Лекциялар 30 с Лабораториялық сабақтар 15с СӨЖ 45с обсөЖ 45с



жүктеу 1.65 Mb.
бет3/10
Дата25.04.2016
өлшемі1.65 Mb.
түріЛекция
1   2   3   4   5   6   7   8   9   10
: CDO -> Sillabus -> Bio
Bio -> Пәнінен Оқу әдістемелік кешен
Bio -> «биология» кафедрасы
Bio -> Лекция 30 сағат Практикалық (семинар) сабақтар 15 сағат Барлық сағат саны 135 сағат СӨЖ 45 сағат
Bio -> I.«Омыртқасыздар зоологиясы» пәні бойынша
Bio -> Оқу-әдістемелік кешен
Bio -> Лекциялар конспектісі Құрастырған б.ғ. к доцент С. Е. Келдібеков Жетісай-2006ж. Кіріспе Курстың мақсаты
Bio -> «Жаратылыстану» факультеті «Биология» кафедрасы. Оқу әдістемелік кешен
Bio -> «Тұрмыстық химия» пәні бойынша
Bio -> Сабақтың тақырыбы: Геоботаникалық негізгі ғылыми мектептер. Жоспары: Фитоценоз. Биоценоз Биогеоценоз
Bio -> «Химия-биология» факультеті «Биология» кафедрасы. Оқу әдістемелік кешен

Лекция №8

Су және оның химиялық өнеркәсіпте қолданылуы

Жоспары:

  1. Химиялық өнеркәсіпте судың қолданылуы

  2. Табиғи судың сипаттамалары мен тұтынатын судың сапасы.

Лекция мәтіні:
Су химия өнеркәсінде, тұмыста және халық шаруашылығында үлкен роль атқарады.

Кейбір өндірістерде су тікелей шикізат немесе реагент болып табылады. Мысалы сутек, азот, фосфор, күкірт қышқылдары, сілтілер мен негіздер өндірісі.

Көптеген өндірістерде химия, металлургия, тамақ, жеңіл өнеркәсіптерінде су қатты сұйық газ тәрізді заттарды еріткіш ретінде пайданылады.

Сонымен бірге суды кристалдану, флотория, өнімдерді қоспалардан тазалауда қолданылады.

Көптеген химиялық реакциялар кезінде су түзіледі. Осы мысалдардың барлығында су технологиялық қызметтер атқарады.

Үлкен көлемде су жылу ұстағыш ретінде қызмет атқарады. Судың үлкен жылу сыйымдылығы бар. Су мен заттың арасындағы жылу алмасу әртүрлі аппараттардың металл қабырғалары арқылы жүзеге асады. Үлкен көлемде суды жылу ұстағыш ретінде пайдаланады.Химия өнеркәсібі – ірі су тұтынушы сала


Заманауи химиялық комбинаттар тәулігіне миллиондаған кубометр су жұмсайды. Сондықтан химиялық өндіріс орындарын су бастауларына жақын жерден салады. Өндірілген өнім бірлігіне кеткен су шығынын су бойынша жұмсалу коэффиценті деп атайды. Никель үшін 400 м3/т, вискоза жібегіне 2500 м3/т, аммиакқа 1500 м3/т, азот қышқылына 100 м3/т.күкірт қышқылына 50 м3/т,фосфорға 15 м3

Су жер шарының 70 %-ін алып жатқанына қарамастан (жалпы көлемі 1345 млн км3) осы күрделі дифицит материалдарының біріне айналады. Себебі, шаруашылық мақсатта негізінен тұщы су пайдаланылады, ал оның үлесі 2 % қана.

Суда әрқашан әртүрлі қоспалар болады. Пайда болу сипатына қарай табиғи сулар 3 түрге бөлінеді.


  1. Атмосфералық су – атмосфералық жауын – шашын түріндегі су салыстырмалы қоспасы аз су, негізінен еріген газдар О2 , СО2, NО2, Н2S, SО2 органикалық затты шаң – тозаңдар түрінде қоспалар болады. Тұздар болмайды.

