I bob adabyotlar tahlili

Nitrat kislotaning olinishi va fizik-kimyoviy xossalari

Ammiak oksidlanishining kinetik tenglamasidan

Ko‘rinib turibdiki, ammiak oksidlanishining umumiy tezligi, eng sekin boruvchi bosqich ya'ni ammiakning platina yuzasiga adsorbtsiyalanishi bosqichi bilan belgilanadi.
Azot (IV)-oksidi va azot qo‘sh oksidini suv bilan adsorbtsiyalash jarayonnning uchinchi va oxirgi bosqichi hisoblanadi. Azot (IV)-oksidi va N2O4 suv bilan quyidagi tenglama bo‘yicha ta’sir etadi.
2 NO2+H2O=HNO3+HNO2+116kJ
N2O4+H2O= HNO3+HNO2+59kJ
hosil bo‘lgan nitrit kislatasi beqaror bo‘lganligi uchun o‘z-o‘zini oksidlash va o‘z -o‘zini qaytarish reaktsiyalariga kirishadi.
3HNO2=HNO3+2NO+N 2O-75,8kJ
Umumiy holda NO2 va N2O4 ning adsorbtsiya reaktsiyasi bunday yoziladi:
3 NO2+H2O =2HNO3+ NO+136kJ
3 N 2O4+2H2O = 4HNO3+ 2NO+101kJ
N2O4 suv bilan birikib faqat nitrit kislatasiga aylanadi. NO va N2Olar amalda suvda erimaydi, betaraf oksidlardir.
Bu ekzotermik reaktsiyalar hajmning kamayishi bilan bog‘liq boradi. Demak,bosimni oshirish muvozanatni nitrat kislata hosil bo‘lish tomonga (o‘nga),haroratni oshirish esa uni parchalanishi tomonga (chapga) siljitadi.
Olinishi Tarixi.
Nitrat kislota XVIII asrdan buyon ma’lum. Ming yillardan ko‘proq vaqtdan beri uni selitrani temir ko‘porosi yoki qo‘sh tuzlar- achchiq toshlar bilan aralashtirib qizdirish yo‘li bilan olingan. XVIII asirning oxirlarida XX asirning 20-yillarigacha nitrat kislata fakat tabiy selitradan konts.sulfat kislata ta’sir ettirib olingan.
NaNO3+H2SO4=HNO3+NaHSO4
Nitrat kislataning azot oksidlaridan olish mumkinligi ilgari vaqtlardan buyon ma’lum.
Ammo azot oksidini sanoatda olishning tuzukroq usuli uzoq yillar davomida topilmadi.
Azot oksidi olishning birinchi plazma (elektr yoy) usuli iqtisodiy samaradorligi darajasi pastligi uchun xalq xo‘jaligi sohasida keng tarqalmadi. Ammo bu usulda tabiatda havodagi elektr razryadi paytida azot va kislaroddan azot oksidlari hosil bo‘lib turadi. Masalan chaqmoq chaqqanda 1500kg gacha azot birikma holga o‘tadi va u qor va yomg‘ir suvlarida erib azot birikmalari shaklida erga tushadi va erni azotga boyitadi.
ammiakni oksidlash usuli. Bu usul 1839 yilda Kyul'man NH3 platina ishtirokida azot oksidiga aylantirish mumkin ekanligini aniqlagan paytdan boshlab ma’lum. Ammo bu jarayonni sanoatda ishlab chiqarishga tatbiq etish maqsadida XX asirning boshlaridagina V.Ostvol'd chuqur o‘rgandi. Natijada 1909 yilda Germaniyada Ostvol’d usuli bo‘yicha birinchi tajriba zavodi qurildi. Keyinchalik Evropaning ko‘pgina mamlakatlarida (Bel’giya,Angiliya)ham yuqoridagidek zavodlar ko‘rila boshlandi. Ammo bu zavodlarning mahsuldorligi past edi (masalan, Germaniyadagi zavod yiliga 1800t kuchsiz nitrat kislata ishlab chiqarardi xolos). 1914-16 yillarda injener I.I.Andreev ammiakning oksidlanishga turli faktorlarining ta’sirini o‘rganib bu jarayonni ancha takkomillashtirdi.
