7-ma`ruza bog’langan azot birikmalari texnologiyasi (4 soat)
Download 364.1 Kb. Pdf ko'rish
|
7– ma’ruza (1)
7-MA`RUZA BOG’LANGAN AZOT BIRIKMALARI TEXNOLOGIYASI (4 soat) Reja 1. Azot birikmalarining ahamiyati. 2. Azot sanoati xomashyolari. 3. Azotning aylanishi. 4. Azotning fizik-kimyoviy xususiyatlari. 5. Elementar azotning bog’lanish usullari. 6. Kal’siy tsianamid olinishing toshkti usuli. Azot birikmalarining ahamiyati. Ular xalq xo’jaligida keng qo’llaniladi. Qishloq xo’jligida suyuq ammiak, karbamid va boshqalar mineral o’g’it sifatida nitrat kislotasi, gaz holidagi ammiak, mudofaada, neftg’ sanoatida ishlatiladi. Azotning birikmalari uch xil shaklda bo’lishi mumkin: 1. Ammoniy formasida – ammoniy sul’fati (NH 4 ) 2 SO 4 , ammoniy nitrati NH 4 NO 3 va h.k. 2. Amid formasida – kag’tsiy tsianamidi cacn 2 karbamid CO(NH 2 ) 2 va h.k. 3. Nitrat formasida – natriy nitrati nano 3 , kaliy nitrati KNO 3 va h.k. Qishloq xo’jaligida azotli, kaliyli, fosforli, mikroelementli, murakkab o’g’itlarning ahamiyati kattadir. Ayniqsa, kartoshka, qand lavlagi, haxta hosildorligini oshiradi. 1 kg bog’langan azot birikmasi haxta hosildorligini 12 kg ga, qand lavlagini 160 kg ga, kartoshkani 120 kg gacha oshiradi. 1990 yilda 80 mln. Tonna atrofida bog’langan azot birikmalari ishlab chiqarilgan bo’lsa, bu ko’rsatkich 2000 yilga kelib 120 mln tonnani tashkil etdi. Azot sanoati xomashyolari. Azotning asosiy xomashyolarida biri sifatida atmosfera havosini ko’rsatish mumkin. Atmosfera havosining tarkibi asosan azot va kisloroddan iboratdir. Quruq havo tarkibida, hajm jihatdan: 78,09% N 2 , 20,95% O 2 , 0,93% Ar, 0,03% CO 2 bo’ladi, qolganlari esa neon, geliy, krihton, vodorod, ozonlardan iborat. Tabiatda yilning har qaysi fasli va geologik mintaqaga qarab havo tarkibida ma’lum miqdorda suv bug’i bo’ladi. Dunyoda havo tarkibidagi elementar azotning zahirasi 4,10 15 t ga tengdir. 1 ga yer yuzasiga esa o’rtacha 80 ming tonna bog’lanmagan holdagi elementar azot to’g’ri keladi. Ammo azot tabiatda qisman bog’langan holatda ham uchraydi. Masalan, Chili selitrasi nano 3 , Hind selitrasi KNO 3 , o’simlik va tirik organizmlardagi oqsillar, aminokislotalar va hokazo. Chaqmoq natijasida yuqori haroratda azot oksidlanadi hamda NO 2 va 2NO ga aylanadi. Keyinchalik yomg’ir suvlari bilan nitrat kislota HNO 3 ga, yerga tushgach esa Ca(NO 3 ) 2 ga aylanadi. Azotning aylanishi. Insoniyat elementar azotni o’zlashtira olmaydi, chunki azot inertdir. Shuning uchun tabiatda har usullar bilan elementar azot bog’langan azot holatiga o’tkaziladi. Ularni o’simlik va hayvonot dunyosi ishtemol qiladi, natijada insonlar uchun kerak bo’lgan oqsil haydo bo’ladi. Ma’lum bo’lishicha, inson kuniga 100 g cha oqsil ishtemol qilishi kerak. Ularning tarkibida 16 grammgacha azot bo’ladi. Tabiatda bu oqsil moddalar ham vaqti kelganda chirib, yana elementar azotga o’tishi mumkin. Shunday qilib, azot tabiatda yo’qolmaydi, bir shakldan ikkinchisiga aylanadi. Azotning fizik-kimyoviy xususiyatlari. Azot D.I.Mendeleevning elementlar davriy sistemasida 2-davr V-guruhning asosiy guruhchasida joylashgan bo’lib, uning tartib raqami 7, nisbiy moleqo`lyar massasi 28,013 u.b. Ga tengdir. Azot atomida 7 ta elektron bo’lib, ulardan 5 tasi tashqi elektron qobiqda joylashgandir. Tabiiy azot atomi ikkita 𝑁 7 14 (99,63%) va 𝑁 7 15 (0,47%) izoto’laridan iborat. Azotning 𝑁 7 