Download miễn phí Đồ án Phân xưởng sản xuất β- Naphtol
Trang
Phần Mở Đầu 3
CHƯƠNG I: - NAPHTOL: TÍNH CHẤT, PHƯƠNG PHÁP SẢN XUẤT VÀ ỨNG DỤNG. 4
I.1: Các tính chất vật lý và hoá học của -naphtol 4
I.1.1: Các tính chất vật lý 4
I.1.2: Tính chất hoá học 5
I.1.2.1: Hoá tính của nhóm hydroxyl 5
I.1.2.2: Hoá tính của nhân benzen 6
I.2. Các phương pháp sản xuất - naphtol 9
I.2.1. Phương pháp nóng chảy kiềm dẫn xuất - naphtalen sunfonic axít (phương pháp sunfo hoá ) 9
I.2.1.1.Sản xuất - naphtalen sunfonic axít . 9
I.2.1.2. Nóng chảy kiềm dẫn xuất -naphtalen sunfonic axít 10
I.2.2: Phương pháp sản xuất từ muối - naphtalen sunfonat natri. 12
I.2.3. Phương pháp thuỷ phân clo naphtalen 13
I.3. Ứng dụng của - naphtol 14
CHƯƠNG II: SẢN XUẤT -NAPHTOL BẰNG PHƯƠNG PHÁP SUNFO HOÁ 17
II.1: Phương pháp sunfo hoá 17
II.1.1: Giai đoạn sunfo hoá 17
II.1.2. Giai đoạn thuỷ phân 27
II.1.3. Giai đoạn trung hoà
II.1.4. Giai đoạn nóng chảy kiềm 30
II.1.5. Giai đoạn axit hoá 33
II.2. Thuyết minh dây chuyền sản xuất 33
CHUƠNG III: NGUYÊN LIỆU CHO QUÁ TRÌNH SUNFO HOÁ 37
SẢN XUẤT β- NAPHTOL 37
III.1. Naphtalen 37
III.1.1. Tính chất vật lý và hoá học của naphtalen 37
III.1.2. Sản xuất Naphtalen 42
II.1.3. Các ứng dụng của Naphtalen . 43
II.2. Axit sunfuric (H2SO4) 46
II.2.1.Tính chất vật lý 46
II.2.2. Tính chất hoá học 46
III.2.2. Sản xuất axit sunfuric 47
III.3 Hydro xit natri (NaOH) 49
III.3.1. Tính chất vật lí và hoá học 49
III.3.2. Sản xuất natri hydroxit 49
III.4. Natriclorua (NaCl) 50
III.4.1 tính chất vật lí và hoá học của NaCl 50
III.4.2 sản xuất NaCl 50
III.5 Natricacbonat (Na2CO3) 50
III.5.1. Tính chất vật lí và hoá học của Na2CO3 50
III.5.2. Sản xuất Na2CO3 51
III.6. Anhydric sunfurơ SO2 51
III.6.1. Tính chất vật lí và hoá học của SO2 52
III.6.2. Sản xuất SO2 52
Để tải tài liệu này, vui lòng Trả lời bài viết, Mods sẽ gửi Link download cho bạn ngay qua hòm tin nhắn.