I.Andreev loyixasi asosida Rossiyada birinchi nitrat ishlab ishlab chiqarish zavodi, 1917 yilda Yuzovka xozirgi Donetskiy shahrida qurildi. Unda ko‘mirni kokslashda olinadigan ammiakni ajratib olish va tozalashning yangi usuli qo‘llaniladi. Kontakt apparatining keng yuzali konsturuksiyasi va platina - iridiyli kattalizatordan foydalanish yuttirish minoralari qurilishida kislataga chidamli granitdan foydalanish kabi ko‘bgina ijobiy yangiliklar qo‘llanilishi sababli zavod mahsuldorligini ancha oshirishga erishildi. I.I.Andreevning bu sohadagi ishlari sovet va hatto dunyoda nitrat kislata ishlab chiqarish taraqqiyotiga katta hissa bo‘lib qo‘shildi.
Sanoatda nitrat kislataning quyidagi turlari ishlab chiqariladi.
1.Kuchsiz yoki suyuq holda;
1-nav -56 %li.
2-nav -47 %li.
3-nav -45 %li.
2.Kontsentrlangan.d
1-nav -98 %li.
2-nav -97 %li.
3.Melanj (fransuzcha so‘z bo‘lib aralashma ma’nosini anglatadi) 89 % nitrat kislata.7,5 % sulfat kislatadan iboratAZOT (II)-OKSIDINI AZOT (IV) -OKSIDIGAChA OKSIDLASh VA AZOT (IV)-OKSIDINI DIMERLASh
Azot (II) -oksidining azot (IV)-oksidiga aylanish reaktsiyasi, kinetik xududda boruvchi ,nokattalatik,gomogen reaktsiyadir. Nitrat kislata ishlab chiqarishda eng sekin boruvchi bosqich NO ni NO2 ga oksidlanishi reaktsiyasidir.Mana shu reaktsiya ishlab chiqarish jarayonining umumiy tezligini belgilaydi. Bu reaktsiya nitrat kislata ishlab chiqarishning ikkinchi bosqichi bo‘lib ,qu’yidagi tenglama bo‘yicha boradi.
2NO+O2 =2NO2+112,3kJ
Bu reaktsiya 1500S dan past haroratda, amalda to‘liq hosil bo‘lishi tomonga yo‘naladi. Agar haroratga oshirilsa muvozanat chapga, ya’ni NO2 ni parchalanib NO va O2 hosil bo‘lish tomon siljiydi. 8000S da NO2 ning hosil bo‘lishi umuman to‘xtaydi. Barcha bir bosqichli reaktsiyalarda haroratning ortishi reaktsiya tezligini keskin oshiradi, ammo NO ning NO2 ga oksidlanish reaktsiyasi, bu umumiy qoidaga bo‘ysunmaydi, aksincha haroratning ortishi bu reaktsiya tezligini kamaytiradi. Bu hodisani tushuntirish uchun bir necha gipotezalar o‘rtaga tashlangan. Bulardan nisbatan to‘g‘ri deb tan olingani, bu NO ning oksidlanishi orqali mahsulot demir hosil bo‘lish bilan borish reaktsiyasidir.
Ikkinchidan reaktsiya natijasida hosil bo‘lgan NO bosimning yuqoriligi va havo o‘rniga ortiqchasi bilan toza kislorod olinganligi uchun darhol NO2 ga va NO2 qisman N2O4 ga aylanadi. uchinchidan haroratning oshirilganligi NO2ni suv bilan o‘z ta’sirini oshiradi.
Bunda boradigan reaktsiyalarni (tenglamalarni soddalashtirish maqsadida NO2 ning suv bilan o‘zaro ta’siri reaktsiyasini hisobga olmay yozsak) quyidagicha yozish mumkin.
N 2O4 =2N2O= 4NNO3+2 NO
2NO+O2=(NO)2=N2O4
Bitta tenglama bilan ifodalaydigan bo‘lsak quyidagicha yoziladi:
2N2O4+2N2O+O2= NO3 +78,6kJ
Reaktsiya uchun olingan suvning hammasi birikkanligi uchun yuqori kontsentratsiyali kislota hosil bo‘ladi. Ortiqcha NO2 va N 2O4 lar suv tugagach kislotada erib nitroolium hosil qiladilar. Bosim qanchalik yuqori bo‘lib harorat past bo‘lsa NO2 va N2O4 lar kislotada shunchalik tez eriydi. -100S da 98 %li nitrat kislota 30 %li nitroleum hosil qilishi mumkinSuyuq nitrat kislota ishlab chiqarishning texnologik sxema. Nitrat kislota ishlab chiqarish usuli qo‘llaniladigan bosimga qarab 3-tipga bo‘linadi:
1. Atmosfera bosimida ishlovchi qurilmalar;
2. Yuqori bosimda ishlovchi qurilmalar;
3. qurama(kombinatsiyalangan, qo‘shilgan) qurilmalar.
Binobarin bunda, ammiakni oksidlash pastroq bosimda 0,3-0,4 MPa, azot oksidlarini azot kislatasiga aylantirish, yuqoriroq bosimda (0,8-1,2 MPa) olib boriladi.