13 , 𝑁 7 16 7 N kabi radipaktiv izoto’lari ham mavjuddir. Oddiy sharoitda inert holatdagi azot faqat litiy bilan birikishi mumkin. Azotning O 2 bilan quyidagi birikmalari mavjud: 𝑁 2 +1 𝑂, 𝑁 +2 𝑂, 𝑁 2 +3 𝑂 3 , 𝑁 +4 𝑂 2 , 𝑁 2 +5 𝑂 5 Azotning vodorod bilan bir qator birikmalari bo’lib, ularga: ammtak NH 3 , gidrazin NH 2 -NH 2 (reaktiv yoqilg’i sifatida ishlatiladi), azid kislota HN 3 , gidroksilamin NH 2 OH va boshqalar misol bo’ladi. Yuqoridagilardan ko’rinib turibdiki, azotning oksidlanish darajasi N +5 dan N -3 gacha o’zgarishi mumkin. Elementar azotning kritik harorati –147,16 0 C. Qattiq azot ikki xil – kubik va geksogonal shaklda bo’lishi mumkin. Kritik bosim 33,5 atmosferaga teng. Atmosfera bosimida suyuq azotning qaynash harorati –195,8 0 C. Qattiq holatdagi azotning erish harorati –209,9 0 C. Elementar azotning bog’lanish usullari. Elnmentar azotni bog’lash ikki xil usulda amalga oshiriladi: – Biplogik usul; – Texnik usul. Biplogik usulga asosan dukkakli o’simliklar (no’xat, mosh, loviya) ning ildizlarida joylashgan mikroorganizmlar yoki azot bakteriyalari orqali elementar azotni bog’langan azotga o’tkazish jarayoniga aytiladi. Biplogik usul bilan juda kam miqdorda bog’langan azot birikmalari hosil bo’ladi. Masalan: biplogik usul bilan 1 gektar maydonda 50 kg atrofida bog’langan azot hosil bo’ladi. Ammo bu juda ham kam miqdorda bo’lib, o’sib borayotgan xalq xo’jaligining bog’langan azot birikmalariga bo’lgan ehtiyojini qondira olmaydi. Shuning uchun amaliyotda asosan texnik usul keng qo’llaniladi. Ular asosan uch xil usul bilan amalga oshiriladi. 1. Yoy usuli (Kevindish) usuli. Bunda elementar azot havodagi O 2 bilan birikib azot(II)-oksidni hosil qiladi: 𝑁 2 + 𝑂 2 = 2𝑁𝑂 − 180 кж/моль (4.2) Yuqoridagi reaksiya endotermik bo’lib, issiqlik yo`tish bilan sodir bo’ladi va yuqori haroratda 1300-1500 0 C da amalga oshiriladi. Bu vaqtda NO ning unumi juda past bo’lib, 3-4% ni tashkil etadi, xolos. Bunday yuqori haroratni hosil qilish uchun 2000 v kuchlanish, 0,75 amher tok kuchi kerak bo’ladi. Bundan ko’rinib turibdiki, reaksiya uchun katta miqdordagi energiya talab etiladi, bu esa iqtisodiy jihatdan qimmat hisoblanadi. Bu usuldan hozirgi paytda amaliyotda foydalanilmaydi. 2. Tsianamid usuli. 2 xil usul bilan kal’siy tsianamidi ishlab chiqarish mumkin. 1) K la s s i k (karbidli) usul. Bu usul Meer tomonidan 1878 yilda kashf etilgan. 2) Ka r b i d s iz usul. Bu usul yangi zamonaviy usuldir. Karbidli usulga muvofiq cacn 2 quyidagi 3 xil reaksiya orqali ishlab chiqariladi: 𝐶𝑎𝐶𝑂 3 = 𝐶𝑎𝑂 + 𝐶𝑂 2 − 𝑄 1 (4.3) 𝐶𝑎𝑂 + 3𝐶 = 𝐶𝑎𝐶 2 + 𝐶𝑂 − 𝑄 2 (4.4) 𝐶𝑎𝐶 2 + 𝑁 2 = 𝐶𝑎𝐶𝑁 2 + 𝐶 + 𝑄 3 (4.5) Umuman olganda CaCO 3 ni bu usul bilan olish katta energiya sarfi bilan amalga oshiriladi. Bu esa mahsulot tannarxini oshiradi. Mahsulot sifati esa past bo’ladi. Nazariy jihatdan toza cacn 2 tarkibida 35% azot bo’lib, bu ammiakli selitradagi azot miqdoriga tengdir. Kal’siy tsianamidining nisbiy moleqo`lyar massasi 80 uglerod birligiga tengdir. Struktura tuzilishi quyidagi 3 xil ko’rinishga egadir: Karbid usuli bilan olingan cacn 2 tarkibida ko’mir qurumi bilan aralashgan holda bo’lganligi uchun nazariy jihatdan bog’langan azotni miqdori 27% tashkil etishishi mumkin, ammo amaliyotda 18-20% dan oshmaydigan mahsulot olinadi hamda mahsulot tarkibida reaksiyaga kirishmay qolgan kal’siy karbid, koks, mexanik aralashmalar (qum, tuzlar) va