Технологія і природа

Бруд і антігрязь

ІСТОРІЯ ПРО ТЕ, ЯК КИСЛІ ГУДРОНИ З ВІДХОДІВ НАФТОПЕРЕРОБКИ І ЗАБРУДНЮВАЧІВ атмосфери ПЕРЕТВОРИЛИСЯ В ЗАСІБ ЗАХИСТУ НАВКОЛИШНЬОГО СЕРЕДОВИЩА

Кандидат хімічних наук А. І. НЕХАЄВ

Справедливо помічено: в хімії немає бруду; бруд - це речовина, найчастіше суміш речовин, не на своєму місці. Історія кислих гудронів - досить масових, на жаль, продуктів нафтопереробки - ще одне тому підтвердження. Чому «на жаль», зрозумієте трохи пізніше, так само як і дізнаєтеся (хто не знає), що за птиця така ці кислі гудрони. Аж ніяк не синій птах щастя, скоріше - чорна ...

Почнемо ж наша розповідь з речовини, незрівнянно більш популярного, ніж всі гудрони разом узяті. Алхіміки називали його купоросним маслом - ми називаємо сірчаною кислотою.

НАВІЩО Нафтохімік Сірчана кислота

Ця кислота - речовина не тільки надзвичайно популярне, але і надзвичайно важливе. Недарма обсяг її виробництва служить одним з показників економічного потенціалу країни.

Найбільше сірчаної кислоти зараз витрачають на виробництво мінеральних добрив, але майже настільки ж необхідна вона всім іншим підгалузей хімічної промисловості. І не тільки хімічної: без сірчаної кислоти не обходяться металообробка, текстильна, шкіряна, харчова галузі. Нафтопереробка і нафтохімія не стали винятком: вони споживають сірчану кислоту в досить великих масштабах і для різних цілей. Ось кілька прикладів.

Найпоширеніші зараз синтетичні миючі засоби (CMC) - аміноактівние. Це означає, що їх діючий початок укладено в аніоні - найчастіше в аніоні складу HSO 3 -, що прийшов в CMC з сірчаної кислоти, найдешевшої і доступною. Наприклад, касторове масло під дією сірчаної кислоти з речовини, що залишає плями, перетворюється в миючий засіб. У наш час, щоб отримати високоякісні CMC, зазвичай сульфируют не природне, а синтетичне сировину (алкілбензоли), а найдешевші CMC для технічних потреб отримували і отримують сульфуванням гасових і газойльових фракцій нафти.

Інший приклад. Приблизно п'ята частина всієї продукції нафтохімії припадає на спирти. Найпоширеніший спосіб отримання спиртів, в тому числі етилового, - сернокислотная гідратація олефінів. для якої знову ж потрібна сірчана кислота. Ще приклад. Сучасний автомобільний двигун, розрахований на високооктановий бензин. Класичний антидетонатор тетраетилсвинець стає персоною «нон грата», оскільки він отруює атмосферу. В наші дні підвищити октанове число бензину прагнуть за допомогою процесів алкі- воджується. В результаті цих процесів виходять розгалужені вуглеводневі молекули. Їх і додають в бензин, щоб підвищити його октанове число, а каталізатор алкіліроваіня - все та ж сірчана кислота ... Не будемо про за незначністю - незначущістю масштабів споживання - інші випадки використання сірчаної кислоти як каталізатора нафтохімічних процесів. Незрівнянно більше її використовують для очищення нафтопродуктів: палив, масел, парафіну. Кислота видаляє з нафти ненасичені і ароматичні вуглеводні, смолисті речовини, сірчисті і азотисті сполуки - все те, що знижує стійкість палив і олив при зберіганні, погіршує їх експлуатаційні якості, запах, колір. Очищення нафтопродуктів сірчаною кислотою - найстаріший і технологічно найпростіший спосіб. Але в той же час це і відсталий спосіб: великі втрати цінних компонентів нафти, кислота роз'їдає апаратуру, а головне утворення великої кількості відходів, які в сукупності і називають кислими гудронами. Через це сернокислотниє методи очищення зараз витіснені (але не до кінця) більш досконалими, такими, як гідроочищення палив або обробка масел розчинниками вибіркової дії. Близько 90% світового виробництва масел тепер обробляють саме так. Однак згадаємо про величезні масштаби виробництва: за десятьма залишилися відсотками криються тисячі тонн H 2 SO 4. Очищення найцінніших масел - гідравлічних, вакуумних, електроізоляційних - як і раніше довіряють тільки сірчаної кислоти.

