Mavzu : Nitrat kislota va uning xossalari reja: kirish asosiy qism i-bob nitrat kislotaning eng muhim xossalari

1.1 Nitrat kislotaning eng muhim xossalari
Xossalari. Kimyoviy toza, suvsiz 100 %li nitrat kislota,- rangsiz suyuqlik, o`tkir hidli, zichligi 1,52 g/sm3, +82,60S da qaynaydi, 41,60Sda muzlaydi. Suv bilan har qanday nisbatlarda aralasha oladi. Suyultirilganda issiqlik chiqishi gidratlar hosil bo`lishidan dalolat beradi (HNO₃·H₂O, HNO₃·2H₂O).
68,4 %li nitrat kislotasi esa azeotrop aralashma bo`lib 121,90S da qaynaydi (65-rasm), bunda u suv bilan birga qo`shilib haydaladi. Nitrat islota issiqlik va yorug`lik ta`sirida parchalanadi.
4HNO₂ = 2H₂O + 4NO₂+ O₂
Ajralib chiqqan azot (IV) - oksidi kislotada erib, uni qo`ng`ir yoki qizil ( erigan NO₂ ning miqdoriga qarab) rangga bo`yaydi. SHuningdek nitrat kislota kuchli oksidlovchidir. U oltin, platina, tantal, radiy, iridiydan boshqa barcha metallarni eritib tegishli nitratlar yoki oksidlarga aylantira oladi. Kontsentrlangan nitrat kislota ayrim metallarni passivlashtiradi. (U sovuq holda temirni passivlashtirishini Lomonov aniqlagan edi.) masalan, temir, xrom, alyuminiylar o`z yuzasini yupqa oksid parda hosil qilib, metalni nitrat kislotasining takror ta`siridan himoya qiladi. SHu xossasidan foydalanib, kontsentrlangan nitrat kislotasi po`lat va alyuminiy bochkalarda yoki rezervuarlarda tashiladi va shu xildagi idishlarda saqlanadi.
1.2 Nitrat kislotaning fizik va kimyoviy xossalari
Ammiakdan nitrat kislata ishlab chikarish yo`li uch bosqichdan iborat;
1.havo kislarodi bilan ammiakni oksidlash;
2.Azot(P)-oksidini azot (IV)-oksidigacha oksidlash va azot (IV)-oksidini dimerlash;
3. Azot (IV)-oksidi va azot qo`sh oksidini suv bilan adsorbtsiyalash bosqichlari.
1.Xavo kislarodi bilan ammiakni oksidlash.Ammiak kattalizator ishtirokida oksidlanganda sharoitga qarab reaktsiyalar quyidagicha boradi:
4NH<sub>3</sub>+5O<sub>2</sub>=4NO+6HO<sub>2</sub>+ 907 kJ (a)
4NH<sub>3</sub>+4O<sub>2</sub>=2N2O+6H2O+1105 kj (b)
4NH<sub>3</sub>+3O<sub>2</sub>=2N<sub>2</sub>+6H<sub>2</sub>O+ 1269 kJ (v)
4NH<sub>3</sub>+6NO=5N<sub>2</sub>+6H<sub>2</sub>O + 1810 kJ (g)
Sanoatda amalda qo`llaniladigan eng aktiv va tanlab ta`sir etuvchi selektiv kattalizator, bu platina va uning paladdiy, rodiylar bilan qotishmasidir. Ular asosiy reaktsiyani (a) tezlashtirib, qo`shimcha reaktsiyalarga (b,v,g) ta`sir etmaydi. SHunda ykattalizator optimal sharoitda ammiakni kislorod bilan NO gacha oksidlanish darajasini amalda 98 %ga etkaziladi. Ammiakning palatinali kattalizatorlarda oksidlanish reaktsiyasi hozirgacha ma`lum bo`lgan reaktsiyalar orasida eng tez reaktsiyasidir (0,0001 dan 0,0002 sekund). Agar gaz shundan ko`proq kattalizator bilan kontaktda bo`lsa ammiak yonadi yoki qo`shimcha reaktsiyalar ketadi, NO ni miqdori keskin kamayadi. Platinali kattalizator diametri 0,06-0,09mm gacha bo`lgan ingichka simlardan to`qilgan to`r shaklida (1sm da 1024 ta teshigi bo`ladi) tayyorlanib, ularning bir nechtasi ustma-ust qo`yib setkalarning balandligi 60-150mm qalinlikda paketlar shaklida tayyorlanadi. Bu holat katalizator yuzasini kengaytirish imkoniyatini beradi. Эng qattiq kattalizator qotishmasi 93 % Pt, 4% Pd va 3% Rh dan tayyorlanadi.