  2. Жер бетілік сулар - өзен, көл, теңіз сулары, атмосфералық қоспалардан өзге әр түрлі қанықпаған, қаныққан қосылыстарға бай су. Мұндай суда Са, Мg, Nа, К гидрокарбонаттары, сульфаттары, хлоридтері болады. Теңіз суында Менделеев кестесінің барлық элементтері дерлік кездеседі. әлемдік мұхитта 5 * 1016т тұздар еріген болады . Егер бұл тұзбен жердің бетін бір тегіс жауып шықса тұз қабатының қалыңдығы 45 метр болады екен. Cl-23 * 1015т. Ал 1 * 1010т. 1 кг суда 1граммын аз тұзы бар су тұщы су, ал одан көп су тұзды су деп аталады. Бұл суларда микроб, организмдар қалдықтары бар.

  3. Жер асты сулары – артезиан скважиналарының құдық, бұлақ, бастау, гейзерлер де жер бетілік сулар тәрізді минералдық тұздарға бай сулар.

Олардың құрамы тау жыныстары мен топыраққа байланысты. Бұл сулар фильтрленгендіктен өте мөлдір және органикалық қалдықтары мен бактериялары жоқ болып келеді.

Пайдалану мақсатына қарай су


  1. ауыз су

  2. өнеркәсіптік су болып бөлінеді.

Өнеркәсіптік су

  1. қоректік су

  2. айналымдағы су

Судың сапасы оның физика – химиялық сипаттамаларымен анықталады және келесі көрсеткіштермен бағаланады: мөлдірлік, түс, иіс, қаттылық, тотыққыштық,су реакциясы және жалпы тұз мөлшері.

Судың мөлдірлігі ондағы дөрекі дисперстік механикалық бөлшектер мен коллоидтық бөлшектердің болуына байланысты.

Судың қаттылығының уақытша тұрақты және жалпы түрлерін ажыратады.

Уақытша және тұрақты қаттылықтың суммасын жалпы қаттылық деп атаймыз.Оны 1литр судағы кальций және магний иондарының миллиграм - эквивалентімен есептейді. Егер 1л суды 20,04мг . Са2+; 12,16мг Мg2+ болса оның қаттылығы 1мг. Экв.

Судың қаттылық дәрежесі Са2+ және Мg2+ 1литр судағы мөлшері мг/экв

Өте жұмсақ 0 – 1,5

Жұмсақ 1,5 - 3

Шамалы қатты 3 - 6

Қатты 6 - 10

Өте қатты 10 нан жоғары




Лекция 9

Табиғатты қорғау және өнеркәсіп қалдыктарын тазалау .

Жоспары:

1.Табиғатты қорғау.

2.Ауа бассйінін қорғау.

3.Табиғи суларды қорғау.

4.Топырақты қорғау.
Лекция мәтіні:
Т абиғатты қорғау деп- табиғи ресурстарды рационалды пайдалану, оны қайта орнына келтіру ,қазіргі және болашақ ұрпақтардың материлдық және мәдени қажеттіліктерін қанағаттандыру мақсатында қоршаған ортаны ластану мен жойылудан сақтауға бағытталған мемлекеттік және қоғамдық іс –шаралардың жүйесін айтады .

Табиғатты қорғауды оның жеке бөліктерін,атмосфера ,су ресурстарын , топырақты, қазба байлықтарды ,ландшафттарды өсімдіктермен жануарларды қорғау деп түсіну керек . Өйткені олар бір-бірімен экологиялық байланыста болады ,біреулерінің өзгеруі,екіншілерінің өзгерісін туғызады. Мысалы:құрамында күкірті бар отындарды жандырғанда атмосфераға күкірт оксидтері бөлінеді, олар ауадағы су буларымен қосылып, топырақ пен суды ластайтын қышқылдар түзеді .

Біздің елімізде ауадағы және судағы зиянды заттардың шекті концентрация мөлшерінің (ШКМ)(ПДК)нағыз қатаң нормалары белгіленген .