Таким чином, позиції сірчаної кислоти в нафтопереробці і нафтохімії залишаються досить міцними. А раз так, то продовжує зростати кількість кислих гудронів.

ДОЛЯ ВІДХОДІВ

Чорна в'язка маса, в складі якої до 70% H 2 SO 4 плюс вихідні органічні сполуки, алкілсерние кислоти та інші продукти сульфирования, плюс смоли і полімери, - все це і є кислі гудрони. Їх компоненти частково хімічно пов'язані, частково просто перемішані, розділити їх надзвичайно складно.

Як відомо, ступінь використання відходів виробництва служить показником розвитку галузі, мірилом культури виробництва. Утилізація кислих гудронів до останнього часу вважалася справою безнадійною. Скинути ці відходи в ріки не можна навіть після ретельної нейтралізації: вони розкладаються повільно і довго. Найпростіше спалити злощасний кислий гудрон, попередньо розчинивши його, скажімо, в котельному паливі. Але і це не вихід: утворюються димові гази зі значним вмістом SO 2, і в цьому випадку вплив кислих гудронів на біосферу буде сильно негативним.

Ось чому протягом багатьох десятиліть кислі гудрони зливали в величезні ставки-накопичувачі. Чи потрібно говорити, що і самі ці ставки, і їх найближчі околиці мертві. «До нього і птиця не летить, і звір не йде, лише вихор чорний ...» далеко розносить різкий запах сірчистого газу упереміш з не менш «ароматичної» органікою. Це поступово розкладаються кислі гудрони в ставках-накопичувачах.

Не можна було довше миритися ні з безповоротною втратою кислоти і органічної маси, ні тим більше з забрудненням навколишнього середовища. Сірчана кислота протягом багатьох років успішно очищала багато продуктів. Тепер постало питання про те. щоб очистити її саме і при цьому отримати дохід від відходів.

Природний хід: щоб якось утилізувати кислі гудрони, потрібно перш за все розділити їх хоча б на дві головні складові частини - органіку і сірчану кислоту. Найпростішим інструментом такого поділу може бути водяна пара. Оброблена їм суміш розшаровується. Верхній шар - органіка зі слідами кислоти, нижній - чорна розбавлена \u200b\u200bкислота. Відпрацьовану кислоту можна або концентрувати, або використовувати там, де може впоратися і слабка кислота, наприклад у виробництві сульфату амонію або суперфосфату, в шкіряній промисловості або для знесолення солонцюватих ґрунтів.

Вибір порівняно невеликий, тим більше що кожен із перелічених виробництв воліє кислоту хоча б технічно чисту ... На концентровану H 2 SO 4 попит більше, але видалити з кислоти надлишкову воду непросто. Продуктивність невисока, апаратура кородує, а головне треба попередньо прибрати залишки органічних речовин, які при упарюванні розкладають до 40% кислоти. Ось і виходить, що овчинка вичинки не варта.

Але немає лиха без добра. Термічний розклад брудної кислоти виявилося вигідним варіантом. Сірчана кислота розщеплюється, «щоб вмираючи, втілитися» в ту ж сірчану кислоту. Продукт розкладання - сірчистий газ - потрібен і для виділення целюлози з деревної тріски, і як консервуючий агент при зберіганні фруктів, і - найголовніше - SO 2 йде на отримання сірчаної кислоти. Міцної, чистої, придатної для будь-яких справ.

А ось на що придатна друга складова кислих гудронів - чорна "в'язка" органіка? Її можна було б спалювати як котельне паливо. Але це буде погане паливо: в ньому досить багато сірки, до того ж від- нього швидко закоксовуються форсунки. Можна при нагріванні обробити органічну частину кислого гудрону повітрям і тим самим перетворити її в бітум. Бітум першим з нафтопродуктів потрапив в руки людини (ще за 3800 років до нашої ери!). З давніх-давен в будівництві, медицині та при муміфікації трупів використовували його водонепроникність, в'яжучі та антисептичні властивості. Сьогодні колосальні маси бітуму йдуть на будівництво будівель і доріг, на захист металевих конструкцій від корозії. Попит на бітум перевищує пропозицію. Отримувати його з кислого гудрону двічі корисно: вреднейшая бруд перетворюється в потрібний продукт ...

