

1.2. Збіжна О.М. Основи технології: Навчальний посібник.- Вид-во 2-ге, Тернопіль: Карт-бланк – 486 с.

2. Додаткова:

2.1 Оснач О.Ф. Товарознавство: Навчальний посібник – Київ: Центр навчальної літератури, 2004.- 219 с.

Кислоти – це сполуки, які при електролітичній дисоціації утворюють іони водню. У водневих розчинах кислоти дисоціюють на іони водню і кислот ний залишок. Кількість атомів водню, яка здатна заміщуватись металами з утво ренням солей, визначає основність кислот. Розрізняють кислоти одноосновні (HCl, HNO₃), двохосновні (H₂SO₄) і трьохосновні (H₃PO₄).

За походженням кислоти бувають органічні (оцтова, лимонна) і неорга-нічні (сірчана, соляна, азотна), за агрегатним станом – тверді (борна, лимонна, стеаринова та ін.) і рідкі (соляна, азотна, фосфорна, сірчана та ін.).

Серед неорганічних кислот найбільше значення мають сірчана, азотна і соляна кислоти.

Сірчана кислота (H₂SO₄) – важка, масляниста, безколірна, досить гігроскопічна рідина питомою вагою 1840,7 кг\м³, температура плавлення 10,45 С, температура кипіння 296,2 С. Реагуючи з водою, сірчана кислота виділяє велику кількість тепла, що супроводжується “кипінням ” і розбризкуванням рідини. Тому для приготування розбавлених розчинів необхідно більш важку концентровану кислоту тонкою цівкою добавляти до води. Кон- центрована сірчана кислота вступає в реакцію майже з усіма металами, утво-рюючи кислі солі (гідросульфати) і середні солі (сульфати). Вони спричиняють сильні опіки.

Сировиною для виробництва сірчаної кислоти є пірит (сірчаний колчедан) Fe₂S, гази, які утворюються в якості відходів при відновленні кольорових металів із їх руд, сірководень H₂S, який міститься в газах при коксуванні вугілля, а також вільна сірка.

Існує два промислових способа одержання сірчаної кислоти: контактний і нітрозний.

Соляна (HCl), або хлористоводнева, кислота – розчин хлористого водню у воді. Взаємодіє з багатьма металами і окисами. Соляна кислота – безколірна “димляча” на повітрі рідина (технічна соляна кислота жовтувата із-за домішок Fe, Cl₂ та ін.). Максимальна концентрація соляної кислоти (при температурі 20 С) 36% за масою, питома вага такого розчину 1180 кг/м³.

Процес виробництва соляної кислоти складається з двох етапів: одержання газоподібного хлористого водню HCl і розчинення його у воді.

Азотна кислота (HNO₃) – сильна кислота, яка характеризується ярко вираженими окиснюючими властивостями. За зовнішнім виглядом це безколірна рідина з різким удушливим запахом; питома вага 1520 кг/м³; температура плавлення 41,15 С; температура кипіння 84 С. При кипінні і на світлі розкладається, виділяючи NO₂ і забарвлюється в бурий колір. З водою азотна кислота змішується в будь-яких співвідношеннях. Тваринні і рослинні тканини при дії на них азотної кислоти дуже швидко руйнуються. Азотна кислота, реагуючи з металами, утворює солі (нітрати).

Існують слідуючи способи одержання азотної кислоти: аміачний (промисловий), лабораторний і дуговий.

Сірчана кислота випускається слідуюючих марок: купоросне масло (92-96 % H₂SO₄), камерна (65 % H₂SO₄), башенна (75% H₂SO₄), олеум (розчин сірчаного ангидрида SO₃ в сірчаній кислоті 18-20%), акумуляторна (32-39 % H₂SO₄), реактивна (“ч” – чиста, “чда” – чиста для аналізу, “хч” – хімічно чиста, “оч” – особливої чистоти) і регенерована.

Сірчану кислоту купоросне масло і олеум зберігають і транспортують в сталевих, не футерованих баках і цистернах. Для зберігання і перевезення кислоти більш низької концентрації сталеві ємкості футеруються кисло стійкими матеріалами (керамікою, свинцем, поліізобутиленом, вініпластом). Ємкості для перевезення олеуму викладаються термоізоляцією для попередження замерзання. Температура зберігання олеума – не нижче 5 С.

Сірчана кислота використовується у виробництві добрив (40 %), кислот із їх солей, вибухових речовин, для очищення нафтопродуктів, виготовлення ліків і миючих засобів, фарбників, штучних волокон, пластмас, для виготовлення електролітів.

Соляна кислота виготовляється технічна синтетична і реактивна. Перша виробляється двух сортів з вмістом HCl відповідно 31,0 і 27,5 %, а друга марок А – для підприємств кольорової металургії, Б – для медичної і харчової промисловості, сільського господарства та інших спеціальних цілей і В – для всіх інших споживачів. Вміст HCl відповідно 35-38 %, не менше 31,5 % і не менше 31,0 %.

Соляна кислота транспортується в сталевих, гумованих, герметично зачиняємих цистернах, скляних бутлях або поліетиленових каністрах місткістю до 40 л.

Пари кислоти подразнюють верхні дихальні шляхи і слизову оболонку очей, в результаті чого може бути викликаний катар дихальних шляхів, замутнення роговиці очей. Під дією на шкіру кислота викликає опіки і подразнення. Тому її зберігають в добре провітрюваних приміщеннях, герметичних, захищених від корозії ємкостях.

Соляна кислота використовується в гідрометалургії і гальвінопластиці, для очищення поверхні металів при паянні і луженні, одержання хлоридів цинку, марганцю, заліза та інших металів. Оскільки соляна кислота є складовою частиною шлункового соку, розведену HCl використовують в медицині при лікуванні хворих з пониженою кислотністю.

Азотна кислота випускається двох марок: розбавлена (50-60 % HNO₃) і концентрована (більш високої концентрації “хч”, “чда”,”ч” і “оч”). Вона є одним із крупнотонажних продуктів хімічної промисловості. ЇЇ широко використовують для одержання добрив, бездимного пороху, вибухових речовин, фарбників, пластмас, сірчаної кислоти, для травлення металів, в ракетній техніці (як окислювач) та ін.

Дата добавления: 2013-12-14