Шекті концентрация мөлшері деп – адамға,оның жұмыс қабілеттілігіне ,оның көңіл күйімен сезіміне тура немесе жанама әсер етпейтін концентрацияны айтады.Әрбір зат үшін 2 норматив белгіленген .

1.Бірегей ПДК(20минутқа дейін әсер ететін )

2.Орта тәуліктік ПДК

Су және ауа бассейіндерінің ластануының санитарлық бақылауын ҚР Денсаулық сақтау министірлігінің санитарлық эпидемиялогиялық қызметі орындары атқарады .

2. Ауа бассейінін қорғау .

Атмосфераға түсетін зиянды қоспалар 2топқа бөлінеді :

А) шаң тозаңдар ,аэрозольдер

Б)газ тәрізді және бу тәрізді заттар

Бірінші топқа органикалық және бейорганикалық қатты бөлшек тозаңдар мен ауада тұрақты тұман түзетін қиын ұшқыш сұйықтық бөлшектерін жатқызады .

Жер бетінен және жердің төменгі кабаттарынан алынатын шикізаттарды өңдеу барысында ауаға шығатын зиянды заттардың әсерінен жыл сайын ауаның ластануы күшейе түсуде. Мұндай жағдайлар көбінесе ірі қалаларда, өндіріс орындары шоғырланған аймақтарда, автомобильдер көп жерде, өр түрлі газдардың шектен тыс көп бөлінуінен болып отыр.

Атмосфера құрамында болатын газ коспаларының концентрациясы артқанда коршаған ортада қолайсыз жағдайлар туындайды. Мұндай қоспаларға күкірт (IV), азот (V), фосфор (V) оксидтері және иіс газдары жатады. Олар кей жағдайда табиғатта зиянды заттардың көбеюіне әкеліп соқтырады.

Қазіргі кезде отын есебінде мұнай, көмір және табиғи газдар жиі қолданылады. Кейбір елдер отынға ағашты пайдаланады. Осы отындар құрамында көміртек, оттек, сутек, күкірт, азот болады да, жаккан кезде ауаға тарайды. Олар тек отын жакканда ғана емес химиялык, металлургиялық өндіріс орындарының мұржаларынан да көптеп бөлінеді. Бұлардың бәрі де адам жөне жануарлар организміне өте зиянды коспалар.

Әр түрлі жолдармен ауаға шыққан газдар химиялык, кұбылыстар нәтижесінде біртіндеп ауаның беткі қабатындағы әр түрлі заттармен әрекеттесіп, қоршаған ортаға зиянды косылыстарға айналуы мүмкін. Бұл қолайсыздықтан кұтылудың жолы — газ бөлінетін өндіріс орындарындағы мұржаларға сол газдарды тұтып қалатын қондырғылар қою жөне қондырғылар тұтып қалған газдарды күнделікті тұрмысқа кажетті қосылыстарға (қышқыл, тұз, т.б.) айналдыратын қосымша өндіріс орындарын салу.

Мысалы, Өскемендегі қорғасын-мырыш комбинатының негізгі шикізаттары — галенит РЬS жөне сфалерит, осылардан металды бөліп алу кезінде қосымша өнім түрінде Н2S-пен SО2 бөлініп, қала ауасын ластайтын. XX ғасырдың соңына карай ғалымдар осы бөлінетін газдарды арнайы қондырғы көмегімен жинап, күкірт кышқылын комбинат ауласында өндіру әдісін тауып, үлкен жетістікке жетті. Бүл аркылы, біріншіден, экологияны қорғау, екіншіден, шикізатты кешенді пайдалану жүзеге асты, үшіншіден, металл өндіруге кажет күкірт кышкылы енді шеттен тасылмайтын болды. Яғни экологиялық және экономикальщ тиімділікке кол жеткізілді.