Ketnooi -
You must be registered for see links
Ai cần tài liệu gì mà không tìm thấy ở Ketnooi, đăng yêu cầu down tại đây nhé:
Nhận download tài liệu miễn phí
Tóm tắt nội dung tài liệu:
25% và 65%. Hai loại ôleum này ở điều kiện thường có dạng lỏng nên rất dễ sử dụng. Phản ứng sunfo hoá bằng ôleum được biễu diễn như sau:
+ SO3
- Ankyl hoá
Naphtalen có thể tham gia phản ứng ankyl hoá dưới tác dụng của xúc tác Fridel-Crafs hay xúc tác với axit mạnh ở nhiệt độ cao với Ankyl halogen,ancol, ôlefin với sự ưu tiên tạo thành dẫn xuất -ankyl naphtalen
AlCl3
CH3
+ CH3Cl + HCl
- Axyl hoá
Phản ứng axyl hoá naphtalen sẽ cho một hỗn hợp thế -axyl naphtalen và -axyl naphtalen , tỷ lệ của chúng tuỳ từng trường hợp dung môi sử dụng:
O
O
C
CCl4
AlCl3
CH3
CH3
O
C
CH3
Cl
+
+
C
(25%)
(75%)
O
CH3
C
O
CH3
Cl
+
C6H5NO2
AlCl3
C
b) Phản ứng khử : Naphtalen có thể bị khử bởi Na trong rượu hay Na trong NH3 lỏng tạo ra 1,4 dihydrô naphtalen
Na
NH3 lỏng, C2H5OH
(1, 4 đihdro naphtalen)
c) Phản ứng oxy hoá
-Khi oxy hoá naphtalen trong pha lỏng tuỳ từng trường hợp tác nhân oxy hoá khác nhau mà thu được hay 1,4 naphtoquinon hay axit phtalic
COOH
O
COOH
O
(1, 4 naphtoquinon)
(Axit phtalic)
-Khi oxy hoá naphtalen trong pha khí với không khí và sử dụng xúc tác vanadipentoxyt (V2O5) ta sẽ nhận được axit phtalic, axit này dễ dàng bị dehydrat hoá cho ta anhydrit phthalic- một nguyên liệu quan trọng của công nghiệp sơn và chất dẻo
O
+ CO2 + H2O
+ 4O2
V2O5
100oC
C
O
C
+
O
(anhydrit phthalic)
d) Phản ứng cộng
Khử Naphtalen trong nồi cao áp ở nhiệt độ cao và có Ni bột làm chất xúc tác, cũng tuỳ từng trường hợp vào điều kiện phản ứng mà thu được các sản phẩm di hydrô, tetra hydrô(tetralin) và deca hydrô naphtalen (decalin) được sử dụng nhiều trong công nghiệp; là phụ gia cho xăng xe máy, dùng làm dung môi
Ni
H2, P, to
Decalin
III.1.2. Sản xuất Naphtalen [1].
Nguyên liệu chủ yếu của quá trình sản xuất naphtalen là nhựa than đá, phần cặn của quá trình sản xuất cốc với hàm lượng naphtalen khoảng 10%. Người ta chưng cất phân đoạn có nhiệt độ sôi từ 210-2200C. Nếu sản xuất naphtalen kỹ thuật (Tnc=78,50C) thì ta chỉ cần chưng cất lại là đủ. Để thu được naphtalen có hàm lượng sunfo thấp (100 ppm) người ta tinh chế phân đoạn có nhiệt độ 210-2200C nói trên bằng phương pháp hydro hoá với xúc tác coban-molipđen ở áp suất 1,4 MPa khi đó benzothiophen bị chuyển hoá thành H2S và Etylbenzen, còn các hợp chất hữu cơ khác sẽ bị hydroCr-acking thành các hợp chất phân tử thấp hơn và có thể tách được bằng phương pháp chưng cất.
Naphtalen còn được sản xuất từ phần cặn của hỗn hợp sản phẩm Refocminh gazôlin nhờ xúc tác có chứa nhiều metylnaphtalen, chất này được hyđrodeankyl hoá để trở thành naphtalen, tương tự cách chuyển hoá toluen thành benzen [4].
+ CH4
H2, 580-760oC
XT Co-Mo
CH3
Ngoài ra chúng ta còn tổng hợp naphtalen bằng cách loại H2 của hợp chất đa vòng vừa thơm, vừa no; vừa thơm, vừa không no. Và các hợp chất này thường được gọi là hidrô arômatic
Pd, to
+ 3H2
II.1.3. Các ứng dụng của Naphtalen [1],[9].
Dẫn xuất chủ yếu của naphtalen là anhydrit phtalic (do naphtalen bị oxy hoá)
O
O
C
O2, V2O5
350-400oC
+ CO2 + H2O
O
C
Anhydrit phtalic
Anhydrit phtalic là sản phẩm trung gian của công nghiệp chất dẻo. Naphtalen thường được dùng làm thuốc chống nhậy (băng phiến), sản xuất thuốc diệt mọt, thuốc trừ sâu carbaryl. Một lượng lớn naphtalen bao gồm các sản phẩm trung gian cho nghành sản xuất thuốc nhuộm (- naphtol), những chất màu họ anilin và các chất họ chàm. Naphtalen sunfo axit được sử dụng làm chất hoạt động bề mặt. Sản phẩm ngưng tụ của naphtalen sunfo axit với formandehyt được sử dụng lam tác nhân trở nhuộm,thuộc da, làm chất phân tán và chất siêu dẻo cho bê tông. Muối kim loại kiềm thổ của sunfonat dinonyl naphtalen là chất phụ gia quan trọng của dầu bôi trơn cũng sản xuất từ naphtalen. Naphtalen là nguyên liệu để tổng hợp tetralin và decalin làm dung môi. Ngoài ra nạphtalen còn có rất nhiều ứng dụng khác.
