Qo'rg'oshin kamerasi jarayoni - Lead chamber process
The qo'rg'oshin kamerasi jarayoni ishlab chiqarish uchun ishlatiladigan sanoat usuli edi sulfat kislota katta miqdorda. Bu asosan tomonidan almashtirildi aloqa jarayoni.
1746 yilda Birmingem, Angliya, Jon Ribuk ishlab chiqarishni boshladi sulfat kislota yilda qo'rg'oshin chiziqli kameralar, ular kuchliroq va arzonroq bo'lib, ularnikidan ancha kattaroq bo'lishi mumkin edi stakan ilgari ishlatilgan idishlar. Bu oltingugurt kislotasi ishlab chiqarishni samarali sanoatlashtirishga imkon berdi va bir necha marta takomillashtirilgan holda bu jarayon deyarli ikki asr davomida ishlab chiqarishning standart usuli bo'lib qoldi. Jarayon shu qadar kuchli ediki, 1946 yilning oxiriga qadar ishlab chiqarilgan oltingugurt kislotasining 25% kamerali jarayonga to'g'ri keldi.[1]
Tarix
Oltingugurt dioksidi bug 'bilan kiritiladi va azot dioksidi choyshab bilan qoplangan katta kameralarga qo'rg'oshin bu erda gazlar suv bilan pastga sepiladi va xona kislotasi (62–70% sulfat kislota ). Oltingugurt dioksidi va azot dioksidi eriydi va taxminan 30 daqiqa davomida oltingugurt dioksidi oksidlanib sulfat kislotaga aylanadi. Azot dioksidining mavjudligi reaktsiyaning o'rtacha tezlikda davom etishi uchun zarurdir. Jarayon juda yuqori ekzotermik, va kameralarning dizayni bo'yicha asosiy e'tibor reaktsiyalarda hosil bo'lgan issiqlikni tarqatish usulini ta'minlashdan iborat edi.
Dastlabki o'simliklarda atrof-muhit havosi bilan sovitilgan juda katta qo'rg'oshinli yog'och to'rtburchaklar kameralar (Faulding box kameralar) ishlatilgan. Ichki qo'rg'oshin qoplamasi korroziy oltingugurt kislotasini o'z ichiga olgan va yog'och xonalarni suv o'tkazmaydigan qilib xizmat qilgan. O'n to'qqizinchi asrning boshlarida bunday o'simliklar bir kilogramm yoqilgan oltingugurtga teng oltingugurt dioksidini qayta ishlash uchun taxminan yarim kubometr hajmni talab qiladi.[iqtibos kerak ] 19-asrning o'rtalarida frantsuz kimyogari Jozef Lui Gay-Lyussak kameralarni toshdan yasalgan qadoqlash tsilindrlari sifatida qayta ishladi. 20-asrda Mills-Packard kameralaridan foydalangan o'simliklar avvalgi dizaynlarni siqib chiqardi. Ushbu kameralar baland konusning silindrlari bo'lib, ular kameraning tashqi yuzasidan oqib tushayotgan suv bilan tashqi tomondan sovutilgan.
Jarayon uchun oltingugurt dioksidi yonish bilan ta'minlandi elementar oltingugurt yoki tomonidan qovurish ning oltingugurt o'z ichiga olgan metall rudalari o'choqdagi havo oqimida. Ishlab chiqarishning dastlabki davrida, azot oksidlari ning parchalanishi natijasida hosil bo'lgan niter kislota ishtirokida yuqori haroratda, ammo bu jarayon asta-sekin havo oksidlanishi bilan almashtirildi ammiak ga azot oksidi katalizator ishtirokida. Azot oksidlarini qayta tiklash va qayta ishlatish kamerali texnologik zavodning ishlashida muhim iqtisodiy ahamiyatga ega bo'ldi.