Ғалымдардың зерттеуі бойынша кала ауасын ластауда автокөліктердін үлесі завод, фабрикалардан да көп екені аныкталды. Бензинді, дизельді жанармайларды жакқанда, ауаға көміртек оксидтері, күкірт, азот, түрлі көмірсутектер, альдегид сиякты зиянды заттар таралады. Көміртек (II, IV) оксидтері организмде оттектің жетіспеуіне, клетканың тыныс алуының бұзылуына, ал азот (IV) оксиді өкпенің кабынуына апарып соғады. Жанармайлар жаққанда ғана зиянды емес, сонымен қатар жанармай станцияларының қала ішінде салынуы да ауаны, топырақ қабаттарын, одан сүзіліп шыгатын ауыз суды ластайтыны аныкталып отыр.

Жоғарыда аталған газдар (СО, СО2, SО2, N0,) атмосфераның жоғары қабатында су буымен әрекеттесіп, қышқылдар түзеді, нәтижесінде "қышқыл жаңбырлар" пайда болады

Олар өсімдіктер мен жануарларға зиянды әсер етеді. Оның әсерінен адамдардың шашы түсіп, тыныс алу мүшелерінің және орталық жүйке жүйесінің аурулары пайда болады. Мысалы, ауада күкірт мөлшері көбейгенде мүйізді аңдардың (бұғы, арқар) мүйізінің сапасы төмендейтіні байқалған.

Міне, сондықтан коршаған ортаның ластануын болдырмау немесе қайта қалпына келтіру — бүкіл казақстандықтардың міндеті болып табылады. Үкімет табиғат корғауға байланысты арнайы заң шыгарып, экологияны жақсартуға, табиғат тазалығын сактауға ерекше көңіл бөлуді басты назарда ұстап отыр.

Бейметалдар түзетін көптеген қосылыстар — ұшқыш, улы заттар болғандықтан, қоршаған ортаға орасан көп зиян келтіреді. Олардың таралу көздері, негізінен өндіріс орындарынан шығатын түтіндер, автокөліктердегі жанар-майлардын және жылыту цехтарының жану өнімдері, т.б. Осындай экологиялық қолайсыздықтарды болдырмау үшін арнайы заң қабылданған.




Лекция 10.

Химико-технологиялық процесс туралы түсінік.

Жоспары:

  1. Химико-технологиялық процестердің кезеңдері

  2. Химико- технологиялық процестердің жіктелуі

  3. Технологиялық режим , оның көрсеткіштері

  4. Химиялық технологиядағы тепе-теңдік күйі

Лекция мәтіні:
Химико- технологиалық процесс өзара байланысқан элементар процестерден (кезеңдерден тұрады). Бұл кезеңдер негізінен 3 кезеңнен тұрады.

  1. Реакцияласушы компаненттерде реакция аймағына жеткізу

  2. Химиялық реакция

  3. Түзілген өнімдерді реакция аймағынан шеттету.

Компонентерді реакция аймағына жеткізу молекулярлық диффузия немесе конвекция жолымен іске асады. Егер де компоненттерді жылдам араластырса конвекция құбылысы жүреді. Бұл процесті турбулентті диффузия деп аталады.

Компоненттерді реакция аймағына жеткізу үшін екі немесе көп фазалы жүиелерде адсорбция, абсорбция, десорбция. Бұлардың конденцациялануы балқу,буландыру т.б процестерде қолданылады.

Химиялық реакциялар химико технологиялық процестің екінші кезең, бұл кезеңде реакцияласушы жүйеде бастапқы заттардан бірнеше бір тізбекті немесе паралелль реакциялар нәтижесінде негізгі өнім түзіледі. Сонымен катар негізгі өнімнен баска бастапқы заттың құрамындағы қоспалардан қосымша өнімдер немесе қалдықтар түзілуі мүмкін.

Реакция аймағынан өнімдерді шеттету процесі де диффузия,конвекция заттың 1 фазадан екінші фазаға өту жолымен іске асады.

Химико- технологиялық процестер әр түрлі жолмен жіктеледі. Олар физикалық немесе химиялық болуы мүмкін химиялық реакция түріне байланысты процестер жай және күрделі болып бөлінеді.

Күрделі процесс деп паралелл немесе кезектесіп жүретін реакцияларды айтады.

Әрекеттесу типіне байланысты процестер екіге бөлінеді.


