Laboratoriya ishi №1 Mavzu: Mineral o'g'itlar va tuzlarning namligini aniqlash

LABORATORIYA ISHI №1
Mavzu: Mineral o'g'itlar va tuzlarning namligini aniqlash
Ular xalq xo‘jaligida keng qo‘llaniladi. Qishloq xo‘jaligida suyuq ammiak, karbamid va boshqalar mineral o‘g‘it sifatida nitrat kislotasi, gaz holidagi ammiak, mudofaada, meditsinada, neft sanoatida, metallurgiya sanoatida ishlatiladi.
Azotning birikmalari uch xil shaklda bo‘lishi mumkin:
Ammoniy formasida-ammoniy sulfati (NH4)2SO4,
ammoniy nitrati NH4NO3 va x.k.
2. Amid formasida-kalsiy sianamidi SaSN2, karbamid SO(NH2)2 va x.k.
3. Nitrat formasida-natriy nitrati NaNO3, kaliy nitrati KNO3 va x.k.
Qishloq xo‘jaligi uchun azot o‘g‘itlarining, kaliyli va fosforli o‘g‘itlarning ahamiyati katta. Ayniqsa, kartoshka, kand lavlagi, paxta hosildorligini oshiradi. 1 kg bog‘langan azot birikmasi paxta hosildorligini 12 kg ga, qand lavlagini 160 kg ga, kartoshkani 120 kg gacha oshiradi.
1990 yilda 80 mln. tonna atrofida bog‘langan azot ishlab chiqarilgan bo‘lsa, 2000 yilda 120 ming tonna ishlab chiqarilishi mumkin.
Azotning xom ashyolari sifatida avvalombor atmosfera havosini ko‘rsatish mumkindir. Atmosfera havosi asosan azot va kisloroddan iboratdir.
Quruq havo tarkibi: N2 - 78,09 %, O2 - 20,95 %, Ar - 0,93 %, CO2 - 0,03 %. Qolganlari neon, geliy, kripton, N2, azonlardan iboratdir. Bu quruq havoning tarkibi. Tabiatda esa har qaysi geologik erda yilning fasliga qarab, ma’lum miqdorda suv bug‘i bo‘ladi. Elementar azotning dunyodagi havo tarkibidagi zahirasi 4,1015 t ga teng; 1 gektar er yuziga esa o‘rtacha 80 ming tonna bog‘lanmagan holdagi elementar azot to‘g‘ri kelar ekan. Bu erda azot bog‘lanmagan holdadir. Ammo azot tabiatda qisman bog‘langan ham uchraydi: NaNO3-chili selitrasi, KNO3-hindiston selitrasi. CHaqmoq natijasida yuqori temperaturada N2 + O2 = 2NO - Q ga o‘tadi. Keyinchalik azot monoksidi N2 ga, yomir suvlari bilan HNO3 ga, erga tushgach Sa(NO3)2 ga aylanadi.
Insoniyat elementar azotni o‘zlashtira olmaydi, chunki azot inertdir. SHuning uchun tabiatda har xil usullar bilan elementar azot bog‘langan azot holatga aylantiriladi. Ularni o‘simlik dunyosi iste’mol qiladi, ularni esa hayvonat dunyosi iste’mol qiladi, natijada insonlar uchun kerak bo‘lgan oqsil paydo bo‘ladi. Ma’lum bo‘lishicha, inson kuniga 100 g cha oqsil iste’mol qilmog‘i kerak. Uning tarkibida 16 g azot bo‘ladi.
Tabiatda bu oqsil moddalar ham vaqti kelganda chirib, yana elementar azotga o‘tishi mumkin ekan. SHunday qilib, azot tabiatda yo‘qolmay doimo aylanib yurar ekan.
Azot D. I. Mendeleev jadvalida 5-guruh, 2-qatorda, 7-o‘rinda joylashgan bo‘lib, N2 ning molekulyar massasi 28,013 u.b. ga tengdir. Azot atomi 7 elektrondan iborat bo‘lib, undan 5 tasi tashqi qobiqdadir.
Elektron bulutlar tuzilishi: 1S2 2S2 3R3
Azot atomi ikkita izotopdan iborat.
147N - 99,63 %
157N - 0,37%
157N da 1 neytroni ko‘p.
Oddiy sharoitda inert holatdagi azot faqat litiy bilan birikishi mumkin. Azotning O2 bilan quyidagi birikmalari bor:
N2+1O-N(1) oksid, N+20, N2+3O3, N2+4O4, N2+5O5.
