Өнеркәсіптік процес

​Өнеркәсіптік процестердегі химиялық тепе-теңдік

​Аммиакты өнеркәсіпте азотсутекті қоспадан синтездейді.

N₂ + 3H₂ ↔ 2NH₃                ΔH° = –92,4 кДж

Сутек пен азоттан аммиакты синтездеу реакциясы қайтымды, экзотермиялық, көлемнің кемуімен жүреді. Ле Шателье-Браун принципі бойынша, тепе теңдікті реакциядан кейін өнім алу жағына қарай ығыстыру үшін температураны төмендетіп, қысымды жоғарылату керек. Бірақ төменгі температурада реакция өте баяу жүреді және аммиак өнімі аз болады.

Температураны 500°C, қысым 200 атм және катализатор қатысында аммиактың синтез реакциясын жоғары қарқында жүруіне мүмкіндік туды. 1918 жылы бұл мәселені шешкен Фриц Габер Нобель сыйлығын иеленді.

​Тәжірибе жүзінде аммиакты өндіріс жағдайында синтездеу реакциясын неміс инженері Карлу Бош сәтті іске асырды. 1931 ж. осы еңбектері үшін Карл Бош және Фридрих Бергиус Нобель сыйлығын алды.

Атмосфералық ауаны –200°С дейін салқындатып және басқа қоспалардан айдау арқылы азотты бөліп алады.

Метанға, газдарға бай тас көмірді және мұнайды өндіру кезіндегі пайда болған табиғи жанғыш газдардан сутекті алады.

Бір көлем азот пен үш көлем сутек компрессорда қысылады, одан әрі қарай қыздырылған көмір толтырылған сүзгі мен май бөлгішке жібереді. Тазартылған қоспа синтез бағанасына ығысады.

​Синтез бағанасында түтікшелі жылу алмастырғыш орналасқан, оның ішінен әрекеттескен газдар қоспасы өтіп, ал азот-сутек қоспасы түтікшелі жылу алмастырғыш аралығынан өтеді. Осылай екi жалпы технологиялық ұстанымдарды жүзеге асырылады: қарсы ағын принципі және реакция жылуын кәдеге жарату принципі.

Құрамында 20-30% аммиак бар араласқан қоспаны түтікшелі тоңазытқышқа бағыттайды, онда қысым арқылы сығылады. Сұйық аммиак жинаққа жиналады. Азот пен сутектің толықтай аммиакқа айналуы мүмкін емес, сондықтан бұл процес тұйық айналымдағы құрылғыда жүргізіледі. Жалпы технологиялық принцип арқасында азот-сутек қоспасын қолдану айналымын алу 98%-ға дейін жетеді.

​Азот қышқылын өндіру. Азот қышқылын өндіруде мөлшері жағынан күкірт қышқылынан кейін екінші орында.

Азот қышқылының 70-80%-ы минералды тыңайтқыштарды өндіруге жұмсалынады. Оны жарылғыш заттарды алуға қолданады, органикалық синтез өнеркәсібінде кеңінен пайдаланады.

Азот қышқылын өндіру үш сатыдан тұрады:

азот монооксидін алу;

азот монооксидінің диоксидке тотығуы;

азот диоксидінің сумен реакциясы.

Азот монооксидін тек қана синтетикалық аммиактан алады.

4NH₃ + 5O₂ = 4NO + 6H₂O ΔH° = –907,3 кДж

​Екінші сатыда азот қышқылын өндіру үшін келесі процесс жүреді:

2NO + O₂ ↔ 2NO₂ ΔH° = –114 кДж

Үшінші саты – артық мөлшердегі оттектің қатысында азот диоксиді сумен жұтылады:

4NO₂ + 2H₂O + O₂ ↔ 4HNO₃ ΔH° = –101 кДж

Төменгі температурадағы қысымда абсорбция процесін жүргізу, ол газдың сұйықпен толық байланысын қамтамасыз етеді және азот қышқылының жылдамдығын жоғарылатады.

Multiple Choice

Тәжірибе жүзінде аммиакты өндіріс жағдайында синтездеу реакциясын жүзеге асырған ғалым?

• Карлу Бош

• Зинин

• Ле-Шателье

• Кучеров

Multiple Choice

Температураны 500°C, қысым 200 атм және катализатор қатысында аммиактың синтез реакциясын ашқаны үшін  1918 жылы Нобель сыйлығын алған ғалым?

• Шателье

• Ле-Шателье

• Фриц Габер

• Карл Буш

Multiple Choice

Қысымды арттырғанда тепе-теңдік көлемі аз заттар түзілу бағытына, ал қысымды төмендеткенде көлем ұлғаятын реакция бағытына ығысады.

• Дұрыс

• Бұрыс

Multiple Choice

Температураны көтеру тепе-теңдікті эндотермиялық, ал температураны  төмендету экзотермиялық реакция бағытына ығыстырады.

• Бұрыс

• Дұрыс

Multiple Choice

Химиялық тепе-теңдікке әсер етпейтін фактор:

• катализатор

• қысым

• температура

• концентрация

Multiple Choice

Температураның төмендеуі жүйедегі тепе-теңдікті ығыстырады: [1]

Н₂S (г) ↔ Н₂(г) + S(қ) – Q

• өзгермейді

• оңға ығысады

• солға ығысады

• тепе-теңдік бұзылады

Multiple Choice

Сутек пен азоттан аммиакты синтездеу реакциясы

• қайтымды, экзотермиялық

• қайтымсыз, экзотермиялық

• қайтымды, эндотермиялық

• тепе-теңдік

Multiple Choice

Атмосфералық ауаны –200°С дейін салқындатып және басқа қоспалардан айдау арқылы ... бөліп алады.

• азотты

• оттекті

• сутекті

• ауаны

Multiple Choice

Өткір иісті, түссіз газ. Ауадан 1,7 есе жеңіл. Суда жақсы ериді. Судағы ерітіндісі мүсәтір спирті немесе аммиак суы деп аталады.

• Аммиак - NH3

• Аммиак - NH2

• Амин тобы - NH

• Метан - СН4

Multiple Choice

Химиялық реакция жылдамдығын қарастыратын химия бөлімі?

• Кинетика

• химиялық тепе-теңдік

• термохимия