II.2. Axit sunfuric (H2SO4)
II.2.1.Tính chất vật lý [10].
Axit sunfuric là chất lỏng không màu, nhớt và hút ẩm; khi đun nóng phân huỷ một phần giải phóng SO3 và phân huỷ hoàn toàn ở nhiệt độ cao. Axit sunfuric có khả năng trộn lẫn vô hạn với nước. Dung dịch loãng là axit mạnh; dung dịch đặc thụ động một số kim loại như Be, Bi, Co, Fe, Mg, Nb
Axit sunfuric là chất oxy hoá mạnh khi dung dịch đậm đặc, yếu khi dung dịch loãng. Axit khan là dung môi không nước đối với sunfat kim loại, hoà tan nhiều H2Cr2O7 và SO3.
Axit sunfuric có khối lượng phân tử M = 98,08 kg/kmol; Ts = 336,60C; với thành phần đẳng phí là 98,3% H2SO4 thì nhiệt độ đẳng phí là 336,3oC, tỷ trọng d420=1,834 g/cm3; nhiệt độ kết tinh là -10oC, nhiệt dung riêng đẳng áp ở 20oC là Cp20 = 0,338 kcal/kg độ, nhiệt độ nóng chảy đối với axit khan là 25 kcal/kg, nhiệt bay hơi là 122 kcal/kg.
Axit sunfuric là một axit vô cơ mạnh, H2SO4 ở thể hơi thì rất độc, dung dịch đặc sẽ gây bỏng nặng. Axit khan háo nước và khi hoà tan thì toả nhiệt mạnh.
II.2.2. Tính chất hoá học [11].
Axit sunfuric có những tính chất hoá học chủ yếu sau: axit mạnh, oxi hoá, sunfo hoá và hydrat hoá.
Trong dung dịch nước, axit H2SO4 là axit mạnh ở nấc điện li đầu tiên, nấc thứ hai nó điện li yếu hơn.
H2SO4 H+ + HSO4-
HSO4- H+ + SO42- K=10-2
Axit sunfuric đặc, nóng oxi hoá được cả những kim loại kém hoạt động như đồng, bạc, thuỷ ngân và sản phẩm sự khử H2SO4 là SO2
VD: Cu + H2SO4 CuSO4 + SO2 + H2O
Với các kim loại hoạt động, sản phẩm sự khử axit sunfuric ngoài SO2 còn tạo thành S, H2S.
Mg + 2H2SO4 MgSO4 + SO2 + 2H2O
3Mg + 4H2SO4 3MgSO4 + S + 4H2O
4Mg + 5H2SO4 4MgSO4 + H2S + 4H2O
Axit sunfuric có nồng độ lớn hơn 65%, nguội không tác dụng với Fe.
Với một số phi kim như P, S, C bị axit sunfuric đặc nóng oxi hoá đến oxit hay axit tương ứng.
S + 2H2SO4 3SO3 + 2H2O
Tính chất sunfo hoá các hợp chất hữu cơ vòng thơm của axit sunfuric đặc thể hiện ở phản ứng:
ArH + 2H2SO4 ArSO3H + H3O+ + HSO4-
Cuối cùng axit sunfuric đặc là tác nhân hydrat hoá, nó có thể hoá than gluxit.
(C6H10O5) n + H2SO4 6nC + H2SO4.5nH2O
Do đó cần cẩn thận khi làm việc với axit sunfuric đặc, nếu bị axit sunfuric dây vào da cần rửa nhanh bằng một lượng nước lớn.
Trái với axit đặc, axit H2SO4 loãng không tác dụng với phi kim, chỉ phản ứng với những kim loại có thế khử âm và sản phẩm sự khử axit là khí H2.
Zn + H2SO4 ZnSO4 + H2
III.2.2. Sản xuất axit sunfuric [12].
Có 3 phương pháp sản xuất axit sunfuric, đó là: Phương pháp phòng chì, phương pháp tháp, phương pháp tiếp xúc. Nhưng phương pháp tiếp xúc được sử
dụng rộng rãi vì có năng suất lớn, nồng độ sản phẩm cao, có thể chế tạo được ôleum sản xuất tinh khiết.
