17- мавзу. Комплекс ўҒитлар. Мураккаб ўҒитлар ишлаб чиқариш. Мураккаб ўғитлар

№ 17- МАВЗУ. КОМПЛЕКС ЎҒИТЛАР. МУРАККАБ ЎҒИТЛАР ИШЛАБ ЧИҚАРИШ.


Мураккаб ўғитлар.
Мураккаб ўғитларга шундай комплекс (яъни бир неча озуқа элементи бўлган) ўғитлар кирадики, бунда барча заррачалар (кристаллар ва доначалар) деярли бир хил кимёвий таркибга эга бўлиши керак. Бундай ўғитларга: таркибида бир неча озуқа элементи бўлган битта туз, масалан КНО₃, (НН₄)₂НР0₄ ва бошқалар; таркибига иккита (Н+Р, Н+К, Р+К) ёки учта (Н+Р+К) озуқа элементи кирувчи икки ёки ундан ортик тузлар композицияси киради. Бундай композициялар нитрат, фосфат ва сульфат кислоталарнинг аммиак, табиий фосфатлар; калий, аммоний ва бошқаларнинг тузлари билан ўзаро таъсирлашувидан олинади.
Ўғитдаги таъсир этувчи моддалар қанчалик кўп бўлса, улар шунчалик ахамиятли бўлади. Турли экинлар, тупроқлар, иқлим ва бошқа шароитлар учун азот, фосфор ва калийнинг микдори ва нисбати хар хил бўлган муракаб ўғитлар талаб этилади. Улар Н:Р₂0:К₂О массалари нисбати билан тавсифланади, масалан 1:1,5:0,5. Бунда таъсир этувчи моддаларнинг умумий микдори тарзида хам ифодаланиши мумкин, масалан Н+Р₂О₅+К₂О = 36%; айрим холларда Р₂О:К₂О нинг масса бўйича процент нисбати, масалан 12:18:6 ёки 12-18-6 шаклида ифодаланиши мумкин, бу сонларнинг умумий йиғиндиси ўғитдаги таъсир этувчи моддаларнинг умумий микдорини кўрсатади.
Уч компонентли 1:1:1; 1:1,5:1; 1:1:0,5; 1:1:1,5; 1:0,67:0,67 ва икки компонентли 1:4;0; 1:1:0; 0:1:1; 0:1;1,5 маркали ўғитлар энг кўп ишлатилади.
17.1. Калий нитрат.
Хоссалари ва олиниш усуллари.
Калий нитрат (калийли селитра) КНО₃ — кристалл рангсиз кукун бўлиб, 337°С да суюқланади. Техник махсулот саргиш рангга эга. Суюқланиш хароратидан юқорида КН0₂ ва 0₂ га парчаланади. 20°С хароратда 100 г сувда 31,5 г, 114°С; да эса - 312 г КНО₃ эрийди.
Калий нитрат — тутунли (кора) порох ишлаб чиқаришда, пиротехникада, озиқ-овқат ва шиша саноатида ишлатилади. У таркибида иккита озуқа элементи — азот ва калий (назарий таркиби - 13,85% Н ва 46,5% К₂О) бўлган балластсиз (кераксиз қўшимчаси бўлмаган) бебахо ўғит ҳисобланади. Бу ўғитнинг яна бир мухим хусусияти шундаки, у гигроскопиклиги кам ва физиологик ишқорийдир. Аммо уни асосан саноатда ишлатилади, чунки калий нитратдаги азот ва калийнинг нархи бошқа ўғитлардагига нисбатан кимматдир.
Саноатда ишлатиш учун бир неча навлардаги калий нитрат ишлаб чиқарилади; улар таркибида 99,9; 99,85 ва 99,7% дан кам бўлмаган КНО₃ ва шунга мувофиқ равишда 0,08; 0,1 ва 0,2% дан кам бўлмаган намлик бўлади. Шунингдек, улар таркибидаги хлоридли, карбонатли, нитритли ва бошқа қўшимчалар хам меъёрланади.
Калий нитрат оз бўлсада турли биокимёвий жараёнлар натижасида юзага келадиган табиий минерал тарзида хам учрайди. Шулардан бири хинд селитраси ҳисобланади. Унинг асосий таркиби калий нитратдан иборатдир.
Калий гидроксид ёки карбонатда нитрат кислотасини нейтраллаш ёки азот оксидларини абсорбциялаш усули бўйича калий нитрат олиш ишқорий реагентларнинг етишмаслиги ва қимматбахолиги сабабли кам қўлланилади. Калий хлорид ва натрий, аммоний, кальций нитратлардан калий нитрат олишнинг конверсияли усули саноатларда кенг тарқалгандир. Масалан, КС1 ва КНО₃ ишлатилганда жараённи катион алмашинув усули билан амалга оширилиши мумкин. Бунда катионит даврий равишда кальций нитрат эритмаси билан (КНО_з эритмаси олишда) ва калий хлорид эритмаси билан (катионитнинг регенерациясида) ишлов бериб турилади. Сўнгра калий нитрат эритмаси буғлатилади, совутилади, КНО_з кристаллари центрифугада ажратилади ва қуритилади.
Калий хлорид ва нитрат кислота ёки азот оксидларидан калий нитрат олиш хам узига хос хусусиятга эгадир.
Калий нитрат ишлаб чицаришнинг конверсияли усули.
Қуйидаги алмашиниш реакциясига асосланган усул кенг тарқалгандир:
КС1 + НаНО₃ = НаCл+КНО₃
5, 25, 50 ва 100°С хароратдаги КС1 + НаНО_з = НаС1 + КНО₃ сувли системасида эрувчанлик диаграммаси 14.1. — расмда тасвирланган. Бундан кўринадики, 5-25° С хароратдаги калий тузларининг эрувчанлиги натрий тузларига нисбатан кам; 100°С да, аксинча, НаС1 нинг кристалланланиш сохаси кескин ортади. Агар 100°С да КС1 ва НаНОз ларнинг эквимоляр аралашмасининг эритмаси тайёрланса, квадрат диогналлари кесишишига тўғри келадиган а нуқта НаС1 нинг кристалланиш сохасида ётади. Бундай эритмадан 100°С хароратда сув буғлатилганда, эритма тўйиниши натижасида НаС1 кристаллана бошлайди ва эритма тузли массасининг таркиби ав чизиқ бўйича ўзгаради.
НаНО_з КНО_з