Журнал "Хімія і життя" №10 за 1978 рік.

Опис презентації по окремим слайдів:

1 слайд

Опис слайда:

2 слайд

Опис слайда:

Азотна кислота. Азотна кислота - НNO3, кисневмісна, одноосновная, сильна кислота. Тверда азотна кислота утворює дві кристалічні модифікації з моноклінної і ромбічної гратами. Азотна кислота змішується з водою в будь-яких співвідношеннях. У водних розчинах вона практично повністю дисоціює на іони. Утворює з водою азеотропную суміш з концентрацій 68.4% і tкіп120 ° C при 1 атм. Відомі два твердих гідрату: моногідрат (HNO3 · H2O) і тригідрат (HNO3 · 3H2O).

3 слайд

Опис слайда:

4 слайд

Опис слайда:

Властивості. Висококонцентрована HNO3 має зазвичай бурого забарвлення внаслідок того, що відбувається на світлі процесу розкладання: 4HNO3 \u003d 4NO2 + 2H2O + O2 Так само розпадається HNO3 і при нагріванні. Азотну кислоту можна переганяти (без розкладання) тільки при зниженому тиску (зазначена вище т. Кип. При атмосферному тиску знайдена екстраполяцією).

5 слайд

Опис слайда:

Азотна кислота є сильним окислювачем, концентрована азотна кислота окисляє сірку до сірчаної, а фосфор - до фосфорної кислот, деякі органічні сполуки (наприклад аміни і гідразину, скипидар) самовоспламеняются при контакті з концентрованою азотною кислотою. Золото, деякі метали платинової групи і тантал інертні по відношенню до азотної кислоти у всьому діапазоні концентрацій, інші метали реагують з нею, хід реакції при цьому визначається її умовами. Так, концентрована азотна кислота реагує з міддю з утворенням діоксиду азоту, а розбавлена \u200b\u200b- оксиду азоту (II): Cu + 4HNO3 → Cu (NO3) 2 + 2NO2 + 2H2O 3Cu + 8HNO3 → 3Cu (NO3) 2 + 2NO + 4H2O

6 слайд

Опис слайда:

Більшість металів реагують з азотною кислотою з виділенням оксидів азоту в різних ступенях окислення або їх сумішей, розбавлена \u200b\u200bазотна кислота при реакції з активними металами може реагувати з виділенням водню і відновленням нітрат-іона до аміаку. Деякі метали (залізо, хром, алюміній), що реагують з розведеною азотною кислотою, пасивуються концентрованою азотною кислотою і стійкі до її впливу. Суміш азотної та сірчаної кислот носить назву «меланж». Азотна кислота широко використовується для отримання нітросполук. Суміш трьох обсягів соляною кислотою і одного об'єму азотної називається «царської горілкою», яка розчиняє більшість металів, в тому числі і золото. Її сильні окислювальні здібності обумовлені утворюється хлором: 3HCl + HNO3 \u003d NOCl + Cl2 + 2H2O

7 слайд

Опис слайда:

Солі азотної кислоти - нітрати Азотна кислота утворює солі - нітрати. З давніх часів ці солі називали селітрами. Таку назву солей збереглося до теперішнього часу. У магазинах для дачників можна зустріти мінеральні добрива з назвами "натрієва, або чилійська селітра" (це нітрат натрію NaNO3), "калійна, або індійська селітра" (нітрат калію KNO3). Ці солі - хороші добрива. Нітрати отримують різними способами з азотної кислоти. Наприклад, при взаємодії азотної кислоти з металами, з оксидами металів з основним характером, з підставами.

