Натрий хлоридінің ерітіндісін тазартудың физика-химиялық негізі

Жоспар:

Кіріспе

Натрий хлоридінің ерітіндісін тазартудың физика-химиялық негізі

Абсорбцияның физико химиялық негіздері

Карбонизация процессінің физико химиялық негіздері

Ерітіндіден аммиак пен көміртек диоксидінің регенерациясының физико химиялық негіздері

Қорытынды

Пайдаланылған әдебиеттер тізімі

Кіріспе

Сода өндірісінде аммиак және NaCl-дан 〖HCO_3〗^- иондарының тұздықта 〖NH〗_4 〖HCO〗_3 түрінде және 〖Cl〗^- ионын 〖NH〗_4 Cl түрінде байланыстыру үшін пайдаланылар

NaCl+〖NH〗_4 〖HCO〗_3⇄ Na〖HCO〗_3+〖NH〗_4 Cl

Аммиак соңғы өнімнің- соданың құрамына енбейді, аммоний хлордан регенерацияланған соң тұздықты аммонизациялау процесіне қайтарылады. Аммиактын негізгі ағыны (сода өндірісінде 1 т сола үшін 460 кг құрайтын) дистиляция бөлімінен аммонизациялау стансасына түседі. Онда 〖NH〗_4 Cl және 〖NH〗_4 〖HCO〗_3 тұздарының ыдырауы жүреді.

Олар аналық ерітіндіде және әлсіз сүйықтық құрамында болады. Аммиактың шамалы мөлшері (75 кг/т) карбонизация бөлімінен газбен бірге аммонизация бөліміне түседі және 4 кг/т жақыны барабанда вакуум-сүзгі сорылған ауамен келеді. Бұл газ ағыны құрамында аммиактан басқа көмірқышқыл газы және су буы бар. Яғни, дистиляция газымен 1т содаға есептегенде шамамен 260 кг 〖CO〗_2 140 кг су буы түседі, карбонизация газымен 70 кг 〖CO〗_2 және 40 кг H_2O ваккум-сүзгімен аздаған мөлшер келеді.

Аммиак суда жылуды бөле ыдырайды:

〖NH〗_(3(г))+H_2 O_((c))⇄ 〖NH〗_4 OH_((c))+35,2 кДж (1)

Сулы ерітіндіде гидратталған және гидратталмаған түрдегі аммиак арасында тепе-теңдік құрылады:

〖NH〗_(3(е))+H_2 O_((c))⇄〖NH〗_4 OH_((ер))

〖CO〗_2 суда нашар ериді, сондықтан еріген 〖CO〗_2 гидратациясы жай жүреді. Екінші жағынан еріген гидратталмаған 〖CO〗_2 гидратталмаған еріген 〖NH〗_3 аммиакпен жеңіл әрекеттеседі.

〖〖CO〗_2〗_((ер))+2〖NH〗_(3(ер))⇄〖NH〗_2 〖COONH〗_(4(ер))+68,3 кДж (2)

Бұл реакция аралық сатылар арқылы өтеді

〖CO〗_2+2〖NH〗_3⇄〖NH〗_2 〖COO〗^-+H^+

〖〖NH〗_3〗^++H^+⇄〖〖NH〗_4〗^+

Пайда болған аммоний карбонаты әлсіз қышқылмен негізден тұзы және ерітіндіде гидролизденеді

〖NH〗_2 〖COONH〗_4(р) +H_2 O_((c))⇄〖NH〗_2 〖HCO〗_(3(ер))+〖〖NH〗_3〗_ер-27,6 кДж

Нәтижесінде еріген 〖CO〗_2 гидратталған 〖HCO〗_3^- түрге өтеді. Бірақ карбонаттың гидролизі 〖CO〗_2 гидротациясы сияқты жүреді.

Пайда болған 〖NH〗_2 〖HCO〗_3 және бос аммиак (〖NH〗_3 немесе 〖NH〗_4 OH_((ер))) арасында тепе-теңдік орындайды.

Натрий хлоридін тазартудың физика-химиялық негізі

Сода өндірісінде ерітіндіні әкті-содалы әдіспен тазартады. Бұл жағдайда кальций тұздарын тұндыру үшін сода ,ал магний тұздарын тұндыру үшін әкті суспензия пайдаланылады. Әкті-содалы әдіс ион алмасу реакциясына негізделген,нәтижесінде кальций карбонаты мен магнийдің гидроксиді түзіледі:

〖 Ca〗^(2+)+〖CO〗_3^(2-)⇄〖CaCO〗_3 〖Mg〗^(2+)+〖2OH〗^-⇄〖Mg(OH)〗_2

Ерітіндідегі кальций және магний иондарының толық бөлінуі,тазалау дәрежесі, 〖CaCO〗_3 және 〖Mg(OH)〗_2-тің натрий хлоридіндегі ерігіштігімен анықталады. Қосымша параметрлерге, шламдағы 〖Ca〗^(2+) және 〖Mg〗^(2+) иондарының толық бөлінуімен сипатталады, pH мәніне тең болуы да мүмкін, бұл тазалау үдерісіне арналған автоматты басқару жүйесін құру кезінде маңызды. Жұмыс барысында көрсетілгендей, ерітіндіден магнидің толық бөлінуі үшін, тазаланған ерітіндінің pH көрсеткіші 10,78-ден төмен болмауы қажет, бұл тұзды ерітіндіде ОН-иондарының құрамына сәйкес келетін 0,05 н.д. Бірақ бұл pH көрсеткіші ерітіндіден кальцидің толық бөлінуін қамтамсыз ете алмайды,тазаланған ерітіндідегі көрсеткіші 0,2-0,3 н.д.