HNO2 - nitrit kislotasi.
HNO3 - nitrat kislotasi.
Azotning vodorod bilan ham bir qator birikmalari bordir:
NN3 - ammiak, NH2-NH2 gidrozin (reaktiv yoqilg‘i sifatida ishlatiladi), N3H azot vodorodli kislota, NH = NH diimid, NH2ON gidroksilamin va boshqalar. YUqoridagilardan ko‘rinib turibdiki, N+5 dan N-3 gacha valentligi o‘zgarishi mumkin ekan. N+5 dan N-3 gacha 8 elektron qabul qilyapti va N qaytarilayapti. Elementar azotning kritik temperaturasi minus 147,16 0S. Qattiq azot ikki xil - kubik va geksagonal shaklda bo‘lishi mumkin. Kritik bosimi 33,5 atmosferaga teng, uch xil holatdagisi bir muvozanat holatdagi holidir. Atmosfera bosimida suyuq azotning qaynash temperaturasi minus 195,8 0S. Qattiq holatdagi azotni erish temperaturasi minus 209,9 0S. Tabiatda eng past harorat minus 273,16 0S. Azotning radioaktiv izotoplari 137N va 167N ham bordir. Normal sharoitda 1 g/mol azot gazi 22,404 l hajmni egallaydi. Ma’lumki, normal sharoitda esa 1 atm. va 0 0S.
Ular 2 xildir.
1) Biologik usul.
2) Texnik usul.
Biologik usulga asosan dukkakli o‘simliklar (no‘hat, mosh, loviya)ning ildizlarida joylashgan mikroorganizm yoki azot bakteriyalari orqali elementar azotni bog‘langan azotga o‘tkazish jarayoniga aytiladi.
Biologik usul bilan juda kam mikdorda boglangan azot birikmalari xosil buladi.Masalan: 1 gektar joyda 50 kg atrofida biologik usul bilan boglangan azot xosil buladi. Ammo bu juda xam kam mikdorda bulib,usib bora.tgan xalk xujaligini boglangan azot birikmalarida bulgan talabini kondira olmaydi. SHuning uchun amaliyotda asosan texnik usul keng kullaniladi. Ular asosan 3 xildir:
YOy usuli - Kevindish usuli. Bunda elementar azot havodagi O2 bilan birikib azot monooksidini hosil kiladi:
N2 + O2 = 2NO - 180,6 kJ / mol (20.2.)
Bu endotermik reaksiya bo‘lib, issiqlik yutish bilan ketadi va yuqori haroratda 1300 - 1500 oS da ketadi. Bu vaqtda NO ning chiqishi juda past bo‘lib, 3 - 4 % ni tashkil qiladi xolos. Bunday yuqori haroratni hosil qilish uchun 2000 v kuchlanish, 0,75 amper tok kuchi kerak. Bundan ko‘rinib turibdiki, bu ko‘p energiya talab qiladi, iqtisodiy jihatdan qimmatdir. Bu erda optimal sharoitlardan biri N2:O2 = 1:1, bu usul hozir bizda ham va qo‘shni respublikalarda ham ishlatilmaydi.
2.Sianamid usuli. Bu usulda 2 xil usul bilan kalsiy sianamidi ishlab chiqiladi.
a)Klassik usul ya’ni karbidli usul. Bu usul Meyer tomonidan 1878 yilda topilgan.
b)Karbidsiz usul. Bu usul yangi zamonaviy usuldir.
Karbidli usulga muvofiq SaSN2 kuyidagi 3 xil reaksiya orqali ishlab chiqariladi:

1000oS
1) CaSO3 = SaO + SO2 - Q1 (20.3.)

2200oS
2) SaO + 3S = SaS2 + SO - Q2 (20.4.)
1100oS
3)CaS2 + N2 = SaSN2 + S + Q3 (20.5.)
Umuman olganda SaSN2 ni bu usul bilan olish katta energiya sarfi bilan ketadi. Bu esa SaSN2 ni sifatini pasaytiradi. Toza SaSN2 tarkibida 34,99 % azot bor, bu ammoniy selitradagi azot miqdoriga tengdir. Kalsiy sianamidining molekulyar og‘irligi 80,01 uglerod birligiga tengdir.