  1. Тотығу-тотықсыздану (гомолитикалық)

  2. Қышқыл негіздік(гетероликалық)

Фазалық құрамы бойынша барлық жүйелер және процестер. а)біртекті (гомогенді) б).әр текті.(гетерогенді) Біртекті жүйелерде әрекеттесуші заттар бір фазада газ(г), сұйық(с) немесе қатты(қ) күйде болады. Әр текті жүйелерекі немесе одан көп фазалардан тұрады өнеркәсіпте көбінесе мынадай жүйелер көп кездеседі,

Гетерогенді жүйелер бұл процесте гомогенді процеске қарағанда кеңірек дамыған.

Техналогиялық режим деп процестің жылдамдығына өнімнің шығымымен сапасына әсер ететін негізгі факторлардың парометрлердің жиынтығын айтады. Көптеген техникалық процестер үшін техникалық режимнің негізгі параметрлеріне температура қысым әрекеттесуші заттардың концентрациясы катализаторларқолдану катализаторлардың белсенділігі реагенттерді араластыру әдісіжәне араластыру дәрежесі жатады. Техникалық режим параметрлері бойынша процестер былай жіктеледі.


  1. Төменгі және жоғарғы температуралык

  2. Каталитикалык және каталитикалык емес

  3. Ваккум жағдайында,жоғарғы немесе төменгі кысымда жүретін

  4. реагенттердің жоғары және төмен концентрациясында жүретін

Процесстің жүру уақытына байланысты технологиялық процесстер үздікті және үздіксіз болып бөлінеді.

Араласу дәрежесіне байланысты екі шекті жағдайда болуы мүмкін

1 Толық идеалды

2 Ламинарлы араласу


Лекция 11

Гомогенді процесстер және гетерогенді процесстер

Жоспары:

1. Сұйық және газ фазасындағы гомогенді процесстер.

2. Гомогенді процесстерде қолданатын аппараттар. Процесстер жылдамдығы

3. Гетерогенді химико – технологиялық процесстер.

4. Сұйық және газ фазасындағы гетерогенді процесстер.
Лекция мәтіні:

Газ немесе сұйық фазаларда жүретін гомогенді процесстер механизімі бойынша гетерогендік реакциялардан гөрі оңайырақ жүреді. Гомогенді өнеркәсіптік процесстер газ фазасында реагенттер ағыны жеткілікті турбулентті ағыс болған кезде қарапайым конструкциялы реакторларда жүзеге асады. Мысалы азот ІІ оксидін, азоттың ІV оксидіне тотықтыру азот қышқылы өндірісінде газ фазасында жүреді.



2NO2 N2O4 2NO + О2 2 NO2

Бұл реакцияны жүргізу үшін қабырғалармен оралып бөлінген камералар қолданылады.

Гомогенді процесстерге хлорсутек синтезі де жатады. Процесс пеште жоғары температурада 14000 С-та өтеді. Реагенттердің араласуымен ағынның турбуленттенуі электорлы жанғышпен араласады. НСІ синтезі тізбекті реакция сол үшін болуы мүмкін. Жарылысты болдырмау мақсатында оның жоғарғы қақпағын асбесттен жасайды. Көмірсутектерді хлорлау процесстері инсектицидтер жуғыш заттар өндіру, газ тәрізді көмірсутектердің ыдырауы (пиролиз) бензолдық ацетиленнен синтезі процесстері газ фазасында өтеді. Эндотермиялық газ процесстері түтікті аппараттарда өтеді. (3) Түтіктің ішінде эндотермиялық реакциялар жүреді ал түтік аралық кеңістікте ыстық газ өтеді немесе табиғи газ циркуляцияланады Сұйықтықтардағы гомогенді процесстер өндірісте газ фазадағы процесстерден гөрі жиірек қолданылады. Өндірістегі сұйық фазадағы реакциялардың жылдамдығы газ фазадағыға қарағанда мыңдаған есе артық.

Төмен температурада жүретін процесстерді жылдамдату үшін диффузиялық кедергілерді жою үшін қатты араластырады немесе газ сұйықтың жүйесінде әрекеттесуші газдарды сұйықтықпен абсорбциялап алады. Сонда гомогендік реакция сұйық фазада жүреді. Мысалы ацетальдегидті сірке қышқылына тотықтыруды осылай жүргізеді.