Ish jarayonida kattalizator simlari sekin asta emirilib, mayda zarrachalar shaklida gaz oqimi bilan olib ketiladi. 8000S harorat va 0,1MPa bosimda ishlovchi qurilmalarda 1t nitrat kislota ishlab chiqarilganda platinali kattalizatorlardan 0,04-0,06 yo`qotiladi. harorat va bosimning ortishi bilan kattalizatorning yo`qotish ham ortadi. Masalan, 8 MPa bosim va 9000S haroratda ishlovchi qurilmalarda 1t HNO<sub>3</sub> da 0,13-0,16 g platina yo`qotiladi. Platina va palladiy qiymatining balandligi avvalo ularning kamligi va bunday qimmatbaho nodir metallarning emirilishi natijasida doim yo`qotilib turilishi nisbatan arzonroq metallarni qo`llashni taqazo etadi. hozirgi paytda platina metallari bilan bir qatorda, temir yoki vismut oksidlariga, xrom, marganets, vismut kabi metallarni qo`shib tayyorlangan kattalizatordan keng foydalanilmo?da. Ularning aktivligi va selektivligi ancha kam albatta. Kattalizator massasining taxminan 30 %i yo`qotilgach, u qayta suyuqlanitirilib boshqatdan kattalizator qotishmasiga aylantiriladi. Platina- rodiy - palladiyli qotishmadan tayyor bo`lgan kattalizator turi 0,1 MPa bosimda ishlovchi qurilmada taxminan bir yilda bir marta almashtiriladi. Oksidlash jarayonining umumiy tezligi, apparat konstruktsiyasi va texnologik rejimga qarab, platina kattalizatorining yuzasiga gaz oqimining ammiakning qanday diffuziyalanganlig bilan aniqlanadi. Bundan tashqari platinaga adsorbtsiyalangan ammiak va kislorodning o`zaro ta`siriga ham ozroq bog`liq bo`ladi. Platina yuzasiga adsobtsiyalangan kislorod molekulasi atomlarga ajraladi, atomar kislorod, pratonga o`ch bo`lgani uchun ammiak tarkibidagi vodorod va azot bilan birikib NO va suv hosil qiladi. 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 N<sub>2</sub>O<sub>4</sub> suv bilan quyidagi tenglama bo`yicha ta`sir etadi.
2 NO<sub>2</sub>+H<sub>2</sub>O=HNO<sub>3</sub>+HNO<sub>2</sub>+116kJ
N2O<sub>4</sub>+H<sub>2</sub>O= HNO<sub>3</sub>+HNO<sub>2</sub>+59kJ
hosil bo`lgan nitrit kislatasi beqaror bo`lganligi uchun o`z-o`zini oksidlash va o`z -o`zini qaytarish reaktsiyalariga kirishadi.
3HNO<sub>2</sub>=HNO<sub>3</sub>+2NO+N 2O-75,8kJ
Umumiy holda NO<sub>2</sub> va N<sub>2</sub>O<sub>4</sub> ning adsorbtsiya reaktsiyasi bunday yoziladi:
3 NO<sub>2</sub>+H<sub>2</sub>O =2HNO<sub>3</sub>+ NO+136kJ
3 N 2O<sub>4</sub>+2H<sub>2</sub>O = 4HNO<sub>3</sub>+ 2NO+101kJ
N2O<sub>4</sub> suv bilan birikib faqat nitrit kislatasiga aylanadi. NO va N<sub>2</sub>Olar 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.
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.
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 iborat.