Dù sản xuất H2SO4 theo phương pháp nào thì quá trình sản xuất cũng gồm 3 giai đoạn: chế tạo SO 2, chuyển hoá SO2 thành SO3 và hấp thụ SO3 để tạo thành H2SO4.
Sản xuất H2SO4 theo phương pháp tiếp xúc [9].
Chuẩn bị nguyên liệu
Sản xuất khí SO2
Tinh chế khí SO2
Oxi hoá SO2 thành SO3
Hấp thụ khí SO3
Hoàn thành sản phẩm
- Tinh chế SO2:
Trong công nghiệp, SO2 thường được sản xuất từ S nguyển tố, các khoán sunfit, từ H2S trong khí tự nhiên thông qua phản ứng đốt cháy với oxi không khí:
S + O2 SO2
- Sản xuất SO3:
V2O5
Khí SO3 được sản xuất từ khí SO2 chủ yếu là oxi hoá có xúc tác được thực hiện theo phản ứng:
400 – 600 0C
SO2 + O2 SO3
- Hấp thụ SO3 để tạo H2SO4:
SO3 + H2O H2SO4
Theo phương pháp này, sản phẩm thu được có nồng độ đậm đặc hơn theo ý muốn và có độ tinh khiết cao. Tuy nhiên so với phương pháp khác thì đầu tư cơ bản lớn hơn.
III.3. Hydroxit natri (NaOH)
III.3.1. Tính chất vật lí và hoá học [10]
a) Tính chất vật lí
NaOH là xút có màu trắng, hút ẩm, nóng chảy và khi sôi không phân huỷ.
NaOH tan nhiều trong nước (toả nhiều nhiệt) tạo môi trường kiềm mạnh trong dung dịch, làm giảm mạnh độ tan của nhiều muối natri trong nước, không tan trong amoniac lỏng. NaOH có khối lượng phẩn tử Mr = 40 kg/kmol, Tnc=321oC, Ts = 1390oC, tỷ trọng d420 = 2,13 g/cm3. xút là chất ăn mòn da rất mạnh.
b) Tính chất hoá học
Thể hiện tính chất của hydro xit bazơ:
-Tác dụng với axit
2NaOH + H2SO4 = Na2SO4 + H2O
-Tác dụng với oxit axit (như CO2, SO2)
2NaOH + CO2 = Na2CO3 + H2O
-Tác dụng với phi kim (như Cl2, Br2, I2)
2NaOH + Cl2 = NaCl + NaClO + H2O
-Tác dụng với kim loại
2NaOH + 2Al + 2H2O = 2NaAlO2 + 3H2
-Tác dụng với hydro xit lưỡng tính (như Al(OH)3, Zn(OH)2)
NaOH + Al(OH)3 = NaAlO2 + 2H2O
III.3.2. Sản xuất natri hydroxit [13].
Có rất nhiều phương pháp để sản xuất NaOH, nhưng chúng ta chọn phương pháp điện phân.
Cho hơi nước qua NaCl nóng chảy, tiến hành phản ứng:
NaCl + H2O(h) = NaOH + HCl
Quá trình tiến hành khi nhiệt độ 1800oC, độ chuyển hoá 10%.
III.4. Natriclorua (NaCl)
III.4.1. Tính chất vật lí và hoá học của NaCl
a) Tính chất vật lí [14]
NaCl có vị mặn, dễ tan trong nước và dung dịch trong nước của muối hầu như điện li hoàn toàn, có nhiệt độ nóng chảy cao và dẫn điện khi nóng chảy. NaCl là hợp chất ion, tinh thể mạng lập phương tâm diện, khi nóng chảy thì một phần NaCl bay hơi, ở 800oC áp suất hơi của NaCl là 1mHg. NaCl tinh khiết không hút ẩm.
b) Tính chất hoá học [15]
- NaCl bị điện li trong d...
