ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Получение буры из "Лабораторный практикум по общей и неорганической химии" Посуда, приборы и реактивы круглодонная колба, обратный холодильник, стеклянная воронка, фарфоровая чашка, чашка Петри, часовое стекло, прибор для фильтрования, сульфид натрия, сера, спирт. [c.113] На технических весах взвешивают 2,5—5 г кристаллического сульфита натрия и 0,37—0,75 г мелкоизмель-ченной серы. Навеску сульфита натрия переносят в круглодонную колбу, приливают 20 мл дистиллированной воды и нагревают на газовой горелке до полного растворения соли. Навеску серы смачивают на часовом стекле несколькими каплями спирта для улучшения смачивания водой и вносят в колбу с раствором сульфита натрия. К колбе присоединяют обратный холодильник и пускают в него техническую воду из водопровода. Раствор в колбе кипятят в течение 45—60 мин на газовой горелке до тех пор, пока вся сера не вступит в реакцию. После полного растворения серы раствор отфильтровывают на воронке Бюхнера. Фильтрат помещают в фарфоровую чашку и выпаривают при 40 °С до появления кристаллов тиосульфата натрия. Затем, охладив содержимое чашки снегом или льдом, отфильтровывают выпавшие кристаллы образовавшейся соли. Полученную влажную соль переносят в предварительно взвешенную чашку Петри, снова взвешивают и по разности весов определяют массу соли. Рассчитывают выход тиосульфата натрия в процентах от теоретического исходя из сульфита натрия. [c.113] Серная кислота — один из важнейших химических продуктов, и производство ее имеет большое народнохозяйственное значение. От количества вырабатываемой серной кислоты зависит уровень производства минеральных удобрений. [c.113] Обширность использования серной кислоты обусловлена разнообразием ее физико-химических свойств. Она применяется в качестве водоотнимающего средства, сульфирующего агента, катализатора и т. д. [c.114] До того как были освоены современные промышленные способы производства серной кислоты, ее вырабатывали путем прокаливания в глиняных ретортах сульфата железа (И). Сульфат железа разлагали при высокой температуре с выделением ЗОг и ЗОз, и при последующем охлаждении газа, содержащего 50з и пары воды, образовывалась серная кислота. [c.114] Этот процесс осуществляется двумя способами — ни-трозным и контактным. Окисление диоксида серы по нитрозному способу производится с применением оксидов азота, являющихся передатчиками кислорода. Высшие оксиды азота (N 2, N203), окисляя диоксид серы, сами восстанавливаются до оксида азота (И), который вновь окисляется кислородом воздуха. [c.114] По контактному способу окисление ЗОг происходит на поверхности твердого катализатора. Около 70 % производимой в мире серной кислоты получается этим способом. [c.114] Независимо от способа первой стадией процесса является получение сернистого газа. В большинстве случаев для этого специально сжигают то или иное сырье — колчедан, элементную серу, сероводород и т. д. [c.114] Диоксид серы — бесцветный газ с резким запахом. Температура кипения его при нормальном давлении — 10,Г. Жидкий диоксид серы замерзает при —73°. [c.114] Центральное звено всего технологического процесса — каталитическое окисление ЗОг в 50з. [c.115] Любой химико-технологический процесс необходимо рассматривать сначала с точки зрения статики для выяснения теоретически возможного предела его течения, а затем с точки зрения кинетики, чтобы установить, какие условия способствуют наиболее интенсивному течению процесса и позволяют максимально приблизиться к состоянию равновесия. Данные о равновесии в газовых смесях, содержащих ЗОа, О2 и 50з, позволяют рассчитать предельную теоретически возможную степень превращения ЗОг в 50з, которая определяется исходным составом газа, температурой и давлением. [c.115] На рис. 54 показана зависимость константы равновесия процесса (1) от температуры. Значение константы равновесия можно определять графически. [c.116] Таким образом, равновесная степень превращения ЗОг в 50з зависит от содержания кислорода в равновесной газовой смеси, но не от количества ЗОг или ЗОз. [c.116] Диоксид серы и кислород в отсутствие катализатора практически не реагируют между собой, так как для окисления ЗОг необходим разрыв связи между атомами в молекуле кислорода, требующий большой затраты энергии. Действие катализаторов, ускоряющих реакцию между ЗОг и кислородо м, состоит в том, что они способны присоединять атомы кислорода, связывая их менее прочно, чем они связаны в молекуле кислорода. Благодаря этому на поверхности твердых катализаторов активационный барьер реакции окисления ЗОг снижается. [c.116] Известно множество веществ — металлов, оксидов и солей, которые способны ускорять эту реакцию. К ним относятся оксид железа, мелко раздробленная платина, оксид ванадия (V). [c.116] По теории промежуточных соединений каталитическая активность оксидов железа и ванадия объясняется тем, что на их поверхности могут образовываться и распадаться нестойкие промежуточные соединения. Благодаря этому для реакции диоксида серы с кислородом, которая не может протекать непосредственно в газе, становится возможным обходной путь, что ведет к снижению энергетического барьера и резкому ускорению окисления 502 в 50з на поверхности катализатора. [c.117] Следовательно, каталитически активен по отношению к 50г ванадий со степенью окисления +5 в виде УгОб или ванадатов. [c.117] Как показывают расчеты, равновесный выход 50з возрастает с понижением температуры, поскольку реакция (1) экзотермична при низких температурах. Вот почему с точки зрения термодинамики эту реакцию следовало бы вести при низких температурах. Однако с точки зрения кинетики требуется обратное. Поэтому для правильного решения вопроса о температурном режиме контактного процесса нужно одновременно учитывать и статику и кинетику его. [c.118] ЛИТЬ К ДЛЯ любой другой температуры. По экспериментальным данным = 96,14 кДж/моль для УгОб и =188,1 кДж/моль для У204. [c.119] На рис. 55 показана зависимость констант скорости реакции (1) от температуры. Как видно из рисунка, в интервале 400—460° константа для ванадиевого катализатора имеет два ряда значений. Основная линия ( = 96,14 кДж/моль) относится к ванадию (V). [c.119] Вернуться к основной статье