hokazolar bo’lishi mumkin. Mahsulot tarkibida 5-12% cac 2 bo’lib, u havodagi suv bug’i bilan reaksiyaga kirishishi natijasida atsetilen hosil qiladi, bu esa atsetilenning havodagi O 2 bilan hortlovchi aralashma hosil qilishiga olib kelishi mumkin: 𝐶𝑎𝐶 2 + 2𝐻 2 𝑂 = 𝐶 2 𝐻 2 + 𝐶𝑎(𝑂𝐻) 2 + 𝑄 (4.9) 3. Ammiakli usul. Geber va Nernst tomonidan 1904-1907 yillarda nazariy jihatdan topilgan: 𝑁 2 + 3𝐻 2 ⇄ 2𝑁𝐻 3 + 𝑄 (4.10) Ammiak ko’p moddalar olish uchun xomashyodir. Ammiak tarkibidagi bog’langan azot eng yuqori bo’lib, 82,3% ni tashkil etadi. Yuqorida ko’rilgan uchchala usuldan yoy va karbidli tsianamid usullari mahsulot chiqishning pastligi, ko’p miqdordagi energiya talab etilgani va iqtisodiy jihatdan qimmat bo’lganligi sababli hozirgi paytda deyarli qo’llanilmaydi. Shu munosabat bilan elementar azotning bog’lashning ammiakli usuli hozir va kelajakda ham eng qulay va ko’p qo’llaniladigan usul bo’lib qoladi. Ammo shuni tahkidlash kerakki, (4.10) reaksiyasi bo’yicha ammiak ishlab chiqarish uchun ko’p miqdorda toza holdagi elementar azot va vodorod kerakdir. Biz yuqorida ko’rib o’tganimizdek, elementar azotning asosiy xomashyosi bitmas-to`g`anmas atmosfera havosidir. Amaliyotda atmosfera havosini azot, kislorod va boshqa komhonentlarga ajratishning bir necha usullari qo’llaniladi. Kal’siy tsianamidi olinishing toshkti usuli. Toshkent kimyo-texnologiya instituti (toshkti) «Noorganik moddalar kimyoviy texnologiyasi» kafedrasida hrofessor Sigov S.A., dotsentlar Leykin Z.M., Daychi R.I., Yakubov SH.A., Mirzaev I.T., o’qituvchilar himenova A.A., Terexin Ye.L. Hamkorligida karbidsiz usullardan biri – toshkti usuli bo’yicha kal’siy tsianamid olish texnologiyasi yaratilgan. Bu usulda kal’siy tsianamidni quyidagi reaksiyalar bo’yicha olish mumkin: CaO + 2CO + 2NH 3 ⇄ CaCN 2 + CO 2 + 2H 2 + H 2 O (4.11) Bu reaksiya geterogen va qaytardir. CaСO 3 + 2CO + 2NH 3 ⇄ CaCN 2 + 2CO 2 + 2H 2 + H 2 O (4.12) Bu reaksiya geterogen va qaytardir. Yuqoridagi jarayonlarda toza SO o’rniga azotli o’g’itlar zavodida hosil bo’layotgan chiqindi gazlardan foydalanish mumkin: 1) SO-fraktsiya (30-35% SO, qolgan azot va vodoroddan iboratdir); 2) Retur gazlar – bu qaytarma gazlar bo’lib, uning tarkibida 60-65% SO, 5-7% ammiak, qolganlari metan, vodorod, azot, argon, uglerod dipksidlardan iborat bo’ladi. Kelajakda shunday gazlarni qo’llash nazarda tutilgan. Shuni tahkidlash kerakki, bu ikkala chiqindi aralashma hozirgi vaqtda zavodlarda yoqib yuboriladi, buni yoqish uchun esa tabiiy gaz sarflanadi. Bu esa atrof-muhitning zararlananishiga va issiqlik energiyasi isrofgarchiligiga olib keladi. Toshkti usulida reaksiyalarni 800 0 C haroratda va bir bosqichda energiyani kam sarf qilgan holatda cacn 2 olinadi. Olingan mahsulot oq va donador bo’lib, olingan mahsulot tarkibida cac 2 bo’lmaganligi uchun hortlash xavfi bo’lmaydi. Mahsulotdan defoliatsiya maqsadida ishlatilganda haxta tolasi ifloslanmaydi. CaCN 2 xalq xo’jaligida keng qo’llaniladi. U tilla sanoati uchun eng zarur bo’lgan tipmochevina – (NH 2 ) 2 CS ishlab chiqarishda, meditsinada dori-darmonlar ishlab chiqarishda, metallurgiyada hamda keng miqyosda fiziplogik ishqoriy o’g’it sifatida foydalaniladi. Download 364.1 Kb. Do'stlaringiz bilan baham: |
Ma'lumotlar bazasi mualliflik huquqi bilan himoyalangan ©fayllar.org 2024
ma'muriyatiga murojaat qiling
ma'muriyatiga murojaat qiling