Сұйық фазада қышқылдарды немесе негізд

ерді нейтралдау, жай және күрделі эфир синтездеу, спирт және көптеген қышқылдар алу, тұз алудағы алмасу реакцияларыжүргізіледі.

Сұйықтықтарды және сдепензияларды араластыру үшін әр түрлі араластырғыштар оның ішінде пропелллер араластырғыштары бар аппараттар да қолданылады.(4)

Агрессивті сұйықтықтар коррозияға шыдамды араластырғыштармен немесе пневматикалық әдіспен араластырылады (5). Араластырушы агент ретінде көбінесе ауа қолданылады. Бірақ бұл кезде қосымша тотығу реакциялары жүруі мүмкін. Ондай жағдайда – инертті газдар қолданылады. (СО2, N2)

Араластырғыш реакторлар периодты жұмыс істейді немесе үздіксіз жұмыс үшін батареяларға біріктіріледі.

Егер әрекеттесуші қоспа су буымен араласпаса апппарат қабырғалары арқылы қыздыру (3) немесе «түтіктің ішіндегі түтік» типті реакторлар қолданылады.


Лекция 12

Каталитикалық процестер мен контактілі аппараттар .

Жоспары:

1. Химия өнеркәсібінде катализдің маңызы

2. Маңызды каталитикалық процестердің типтері.

3. Гомогенді катализ.



Лекция мәтіні:
Реакция жылдамдығын өзгертіп, реакция соңында өзгеріссіз қалатын заттар катализатор деп аталады.

Егер де катализ нәтижесінде реакция жылдамдығы артса теріс катализ деп аталады.

Егер де химиялық процесс нәтижесінде катализатор түзілсе, онда процесс автокатализдік деп аталады.
СН3СООС2Н5 + Н2О → СН3СООН + С2Н5ОН

Катализатордың әсерін кемітетін заттарды ингибиторлар немесе каталитикалық улар деп атайды.

Катализатормен әрекеттесуші заттар біртекті жүйе құрап, бір фазада болса гомогенді катализ, ал әр түрлі фазада болса гетерогенді катализ деп атайды.

Химиялық реакциялар жылдамдығы катализаторлар жәрдемінде реттелуі мүмкін. Реакцияның жылдамдығын өзгерту,бірақ реакцияның соңында сапалы және сандық түрде өзгеріссіз тұратын заттарды катализаторлар деп атайды. Катализатор қатынасуында химиялық реакциялар жылдамдығының өзгеруін катализ деп атайды.

Катализ табиғатта кең тарқалған.Мысалы, сырды қайнату катализ процесіне жатады.Қамырды ашыту, ашытқылар катализатор болады.

Әртүрлі заттар катализатор болуы мүмкін және катализатор әртүрлі агрегаттық жағдайда болуы мүмкін газ, сұйық, қатты болуы мүмкін. Катализаторлар тұздар, қышқылдар, негіздер, оксидтер, метталл, әр түрлі органикалық, анорганикалық газ күйіндегі заттар болуы мүмкін.

Кейбір жағдайларда әр түрлі аралықтарда катализатор рөл ойнайды. Кейбір жағдайларда да реакция өнімінің өзі катализатор болуы мүмкін. Радиациондық араласпаға катализатор қосқанымызда химиялық реакцияның жылдамдығы асатын болса, мұндай катализді оң катализ деп атайды.
2КІ + Н2О2 = I2 +2KOH
Егер де катализатор қосқанда реакцияның жылдамдығы төмендесе, ондай катализді теріс катализ деп атайды. Жылдамдықты төмендетуші катализаторды кейбір жағдайда да ингивиторлар деп атайды. Сутегі пероксиді кейбір жағдайларда да ыдырайды.