+ SO3
- Ankyl hoá
Naphtalen có thể tham gia phản ứng ankyl hoá dưới tác dụng của xúc tác Fridel-Crafs hay xúc tác với axit mạnh ở nhiệt độ cao với Ankyl halogen,ancol, ôlefin với sự ưu tiên tạo thành dẫn xuất -ankyl naphtalen
AlCl3
CH3
+ CH3Cl + HCl
- Axyl hoá
Phản ứng axyl hoá naphtalen sẽ cho một hỗn hợp thế -axyl naphtalen và -axyl naphtalen , tỷ lệ của chúng tuỳ từng trường hợp dung môi sử dụng:
O
O
C
CCl4
AlCl3
CH3
CH3
O
C
CH3
Cl
+
+
C
(25%)
(75%)
O
CH3
C
O
CH3
Cl
+
C6H5NO2
AlCl3
C
b) Phản ứng khử : Naphtalen có thể bị khử bởi Na trong rượu hay Na trong NH3 lỏng tạo ra 1,4 dihydrô naphtalen
Na
NH3 lỏng, C2H5OH
(1, 4 đihdro naphtalen)
c) Phản ứng oxy hoá
-Khi oxy hoá naphtalen trong pha lỏng tuỳ từng trường hợp tác nhân oxy hoá khác nhau mà thu được hay 1,4 naphtoquinon hay axit phtalic
COOH
O
COOH
O
(1, 4 naphtoquinon)
(Axit phtalic)
-Khi oxy hoá naphtalen trong pha khí với không khí và sử dụng xúc tác vanadipentoxyt (V2O5) ta sẽ nhận được axit phtalic, axit này dễ dàng bị dehydrat hoá cho ta anhydrit phthalic- một nguyên liệu quan trọng của công nghiệp sơn và chất dẻo
O
+ CO2 + H2O
+ 4O2
V2O5
100oC
C
O
C
+
O
(anhydrit phthalic)
d) Phản ứng cộng
Khử Naphtalen trong nồi cao áp ở nhiệt độ cao và có Ni bột làm chất xúc tác, cũng tuỳ từng trường hợp vào điều kiện phản ứng mà thu được các sản phẩm di hydrô, tetra hydrô(tetralin) và deca hydrô naphtalen (decalin) được sử dụng nhiều trong công nghiệp; là phụ gia cho xăng xe máy, dùng làm dung môi
Ni
H2, P, to
Decalin
III.1.2. Sản xuất Naphtalen [1].
Nguyên liệu chủ yếu của quá trình sản xuất naphtalen là nhựa than đá, phần cặn của quá trình sản xuất cốc với hàm lượng naphtalen khoảng 10%. Người ta chưng cất phân đoạn có nhiệt độ sôi từ 210-2200C. Nếu sản xuất naphtalen kỹ thuật (Tnc=78,50C) thì ta chỉ cần chưng cất lại là đủ. Để thu được naphtalen có hàm lượng sunfo thấp (100 ppm) người ta tinh chế phân đoạn có nhiệt độ 210-2200C nói trên bằng phương pháp hydro hoá với xúc tác coban-molipđen ở áp suất 1,4 MPa khi đó benzothiophen bị chuyển hoá thành H2S và Etylbenzen, còn các hợp chất hữu cơ khác sẽ bị hydroCr-acking thành các hợp chất phân tử thấp hơn và có thể tách được bằng phương pháp chưng cất.
Naphtalen còn được sản xuất từ phần cặn của hỗn hợp sản phẩm Refocminh gazôlin nhờ xúc tác có chứa nhiều metylnaphtalen, chất này được hyđrodeankyl hoá để trở thành naphtalen, tương tự cách chuyển hoá toluen thành benzen [4].
+ CH4
H2, 580-760oC
XT Co-Mo
CH3
Ngoài ra chúng ta còn tổng hợp naphtalen bằng cách loại H2 của hợp chất đa vòng vừa thơm, vừa no; vừa thơm, vừa không no. Và các hợp chất này thường được gọi là hidrô arômatic
Pd, to
+ 3H2
II.1.3. Các ứng dụng của Naphtalen [1],[9].