8 слайд

Опис слайда:

HNO3 - сильна кислота. Її солі - нітрати - отримують дією HNO3 на метали, оксиди, гідроксиди або карбонати. Всі нітрати добре розчиняються у воді. Їх розчини мають незначними окисними властивостями. При нагріванні нітрати розкладаються, нітрати лужних металів перетворюються в нітрити: 2KNO3 \u003d 2KNO2 + O2 Солі інших металів утворюють оксиди: 2Cd (NO3) 3 \u003d 2CdO + 4NO2 + O2 При розкладанні нітратів металів, оксиди яких нестабільні, виділяється вільний метал: 2AgNO3 \u003d 2Ag + 2NO2 + O2

9 слайд

Опис слайда:

Цинк і алюміній в лужному розчині відновлюють нітрати до NH3: 3KNO3 + 8Аl + 5КОН + 18H2O \u003d 3NH3 + 8К [Аl (ОН) 4] Солі азотної кислоти - нітрати - широко використовуються як добрива. При цьому практично всі нітрати добре розчиняються у воді. Тому у вигляді мінералів їх природі надзвичайно мало; виняток становлять чилійська (натрієва) селітра і індійська селітра (нітрат калію). Більшість нітратів отримують штучно. З азотною кислотою не реагують скло, фторопласт-4.

10 слайд

Опис слайда:

Історичні відомості Методика отримання розведеної азотної кислоти шляхом сухої перегонки селітри з галуном і мідним купоросом була, по видимому, вперше описана трактатах Джабіра (Гебера в латинізованих перекладах) в VIII столітті. Цей метод з тими чи іншими модифікаціями, найбільш істотною з яких була заміна мідного купоросу залізним, застосовувався в європейській і арабської алхімії аж до XVII століття. У XVII столітті Глаубер запропонував метод отримання летючих кислот реакцією їх солей з концентрованою сірчаною кислотою, в тому числі і азотної кислоти з калійної селітри, що дозволило ввести в хімічну практику концентровану азотну кислоту і вивчити її властивості. Метод Глаубера застосовувався до початку XX століття, причому єдиною суттєвою модифікацією його виявилася заміна калійної селітри на більш дешеву натрієву (чилійську) селітру.

11 слайд

Опис слайда:

Історичні відомості. Методика отримання розведеної азотної кислоти шляхом сухої перегонки селітри з галуном і мідним купоросом була, по видимому, вперше описана трактатах Джабіра (Гебера в латинізованих перекладах) в VIII столітті. Цей метод з тими чи іншими модифікаціями, найбільш істотною з яких була заміна мідного купоросу залізним, застосовувався в європейській і арабської алхімії аж до XVII століття. У XVII столітті Глаубер запропонував метод отримання летючих кислот реакцією їх солей з концентрованою сірчаною кислотою, в тому числі і азотної кислоти з калійної селітри, що дозволило ввести в хімічну практику концентровану азотну кислоту і вивчити її властивості. Метод Глаубера застосовувався до початку XX століття, причому єдиною суттєвою модифікацією його виявилася заміна калійної селітри на більш дешеву натрієву (чилійську) селітру.

Належить до одноосновними препаратів слабкої дії. Характеризується відсутністю кольору і різким запахом. Препарат гігроскопічний, відрізняється здатністю вступати в реакцію з багатьма видами розчинників і добре з'єднується з органічними речовинами і газами. При взаємодії з активними металами утворює солі, а при зниженні температури до -16 ° C перетворюється в кристалічну масу.

Способи та методи отримання

Промисловий спосіб створення оцтової кислоти являє собою застосування каталізаторів при кисневому окисленні оцтового альдегіду. Процес відбувається при високих значеннях тиску і температури. Залежно від технології можуть бути використані марганцеві, родієві або кобальтові каталізатори. Для харчової промисловості у виробництві оцтової кислоти застосовують біокаталітичний метод з використанням ферментів уксусно-кислих бактерій і рідин з вмістом етанолу.

Речовина була відкрито в далекій давнині завдяки порушенню технології виноробства. Утворився в скисле вини оцту було знайдено застосування в побуті, і кислоту стали використовувати як приправу до їжі, лікарський засіб і органічний розчинник.