2О2 = Н2О+O2


Егер де осы реакцияға органикалық реактивті қоссақ, ол уақытта ыдырау тоқтайды. Бұл уақытта ацетальдегид ингибитор болады. Кейбір жағдайларда катализаторлар реакцияның жүруінде пайда болады. Мұндай реакциялар автокаталитикалық деп атайды, ал құбылыстың өзі автокатализ деп аталады.Автокатализ уақытында бастапқы уақытта реакция жылдамдығы өте аз болады.

Катализатор өнімі көбейген сайын реакция жылдамдығы күшейе береді.Бірақ белгілі бір максималға жеткеннен кейін реакцияға кірісуші заттар концентрациясының азаюына байланысты реакцияның жылдамдығы қайтадан төмендей бастайды. Мұндай автокатализ реакциясына мысал сірке этил күрделі эфирінің гидролизін жазсақ болады.


СН3-СОО-С2Н5 + Н2О =CH3COOH+C2H5OH

Бұл реакцияда катализаторлар рөлін сірке қышқылы және сутегі ойнайды.Кейбір жағдайларда заттардың араласпасын күшті катализаторлық рөл ойнайды. Мысалы,


Ғе2О3 +Ві2О3

Аммиактың азот оксидіне айналу реакциясында катализаторлық рөл ойнайды. Алдыңғы уақыттарда бұл реакцияларда қымбат платина ойнайтын еді,бұл екі араласпа арзан. Ал азот оксиді көп мөлшерде азот қышқылы алуда қолданады.

Кейбір жағдайларда өздері актив болса да, кейбір заттарды катализаторға қосқанда олардың катализаторлық активтігін асырады. Мұндай қосымша заттарды прамотрлар немесе активтенуші зат деп атайды.

Катализдік реакуияларда катализатордың әсер ету механизмін көпшілік жағдайларда әсерлесуші заттардың катализаторлармен әсерлесіп аралық актив комплекстердің пайда болуы арқылы түсіндіреді. Мысалы:


А + В =АВ

Бұл реакцияның жылдамдығы төмендегі басқыштармен жүреді:

а) А + кат → А кат

б) А кат + В → АВ + кат

Көпшілік катализ процесі осы механизм арқылы амалға асады. Осылайша аралық комплекстердің пайда болуы катализ реакцияның активтену энергиясын азайтып жібереді. Нәтижесінде реакция өте оңай амалға асады.

Катализаторлардың өздеріне тән ерекшклігіне таңдамалылық, арнайылылық, яғни белгілі бір реакцияға немесе реакция топтарына әсер ететін қасиеті жатады. Кейде бір түрлі бастапқы заттардан әр түрлі катализаторлар қолдану арқылы әр түрлі өнімдер алуға болады. Мысалы:


СО + Н2 →СН2О (1)

СО + Н2 →СН3ОН (2)

СО + Н2 →жоғары спирттер (3)

СО + Н2 → СН4 + О2 (4)

СО + Н2 →қатты парафиндер (5)

Катализатордың екі маңызды қасиеттеріне, оның катализдейтін реакцияның активтелу энергиясын төмендету қасиеттері жатады. Реакуияға катализатор қатысқанда аралық өнімдер түзіледі. Сондықтан процесс анағұрлым төмен активтелу энергиясы мәнінде өтеді. Каталитикалық процестердегі активтелу энергиясының төмендеуінің себебі ғылымға әлі белгісіз. Тәжірибе көрсеткендей сутегі пероксидінің айырылу реакциясына катализаторсыз 75,312 кДж/мольге дейін, ал фермент катализаны қолданғанда 23,012 кДж/мольге дейін төмендейді.

2О2 →2Н2О + О2

Каталитикалық реакцияның жылдамдығына катализатордың дисперістік дәрежесі қатты әсер етеді. Катализатордың дисрепістік дәрежесі жоғарылаған сайын оның белсенділігі артып, белгілі бір дисперістік дәрежеге дейін созылып, одан соң кемиді. Себебі жүйенің гетерогенділігі жойылады. Катализатордың белсенділігіне дисперстік дәрежеден басқа да факторлар әсер етеді.



