Mavzu: Konsentirlangan nitrat kislota ishlab chiqarish

Nitrat kislota ishlab chiqarishning nazariy asoslari. Ammiakdan nitrat kislota ishlab chiqarish yo’li uch bosqichdan iborat:

1. 
   Havo kislorodi bilan ammiakni oksidlash.
   
2. 
   Azot (II)- oksidini azot (IV)- oksidigacha oksidlash va azot
   (IV)- oksidini dimerlash.
   

3. Azot (IV)-oksidi va azot qo’sh oksidini suv bilan
absorbsiyalash bosqichlari.
Azot (II)- oksidini azot (IV)- oksidigacha oksidlash va azot (IV)- oksidini dimerlash. Azot (II)- oksidining azot (IV)- oksidiga aylanish reaksiyasi, kinetik hududda boruvchi nokatalitik, gomogen reaksiyadir. Nitrat kislota ishlab chiqarishda eng sekin boruvchi bosqich NO ni NO₂ ga oksidlanishi reaksiyasidir.Mana shu reaksiya ishlab chiqarish jarayonining umumiy tezligini belgilaydi. Bu reaksiya nitrat kislota ishlab chqarishning ikkinchi bosqichi bo’lib, qo’yidagi tenglama bo’yicha boradi.
2NO+O₂↔2NO₂+112,3 kJ
Bureaksiya 150°Cdan 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. 800°C da NO₂ ning hosil bo’lishi umuman to’xtaydi. Barcha bir bosqichli reaksiyalarda haroratning ortishi reaksiya tezligini keskin oshiradi, ammo N0 ning NO₂ ga oksidlanish reaksiyasi, bu umumiy qoidaga bo’ysunmaydi, aksincha, haroratning ortishi bu reaksiya 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 dimer hosil bo’lish bilan borish reaksiyasidir.
2 NO<=> (NO)₂- N;
O₂+( NO)₂ ↔2 NO₂- N
Dimerning (NO)₂ hosil bo’lishi issiqlik chiqishi bilan boruvchi qaytar jarayondir. Demak, haroratning oshishi bu reaksiyada muvozanatni chapga NO₂ ni parchalanishi tomonga siljiydi.Demak, haroratning ortishi bilan NO ni oksidlanish reaksiyasi tezligining kamayishiga sabab, harorat ortgan sayin konsenratsiyasining kamayishidandir. Binobarin, bosimning ortishi va haroratning pasayishi NOni oksidlash reaksiyasini tezlashtiradi. Azot (IV)-oksidi assosmatsiyalanib demirlanish xossasiga ega.
2NO₂↔N₂O₄+57 kJ
Haroratning pasayishi bilan dimirlanish darajasi ortadi; atmosfera bosimida 0°C haroratda N0₂ ni assosiatsiyalanishi 71 % ga teng, —15°Cda esa 92 % ga yaqin, 150°C da N₂O₄ umuman bo’lmaydi, to’liq N0₂ ga parchalanadi. Reaksiya hajmining kamayishi bilan borganligi uchun ham bosimning ortishi N₂0₄ning ko’payishiga olib keladi. Har qanday haroratda ham bu reaksiyalar amalda juda tez muvozanat holatiga keladi.Azot (IV)- oksidi, NO bilan ham o’zaro quyidagi reaksiya bo’yicha ta'sir etadi.
NO+NO₂ ↔N₂O₃+40,2 kJ
Ammo azot (III)-oksidining amaldagi miqdori kam bo’ladi. Oksidlarning oksidlanish va assosiatsiyalanish reaksiyalari tufayli nitroza gazlarining aralashmasi hosil bo’ladi. Qaysiki, uning tarkibida azot va kisloroddan (havo bilan kirgan) tashqari N0, N0₂, N₂O₄ va H₂0 mavjud bo’ladi. Bu oksidlar konsentratsiyalarning nisbatlari sharoitga qarab keskin o’zgarib turadi, ammo asosiy komponent N0₂ va N₂O₄ larning o’zidir.