Цікаві історичні факти, пов'язані з органічними кислотами: У 1714 р за указом Петра I в Петербурзі було закладено аптекарський сад. Там вирощували лікарські рослини, забезпечуючи ними аптеки або переробляючи їх на ліки. Так ось, листя одного з таких рослин, поміщені в молоко, оберігають його від скисання. Свіже м'ясо і риба, перекладені цією рослиною, довше зберігаються. З його коренів можна отримати жовтий барвник. З волокон можна виготовити мережі, що не гниють у воді. Листя - невичерпна основа для фантазії господині з приготування здорової та корисної їжі. Ми знаємо цю рослину за казкою Андерсена. Особистий досвід спілкування з цією рослиною здатний довести до сліз. Нарешті, ця рослина дізнаються навіть сліпі. Це - ... Назвіть цю рослину!

Розміри: 960 х 720 пікселів, формат: jpg. Щоб безкоштовно завантажити картинку для уроку хімії, клацніть по зображенню правою кнопкою мишки і натисніть «Зберегти зображення як ...». Для показу картинок на уроці Ви також можете безкоштовно скачати презентацію «Карбонові кислоти та їх свойства.pptx» цілком з усіма картинками в zip-архіві. Розмір архіву - 519 КБ.

карбонові кислоти

«Хімічні властивості карбонових кислот» - Назва карбонових кислот. Будова карбоксильної групи. Формули карбонових кислот. Завдання. Хімічні властивості карбонових кислот. Функціональна група. Карбонові кислоти. Саліцилова кислота. Хімічні властивості. Тривіальні назву карбонових кислот. Загальні властивості карбонових кислот. Дорога до знання.

«Приклади карбонових кислот» - Мурашина кислота. Оцтова кислота. Валеріанова кислота. Хімічні властивості карбонових кислот. Стеаринова кислота. Вивчити будову. Утворюють ефіри. Лимонна кислота. Карбонові кислоти. Кислоти. Індикатор. Це органічні речовини. Класифікація карбонових кислот. Щавелева кислота.

«Карбонові кислоти та їх властивості» - Цікаві історичні факти, пов'язані з органічними кислотами. Класифікація. Алгоритм запису формул карбонових кислот. Метілпентановая кислота. Структурна формула карбоксильної групи. Яка з кислот сильніше. Назви кислоти. Карбонові кислоти. Метанова або оцтова кислота. Фізичні властивості карбонових кислот.

«Граничні одноосновні карбонові кислоти» - Одноосновні карбонові кислоти. Фізичні властивості. Будова і номенклатура граничних карбонових кислот. Карбонові кислоти. Атом вуглецю. Граничні одноосновні карбонові кислоти. Газоподібні речовини. Види ізомерії. Історія відкриття. Мурашина кислота. Назвіть карбонові кислоти. Тривіальні назви.

«Граничні карбонові кислоти» - Повторіть визначення карбонових кислот. Номенклатура складних ефірів. Ацетат міді. Ізобутілацетат. Виберіть формулу карбонової кислоти. Атом вуглецю. Кросворд по карбоновим кислотам. Тривіальні назви. Хімічні властивості карбонових кислот. Етан. Отримання карбонових кислот. Завдання для самоконтролю.

«Класи карбонових кислот» - Гомологічний ряд кислот. Яблучна кислота. Класифікація карбонових кислот за характером вуглеводневої радикала. Функціональна група. Отримання карбонових кислот. Застосування карбонових кислот. Ізомерія карбонових кислот. Класифікація карбонових кислот. Представники одноосновних карбонових кислот.

Всього в темі 19 презентацій

Сучасна хімія - це наука, яка оперує великим числом реагентів. Це можуть бути солі, реагенти, луги. Але найчисленніша група - кислоти. Це складні сполуки, засновані на водні. При цьому, сторонні атоми тут можуть замінюватися атомами металу. Використовуються кислоти в самих різних галузях людської життєдіяльності. Наприклад, в медицині, харчовій промисловості, при виробництві товарів побутового призначення. Саме тому слід особливо ретельно вивчати цю групу реагентів.

Основні відомості про азотній кислоті

Це сильний реактив, який відноситься до розряду односкладних кислот. На вигляд це звичайна прозора рідина. Часом відзначається наявність жовтуватого відтінку. Пов'язано це з тим, що при теплій температурі на поверхні накопичується оксид азоту. Діоксид азоту також може проявитися у вигляді бурого осаду. Але відбувається це під сонячними променями. При будь-яких контактах з повітрям кислота починає сильно диміти. Крім того, нормально вступає в реакції з металами. Відмінно розчиняється в воді, а ось у випадку з ефіром є ряд обмежень.