Лекция 13 Күкірт қышқылының түрлері, қасиеттері мен пайдалану аймақтары:
Жоспары

1. Күкірт қышқылының маңызы

2. Күкірт қышқылы өнеркәсібіндегі шикізат және оны жан-жақты қолдану

3. Күкірт (ІҮ) оксидін алу



Лекция мәтіні

Күкірт қышқылының химия өнеркөсібіндегі маңызы орасан зор. Күкірт кышқылы өзінің қасиеттеріне байланысты сондай-ақ, басқа қышқылдардан әлдекайда арзан болғандықтан, көптеген өнеркөсіп салаларында, химия өнеркөсібінде, металл өңдейтін, мұнай өңдейтін және баска салаларда кең қолданылады. Күкірт кышқылының қатысуымен минералдық тыңайткыштарды, басқа ұшкыш қышқылдарды алуға болады, Оны дөрі-дәрмек, бояу, қопарғыш заттар, талшықтар, жуғыш заттар алу үшін колданады. Күкірт қышқылынсыз ешбір химиялык лаборатория жұмыс істемейді. Өзінің қолданылуына карай күкірт қышкылы өте көп өндіріледі.

Концентрлі күкірт кышқылы — күшті тотықтырғыш (әсіресе қыздырғанда) болып табылады. Ол көптеген металдарды, бейметалдарды, тіпті органикалық заттарды да тотықтырады.

Күкірт қышқылының құрамындағы негізгі элемент күкірт — біздің планетамызда көп тараған химиялық элементтердің бірі. Ол жер қыртысында: бос күкірт, металдар сульфидтері, түрлі сульфаттар және басқа қосылыстар түрінде кездеседі. Күкірт қосылыстары қазба отындардың барлық түрінде болады (тас көмір, мұнай, т.б.). Шикізаттардың осы айтылған барлық түрлері күкірт қышқылын өндіруге қолданылады. Дегенмен, өнеркәсіп бұлармен ғана шектелмейді. Мысалы, түсті металдар өндірісінде қосымша өнім ретінде күкірті бар газдар (Н2 S, SО2) түзіледі. Осы газдарды арнайы ұстағыш құралғылар көмегімен жинап, күкірт қышқылын өндіруге пайдаланады. Бұл жағдай біріншіден, қоршағән ортаны зиянды газдардан қорғаса, екіншіден, қалдықсыз өндіріске, яғни шикізатты тиімді пайдалануға мүмкіндік береді. Мұндай табиғи ресурстар құрамындағы барлық элементтерді пайдалы өнімге айналдыра отырып, тиімді шикізат ретінде пайдалануды кешенді пайдалану деп атайды.

Күкірт қышқылын өндіру үш сатыдан тұрады :

Бірінші сатысы — күкірт (IV) оксидін алу.

Күкірт (IV) оксидін SО2 алу үшін жоғарыда аталған шикізаттарды өртейді. Солардың бірі — күкірт (темір) колчеданын Ғе S, өртеу жағдайымен толық танысайық:

4Ғе S2 + 11О2 = 2Ғе2О3+ 8 SО2

Заводта бұл реакцияны жылдам әрі өнімді жүргізудің барлық жағдайы қарастырылған. Күкірт колчеданы қатты зат, ал онымен әрекеттесетін ауа — газдар қоспасы, сондықтан жанасу бетін арттыру үшін ұсатылған қатты заттарды "қайнаушы қабатта" өртеу әдісі кең қолданылады. Бұл әдістің негізі ұсатылған шикізатты (мысалы, күкірт колчеданы) астынан қысыммен шыққан ауамен қатты үрлеу арқылы араластырып, ұнтақ затты бұрқылдатып, қайнап жатқандай түрге келтіреді, соны "қайнаушы қабат" дейді. Мұндай "қайнаушы қабатта" қатты заттын, ұнтағы ауамен (оттекпен) жақсы араласып, еркін жанасатын болғандықтан ондағы химиялық реакция өте жоғары жылдамдықпен жүреді. Өндірілетін заттың шығымы 3—4 есе артады.



1   2   3   4   5   6   7   8   9   10


©netref.ru 2017
әкімшілігінің қараңыз

    Басты бет