Reaksiya kameralarida azot oksidi bilan reaksiyaga kirishadi kislorod azot dioksidi ishlab chiqarish uchun. Kameralarning pastki qismidagi suyuqlik suyultiriladi va kameraning yuqori qismiga pompalanadi va mayda tuman ichida pastga purkaladi. Oltingugurt dioksidi va azot dioksidi suyuqlikda so'riladi va reaksiyaga kirishib oltingugurt kislotasi va azot oksidini hosil qiladi. Bo'shashgan azot oksidi suvda ozgina eriydi va azot dioksidini isloh qilish uchun havodagi kislorod bilan reaksiyaga kirishadigan kameradagi gazga qaytadi. Azot oksidlarining bir necha foizini reaksiya suyuqligida ajratib olinadi nitrosilsulfat kislota va kabi azot kislotasi, shuning uchun jarayon davom etar ekan, yangi azot oksidi qo'shilishi kerak. Kamera o'simliklarining keyingi versiyalari kamerali kislotadan azot oksidlarini olish uchun yuqori haroratli Glover minorasini o'z ichiga olgan, kamerali kislota esa 78% H gacha2SO4. Xonalardagi chiqindi gazlar minoraga o'tqazish orqali tozalanadi, bu orqali Glover kislotasining bir qismi singan plitka ustiga oqadi. Azot oksidlari so'rilib nitrosilsulfat kislota hosil bo'ladi va keyinchalik Glover minorasiga azot oksidlarini qaytarib olish uchun qaytariladi.
Reaktsiya kameralarida ishlab chiqariladigan sulfat kislota taxminan 35% konsentratsiyasi bilan cheklanadi. Yuqori konsentratsiyalarda nitrosilsulfat kislota yog'ingarchilik qo'rg'oshin devorlarida "kamera kristallari" shaklida va endi bunga qodir emas kataliz qiling oksidlanish reaktsiyalari.[2]
Kimyo
Oltingugurt dioksidi elementar oltingugurtni yoqish yoki qovurish natijasida hosil bo'ladi pirit rudasi havo oqimida:
- S8 + 8 O2 → 8 SO2
- 4 FeS2 + 11 O2 → 2 Fe2O3 + 8 SO2
Azot oksidlari nitratni sulfat kislota ishtirokida parchalanishi yoki nitrosilsulfat kislota gidrolizidan hosil bo'ladi:
- 2 NaNO3 + H2SO4 → Na2SO4 + H2O + YO'Q + YO'Q2 + O2
- 2 NOHSO4 + H2O → 2 H2SO4 + YO'Q + YO'Q2
Reaktsiya kameralarida oltingugurt dioksidi va azot dioksidi reaktsiya suyuqligida eriydi. Azot dioksidi ishlab chiqarish uchun gidratlanadi azot kislotasi, keyin oltingugurt dioksidini oltingugurt kislotasi va azot oksidiga oksidlaydi. Reaksiyalar yaxshi xarakterlanmagan, ammo ma'lumki, nitrosilsulfat kislota kamida bitta yo'lda oraliq moddadir. Asosiy umumiy reaktsiyalar:
- 2 YO'Q2 + H2O → HNO2 + HNO3
- SO2 (aq) + HNO3 → NOHSO4
- NOHSO4 + HNO2 → H2SO4 + YO'Q2 + YO'Q
- SO2 (aq) + 2 HNO2 → H2SO4 + 2 YO'Q
Azot oksidi reaksiya suyuqligidan chiqib ketadi va keyinchalik molekulyar kislorod bilan azot dioksidga qayta oksidlanadi. Bu jarayonni belgilaydigan umumiy stavka:[3]
- 2 YO'Q + O2 → 2 YO'Q2
Azot oksidlari jarayonda so'riladi va qayta tiklanadi va shu bilan a vazifasini o'taydi katalizator umumiy reaktsiya uchun:
- 2 SO2 + 2 H2O + O2 → 2 H2SO4
Adabiyotlar
Qo'shimcha o'qish
- Derri, Tomas Kingston; Uilyams, Trevor I. (1993). Texnologiyalarning qisqacha tarixi: Eng qadimgi zamonlardan 1900 yil milodiygacha. Nyu-York: Dover.
- Kiefer, Devid M. (2001). "Sulfat kislota: hajmni pompalamoq". Amerika kimyo jamiyati. Olingan 2008-04-21.