Dẫn xuất chủ yếu của naphtalen là anhydrit phtalic (do naphtalen bị oxy hoá)
O
O
C
O2, V2O5
350-400oC
+ CO2 + H2O
O
C
Anhydrit phtalic
Anhydrit phtalic là sản phẩm trung gian của công nghiệp chất dẻo. Naphtalen thường được dùng làm thuốc chống nhậy (băng phiến), sản xuất thuốc diệt mọt, thuốc trừ sâu carbaryl. Một lượng lớn naphtalen bao gồm các sản phẩm trung gian cho nghành sản xuất thuốc nhuộm (- naphtol), những chất màu họ anilin và các chất họ chàm. Naphtalen sunfo axit được sử dụng làm chất hoạt động bề mặt. Sản phẩm ngưng tụ của naphtalen sunfo axit với formandehyt được sử dụng lam tác nhân trở nhuộm,thuộc da, làm chất phân tán và chất siêu dẻo cho bê tông. Muối kim loại kiềm thổ của sunfonat dinonyl naphtalen là chất phụ gia quan trọng của dầu bôi trơn cũng sản xuất từ naphtalen. Naphtalen là nguyên liệu để tổng hợp tetralin và decalin làm dung môi. Ngoài ra nạphtalen còn có rất nhiều ứng dụng khác.
II.2. Axit sunfuric (H2SO4)
II.2.1.Tính chất vật lý [10].
Axit sunfuric là chất lỏng không màu, nhớt và hút ẩm; khi đun nóng phân huỷ một phần giải phóng SO3 và phân huỷ hoàn toàn ở nhiệt độ cao. Axit sunfuric có khả năng trộn lẫn vô hạn với nước. Dung dịch loãng là axit mạnh; dung dịch đặc thụ động một số kim loại như Be, Bi, Co, Fe, Mg, Nb
Axit sunfuric là chất oxy hoá mạnh khi dung dịch đậm đặc, yếu khi dung dịch loãng. Axit khan là dung môi không nước đối với sunfat kim loại, hoà tan nhiều H2Cr2O7 và SO3.
Axit sunfuric có khối lượng phân tử M = 98,08 kg/kmol; Ts = 336,60C; với thành phần đẳng phí là 98,3% H2SO4 thì nhiệt độ đẳng phí là 336,3oC, tỷ trọng d420=1,834 g/cm3; nhiệt độ kết tinh là -10oC, nhiệt dung riêng đẳng áp ở 20oC là Cp20 = 0,338 kcal/kg độ, nhiệt độ nóng chảy đối với axit khan là 25 kcal/kg, nhiệt bay hơi là 122 kcal/kg.
Axit sunfuric là một axit vô cơ mạnh, H2SO4 ở thể hơi thì rất độc, dung dịch đặc sẽ gây bỏng nặng. Axit khan háo nước và khi hoà tan thì toả nhiệt mạnh.
II.2.2. Tính chất hoá học [11].
Axit sunfuric có những tính chất hoá học chủ yếu sau: axit mạnh, oxi hoá, sunfo hoá và hydrat hoá.
Trong dung dịch nước, axit H2SO4 là axit mạnh ở nấc điện li đầu tiên, nấc thứ hai nó điện li yếu hơn.
H2SO4 H+ + HSO4-
HSO4- H+ + SO42- K=10-2
Axit sunfuric đặc, nóng oxi hoá được cả những kim loại kém hoạt động như đồng, bạc, thuỷ ngân và sản phẩm sự khử H2SO4 là SO2
VD: Cu + H2SO4 CuSO4 + SO2 + H2O
Với các kim loại hoạt động, sản phẩm sự khử axit sunfuric ngoài SO2 còn tạo thành S, H2S.
Mg + 2H2SO4 MgSO4 + SO2 + 2H2O
3Mg + 4H2SO4 3MgSO4 + S + 4H2O
4Mg + 5H2SO4 4MgSO4 + H2S + 4H2O
Axit sunfuric có nồng độ lớn hơn 65%, nguội không tác dụng với Fe.
Với một số phi kim như P, S, C bị axit sunfuric đặc nóng oxi hoá đến oxit hay axit tương ứng.
S + 2H2SO4 3SO3 + 2H2O
Tính chất sunfo hoá các hợp chất hữu cơ vòng thơm của axit sunfuric đặc thể hiện ở phản ứng:
ArH + 2H2SO4 ArSO3H + H3O+ + HSO4-
Cuối cùng axit sunfuric đặc là tác nhân hydrat hoá, nó có thể hoá than gluxit.
(C6H10O5) n + H2SO4 6nC + H2SO4.5nH2O
Do đó cần cẩn thận khi làm việc với axit sunfuric đặc, nếu bị axit sunfuric dây vào da cần rửa nhanh bằng một lượng nước lớn.
Trái với axit đặc, axit H2SO4 loãng không tác dụng với phi kim, chỉ phản ứng với những kim loại có thế khử âm và sản phẩm sự khử axit là khí H2.