НаС1 КС1
17.1. - расм. 5, 25, 50 ва 100°С хароратдаги КС1 + НаНО₃ = НаС1 + КНО₃ сувли системасидаги эрувчанлик изотермаси.
в нуқтада эритма КС1 га хам тўйинади. Агар худди шу пайтда ажраладиган НаС1 кристаллари ажратилса ва сўнгра эритма, масалан 5°С га совутилса, бунда в нуқта КНО₃ нинг кристалланиш сохасида бўлиб қолади. Эритма совутилганда бу туз хам чукмага тушади ва қолган эритма таркиби вс чизиқ бўйича ўзгаради.
Бунда а ва в нуқталар орасидаги масофа унчалик катта эмас, у холда эквимолекуляр микдордаги КС1 ва НаНО₃ тутган эритмадан сувни буғлатишда жуда оз микдордаги НаС1 чўкмага тушади ва эритма тезда КС1 билан хам тўйинган холга келади. Бу эса эритмани совутиш КНО₃ унумини камайтиради. Ажратиб олинадиган НаС1 микдорини ошириш ва КНО₃ унумини ошириш учун, диаграммадан кўринадики, бошланғич эритмага ортиқча НаНОз қўшиш лозимдир. Агар НаС1 ажратиб олиниши тугалланишига эритма учта туз — НаС1, КС1 ва КНО₃ билан туйинса (яъни унинг тузли массаси Е₂ нуқта билан тасвирланган) энг юқори унумга эришилади. Бунда хосил бўлган НаС1 кристалларини ажратиб олингандан сўнг, эритмани совутилиши натижасида КНОз нинг кристалланиши энг узун йўл Е₂ бўйича содир бўлади ва энг юқори унумда махсулот олиниши таъминланади. КС1 ва НаНО₃ орасидаги алмашинишни таъминлашнинг энг самарадор ва тежамкор усули бу — ўзгармас босим ва ўзгарувчан хароратда системадан сувни буғлатиш пайтида НаС1 нинг кристалланиши содир бўладиган циклик жараёнда амалга ошириш ҳисобланади. Бундай оптимал циклнинг тартиби ва ҳисоби изотермик ва изобарик диаграммалар кесишуви ёрдамида амалга оширилиши мумкин. КНО₃ кристалланиши 50°С да тугалланадиган оптимал цикл учун мисол 15.2. — расмда кўрсатилган. Изотермик кесишувда а нуқта — совутиш жараёнида ва кесимда КНО₃ кристалланганидан сўнг қоладиган эритмани тавсифлайди. Кристалланиш бошланишида эритманинг тузли таркибига в нуқта мувофиқ келади. Кристалланишдан олдин унга шундай микдордаги сув қўшиладики, у Кристалланиш охирида фақат белгиланган хароратдагина (50°С) натрий хлорид билан тўйиниши керак. в эритма қайнаётган с эритмадан сувнинг буғланиши ва НаС1 нинг кристалланиши натижасида олинади. Буғлатиш учун бошланғич эритма с — эритма а нинг КС1 ва НаНО лар эквимоляр аралашмаси билан аралаштирилишидан олинади.

НаНО₃ КНО₃

КС1 НаCl

17.2. — расм. Изотермик (50°С) на изобарик (0,1 МПа) диаграммасида
КС1 + НаНО₃ = КНО₃+НаС1 оптимал цикл конверсияси.
Шундай қилиб, цикл сав учбурчаги бўйича амалга оширилади. Циклнинг тузли коэффициенти (яъни олинган КНОз массасининг буғлатилган сув массасига нисбати) қанчалик катта бўлса, буғлатишга шунчалик оз энергия сарфланади. КНО₃ кристалланишининг охирги харорати қанчалик катта бўлса, эритмани совўтишга шунчалик оз харажат кетади. СО-25° С оралиғида жойлашган қайнаш нуқтасидан кристаллантиришнинг охирги хароратигача чегарасидаги температурали цикл энг тежамкор ҳисобланади. Бунда Вв чизиқли буғланиш учун оптимал КНО₃ нисбати 0,69-0,96 оралиғида бўлади улар нисбатан юқори тузли коэффициентлар ва кам хажмли айланма эритмалар бўлишини таъминлайди.