Які форми випуску існують? Всього поділяють дві - звичайна (концентрація 65-68%) і димна (не менше 85%). При цьому, колір диму може сильно відрізнятися. Якщо концентрація становить 86-95%, то він білий. Процентовка вище? Тоді ви побачите червоний колір.

процес отримання

Сьогодні він не відрізняється як у випадку з сильною, так і слабкою концентрацією. Його можна розділити на кілька етапів.

Відбувається кристалічна окислення синтетика аміаку.
Необхідно дочекатися, коли утворюються нітрозні гази.
Вся вода, що була в складі, вбирається.
На завершальному етапі необхідно дочекатися, поки кислота досягне необхідної концентрації.

Як відбувається зберігання і транспортування?

Даний реагент не відноситься до розряду особливо агресивних. Тому і вимог до зберігання і транспортування не так вже й багато. Тримати кислоту потрібно в герметичних ємностях, виконаних з алюмінію або ж хромової сталі. Також підійде лабораторне скло. Що стосується резервуарів, то на них повинна бути позначка «Небезпечно». Це ж стосується і маленьких тар.

Правила використання елементів

Даний хімічний реактив відноситься до сильних кислот. Він має III клас небезпеки. Ті особи, які допускаються до роботи з цією речовиною, повинні пройти відповідний інструктаж. У приміщенні необхідно перебувати в спеціальному одязі. Вона включає в себе комбінезон, рукавиці, респіратори, окуляри. Необхідні індивідуальні засоби захисту органів дихання та зору. Наслідки при недотриманні вимог безпеки можуть бути серйозними. Якщо кислота потрапить на шкіру, то приведе до утворення опіків і виразок. Вдихнете її? Тоді сильно отруїтися або навіть отримаєте набряк легенів. Так що в лабораторіях необхідно організовувати постійний контроль, просити співробітників проходити інструктаж щодо заходів безпеки.

Де застосовується азотна кислота?

Завдяки своїм хімічним властивостям, дана кислота застосовується в багатьох галузях. Окремо слід виділити кілька. В першу чергу це промисловість. За допомогою неї можна запросто синтезувати штучне волокно. Крім того, часто азотна кислота - це основний компонент при виготовленні моторного масла. Напевно ви знаєте, що вона використовується в металургії. За допомогою неї можна розчиняти і труїти метали. Існує спеціальна промислова азотна кислота, яка краще справляється з рішенням описаних задач.

Застосування в побуті

З неї виготовляють засоби, що дозволяють ефективно очистити ювелірні прикраси в домашніх умовах. Але потрібно бути вкрай обережним, не допускати контактів даних коштів зі шкірою. При краплинному поливі азотну кислоту можна застосувати в якості очищувача. Концентрації в 60% буде достатньо для того, щоб позбутися від солей або розчинити осад в крапельної системі.

Яке застосування в медицині?

Якщо ви подивіться на склад деяких медичних засобів, то побачите, що там міститься азотна кислота. Наприклад, 30% -ва використовується для боротьби з бородавками. Також часто даний компонент додають в засоби по боротьбі з виразковими хворобами. Це відмінний антисептик, що володіє терпкими властивостями.

Використання в сільському господарстві

Агрономам необхідні мінеральні добрива для того, щоб зробити урожай багатшим. У складі деяких з них можна відшукати азотну кислоту. Але необхідно чітко розраховувати дозу для того, щоб отримані овочі і фрукти не завдали ніякої шкоди здоров'ю. Якщо кислоти буде занадто багато, то в культурах будуть накопичуватися нітрати. Можна виділити кілька видів добрив на основі кислоти: амідні, аміачні, нітратні.

Але даний реагент має солі, які в сільському господарстві використовуються навіть частіше. Їх додають в деякі лікарські препарати, які дають тваринам.

Що можна сказати в ув'язненні?

Як бачите, азотна кислота - це дуже важливий компонент, що застосовується у величезній кількості галузей. Без неї неможливо було б уявити сучасне життя. А хіміки на регулярній основі придумують, де ще можна використовувати даний реагент.

Вконтакте