Zn + H2SO4 ZnSO4 + H2
III.2.2. Sản xuất axit sunfuric [12].
Có 3 phương pháp sản xuất axit sunfuric, đó là: Phương pháp phòng chì, phương pháp tháp, phương pháp tiếp xúc. Nhưng phương pháp tiếp xúc được sử
dụng rộng rãi vì có năng suất lớn, nồng độ sản phẩm cao, có thể chế tạo được ôleum sản xuất tinh khiết.
Dù sản xuất H2SO4 theo phương pháp nào thì quá trình sản xuất cũng gồm 3 giai đoạn: chế tạo SO 2, chuyển hoá SO2 thành SO3 và hấp thụ SO3 để tạo thành H2SO4.
Sản xuất H2SO4 theo phương pháp tiếp xúc [9].
Chuẩn bị nguyên liệu
Sản xuất khí SO2
Tinh chế khí SO2
Oxi hoá SO2 thành SO3
Hấp thụ khí SO3
Hoàn thành sản phẩm
- Tinh chế SO2:
Trong công nghiệp, SO2 thường được sản xuất từ S nguyển tố, các khoán sunfit, từ H2S trong khí tự nhiên thông qua phản ứng đốt cháy với oxi không khí:
S + O2 SO2
- Sản xuất SO3:
V2O5
Khí SO3 được sản xuất từ khí SO2 chủ yếu là oxi hoá có xúc tác được thực hiện theo phản ứng:
400 – 600 0C
SO2 + O2 SO3
- Hấp thụ SO3 để tạo H2SO4:
SO3 + H2O H2SO4
Theo phương pháp này, sản phẩm thu được có nồng độ đậm đặc hơn theo ý muốn và có độ tinh khiết cao. Tuy nhiên so với phương pháp khác thì đầu tư cơ bản lớn hơn.
III.3. Hydroxit natri (NaOH)
III.3.1. Tính chất vật lí và hoá học [10]
a) Tính chất vật lí
NaOH là xút có màu trắng, hút ẩm, nóng chảy và khi sôi không phân huỷ.
NaOH tan nhiều trong nước (toả nhiều nhiệt) tạo môi trường kiềm mạnh trong dung dịch, làm giảm mạnh độ tan của nhiều muối natri trong nước, không tan trong amoniac lỏng. NaOH có khối lượng phẩn tử Mr = 40 kg/kmol, Tnc=321oC, Ts = 1390oC, tỷ trọng d420 = 2,13 g/cm3. xút là chất ăn mòn da rất mạnh.
b) Tính chất hoá học
Thể hiện tính chất của hydro xit bazơ:
-Tác dụng với axit
2NaOH + H2SO4 = Na2SO4 + H2O
-Tác dụng với oxit axit (như CO2, SO2)
2NaOH + CO2 = Na2CO3 + H2O
-Tác dụng với phi kim (như Cl2, Br2, I2)
2NaOH + Cl2 = NaCl + NaClO + H2O
-Tác dụng với kim loại
2NaOH + 2Al + 2H2O = 2NaAlO2 + 3H2
-Tác dụng với hydro xit lưỡng tính (như Al(OH)3, Zn(OH)2)
NaOH + Al(OH)3 = NaAlO2 + 2H2O
III.3.2. Sản xuất natri hydroxit [13].
Có rất nhiều phương pháp để sản xuất NaOH, nhưng chúng ta chọn phương pháp điện phân.
Cho hơi nước qua NaCl nóng chảy, tiến hành phản ứng:
NaCl + H2O(h) = NaOH + HCl
Quá trình tiến hành khi nhiệt độ 1800oC, độ chuyển hoá 10%.
III.4. Natriclorua (NaCl)
III.4.1. Tính chất vật lí và hoá học của NaCl
a) Tính chất vật lí [14]
NaCl có vị mặn, dễ tan trong nước và dung dịch trong nước của muối hầu như điện li hoàn toàn, có nhiệt độ nóng chảy cao và dẫn điện khi nóng chảy. NaCl là hợp chất ion, tinh thể mạng lập phương tâm diện, khi nóng chảy thì một phần NaCl bay hơi, ở 800oC áp suất hơi của NaCl là 1mHg. NaCl tinh khiết không hút ẩm.
b) Tính chất hoá học [15]
- NaCl bị điện li trong d...