Karbid usuli bilan olingan SaSN2 da tarkibida ko‘mir qurimi bilan chiqqanligi uchun nazariy jihatdan bog‘langan azotni miqdori 27% bo‘lishi mumkin, ammo amaliyotda 18-20% dan oshmaydi, chunki reaksiyaga kirishmay qolgan kalsiy karbidi, koks, mexanik aralashmalar (kum, tuzlar) va hokazolar bo‘lishi mumkin: bu erda 5-12% SaS2 bordir, chunki havodagi suv bug‘i bilan reaksiyaga kirishib, atsitelenni hosil qilishi mumkin, bu modda havodagi O2 bilan portlovchi aralashma hosil qilishi mumkin:
SaS2 + 2N2O = S2N2 + Sa(ON)2 + Q (20.9.)
Ammiakli usul. Geber va Nernest tomonidan 1904-1907 yillarda nazariy jihatdan topilgan:
N2 + 3H2 = 2NH3 + Q (20.10.)
Ammiak ko‘p moddalar olish uchun xom ashyodir. Ammiak tarkibida bog‘langan azot eng yuqori bo‘lib 82,3% ni tashkil etadi.
YUqorida ko‘rilgan uchchala usuldan yoy va karbidli sianamid usul mahsulotning chiqish past, ko‘p energiya talab qilgani va iqtisodiy jihatdan qimmat bo‘lgani uchun hozirgi davrda derli qo‘llanilmaydi.
SHu munosabat bilan elementar azotni bog‘lashning ammiakli usuli hozir va kelajakda ham eng qulay va ko‘p qo‘llaniladigan usul bo‘lib qoladi.
Ammo, shuni ta’kidlash kerakki, ammiakni (20.10.) reaksiyasi buyicha ishlab chiqarish uchun ko‘p miqdorda toza holdagi elementar ozot va vodorod kerakdir.
Biz yuqorida ko‘rib o‘tganimizdek, elementar azotning asosiy xom ashyosi-bitmas tuganmas atmosfera havosidir. SHu munosabat bilan biz sizlar bilan bundan buyon atmosfera havosidan qanday qilib elementar azot va kislorod ishlab chiqarish masalalarini o‘rganamiz. Buning uchun amaliyotda atmosfera havosini azot, kislorod va boshqa komponentlarga ajratish usullari qo‘llaniladi.
Toshkent Kimyo-texnologiya institutida NMET kafedrasida professor Sigov S.A., dotsentlar Leykin Z.M., Daychi R.I., YAkubov SH.A., assistent Pimenova A.A., katta o‘qituvchi Terexin E.L., dots.Mirzaev I.T. lar ishtirokida karbidsiz usullardan biri - ToshKTI usuli bo‘yicha kalsiy sianamida olish texnologiyasi yaratilgan. Bu usulga muvofiq kalsiy sianamidini quyidagi reaksiyalar bo‘yicha olish mumkin:
SaO + 2SO + 2NH3 = CaSN2 + CO2 + 2H2 + H2O + Q (20.11.)
Bu reaksiya geterogen, qaytar, ekzotermikdir.
SaSO3 +2SO + 2NH3 = CaSN2 + 2CO2 + 2H2 + H2O - Q (20.12.)
Bu reaksiya ham geterogen, qaytar, ammo endotermikdir.
Bu reaksiyalarda toza SO o‘rniga azot o‘g‘itlari zavodlarida hosil bo‘layotgan chiqindi gazlar:
SO - fraksiya (30-35% SO, qolgani azot va vodoroddan iboratdir);
Retur gazlari - bu qaytarma gaz bo‘lib, uning tarkibida
60-65% SO, 5-7% ammiak, qolganlari metan, vodorod, azot, argon, uglerod dioksidilardir. Kelajakda shunday gazlarni qo‘llash ko‘zda tutilgan. SHuni ta’kidlash kerakki, bu ikkala chiqindi aralashma hozirgi vaqtda zavodlarda yoqib yuborilayapti;buni ekish uchun esa tabiiy gaz, doimo ekib turiladi. Bu bilan atrof-muxit zararlanadi, issiklik energiyasi isrof buladi. Bu reaksiyalar buyicha 800oS da bir boskichda energiyani kam sarf kilgan xolatda SaSN2 olinadi. Olingan maxsulot ok va dona-donadir. Olingan maxsulot tarkibida SaS2 bulmaganligi uchun portlash xavfi yukroladi, defolitsiya sifatida ishlatilganda paxta tolasi ifloslanmaydi. Karbidsiz usulni kelajagi porlokdir.
SaCN2 xalk xujaligida keng kullaniladi. U tilla sanoati uchun eng zarur bulgan tiomochevina-(NN2)2CS ishlab chikarishda, meditsinada dorilar ishlashda, metallurgiyada, keng mikyosda ishkoriy ugit sifatida ishlatilishi mumkin.