4. Техніка безпеки

1. Суворо дотримуватися правил роботи з кислотами, лугами, що викладені у загальній інструкції з техніки безпеки в хімічній лабораторії.

2. Усі роботи з концентрованою аміачною водою здійснювати тільки у витяжній шафі з використанням пробовідбірників.

3. При проведенні процесу карбонізації не залишати без догляду лабораторну установку.

1. Контрольні запитання

• Допуск до роботи.

1. Мета роботи. Техніка безпеки. Необхідність карбонізації аміачно-сольового розчину.

2. Схема лабораторної установки. Порядок виконання хімічних аналізів аміачної води, хлориду натрію і гідрокарбонату натрію.

• Захист роботи.

1. Послідовність перебігу хімічних реакцій процесу карбонізації аміачно-сольового розчину.

2. Рівняння швидкості абсорбції CO₂. Шляхи підвищення рушійної сили абсорбції.

3. Від яких параметрів залежить швидкість кристалізації NaHCO₃?

4. Що таке ступінь перетворення вихідної сировини (NaClіNH₃)?

5. Як впливає спосіб подачі реагентів (прямотечія або протитечія) на величину рушійної сили процесу абсорбції?

5. Каталітичне окиснення оксиду сульфуру (IV)

Мета роботи:провести процес каталітичного окиснення оксиду

сульфуру (IV), виконати аналізи вихідного і кінцевого газів, розрахувати ступінь перетворення оксиду сульфуру (IV) до оксиду сульфуру (VI), інтенсивність процесу та питому продуктивність каталізатора.

1. Стислі теоретичні відомості

Виробництво сульфатної (сірчаної) кислоти контактним способом із сірчаного колчедану або елементарної сірки складається з таких стадій:

• отримання оксиду сульфуру (IV):

; (5.1)

; (5.2)

• очищення оксиду сульфуру (IV) від пилу, контактних отруювачів;

• каталітичне (контактне) окиснення оксиду сульфуру (IV):

; (5.3)

• абсорбція оксиду сульфуру (VI) 98,5%-вою кислотою з отримуванням олеуму (моногідрат, в якому розчинено S0₃ ):

. (5.4)

У промислових умовах на контактування (після очищення і сушки) надходить газова суміш, як правило, такого складу, об’ємні частки, %об.:

SO₂: 7,5 ÷ 12,0;О₂ : 12,0 ÷ 6,75;SO₃: до 0,5; решта азот.

Рівноважний ступінь перетворення Х_рза реакцією (5.3) за атмосферного тиску (101325 Па), для газової суміші складу, об’ємні частки, %,SO₂ – 10; О₂ – 11,5; N₂– решта, має наступні значення залежно від температури:

t, °С	400	450	500	550	640
Хр, %	99,0	97,2	93,3	85,5	60,6

Таким чином, при температурах близько 673 К (400 °С) окиснення оксиду сульфуру (IV) може відбуватися практично повністю. При температурах більш як 873 К (600 °С) ступінь перетворення SO₂ стає недопустимо низькою для виробництва. Тому, з погляду повноти перетворення оксиду сульфуру (IV) на оксид сульфуру (VI), треба було б вибирати якомога більш низьку температуру. Однак для остаточного вибору температури процесу необхідно також враховувати і швидкість реакції. При температурі 673 К (400 °С) окиснення оксиду сульфуру (IV) відбувається з достатньою для виробництва швидкістю лише на платиновому каталізаторі, який має найвищу активність порівняно з іншими каталізаторами. Але цей каталізатор є найдорожчим і дуже чутливим до контактної отрути.

Нині у промисловості використовують ванадієві каталізатори (марок СВД; ІК-1-4; ІК-1-6; СВС; МВС; КД; УК-38; RHV-59 та ін.), температура запалювання яких становить 643÷683 К (370 ÷ 410 °С), а верхня температурна межа –873÷973 К (600 ÷ 700 °C) (при більш високій температурі каталізатори спікаються і термічно дезактивуються). Активною складовою цих каталізаторів є оксид ванадію V₂O₅.