Laboratoriyada karbonat angidrid gazini qanday yig'ish mumkin. Karbonat angidrid. Tabiatda karbonat angidrid

, karbonat angidrid, karbonat angidridning xususiyatlari, karbonat angidridni olish

Hayotni qo'llab-quvvatlashga yaramaydi. Biroq, o'simliklar uni "oziqlantirib", uni organik moddaga aylantiradi. Bundan tashqari, bu Yerning o'ziga xos "ko'rpasi". Agar bu gaz birdan atmosferadan yo'q bo'lib ketsa, Yer ancha soviydi va yomg'irlar deyarli yo'q bo'lib ketadi.

"Yer ko'rpasi"

(karbonat angidrid, karbonat angidrid, CO 2) ikki element birlashganda hosil bo'ladi: uglerod va kislorod. U ko'mir yoki uglevodorod birikmalarini yoqish paytida, suyuqliklarni fermentatsiyalash paytida, shuningdek, odamlar va hayvonlar nafasi mahsuloti sifatida hosil bo'ladi. U atmosferada oz miqdorda bo'ladi, u erdan u o'simliklar tomonidan o'zlashtirilib, o'z navbatida kislorod ishlab chiqaradi.

Uglerod dioksidi rangsiz va havodan og'irroq. -78,5 ° C da muzlab, karbonat angidriddan tashkil topgan qor hosil qiladi. Suvli eritma shaklida u karbonat kislota hosil qiladi, ammo u osonlik bilan ajratib olinadigan darajada barqaror emas.

Karbonat angidrid - bu Yerning "ko'rpasi". U sayyoramizni isitadigan ultrabinafsha nurlarini osongina uzatadi va uning yuzasidan chiqadigan infraqizilni kosmosga aks ettiradi. Va agar to'satdan karbonat angidrid atmosferadan yo'qolsa, bu birinchi navbatda iqlimga ta'sir qiladi. Yer yuzida u ancha soviydi, yomg'ir juda kamdan-kam yog'adi. Bu oxir-oqibat qaerga olib borishini taxmin qilish qiyin emas.

To'g'ri, bunday falokat bizga hali ham tahdid solmaydi. Aksincha, aksincha. Organik moddalarning: neft, ko'mir, tabiiy gaz, o'tinning yonishi atmosferadagi karbonat angidrid miqdorini asta-sekin oshiradi. Bu shuni anglatadiki, vaqt o'tishi bilan biz er iqlimining sezilarli darajada isishi va namlanishini kutishimiz kerak. Aytgancha, qadimgi odamlar bu allaqachon yoshligidan ancha iliqroq ekanligiga ishonishadi ...

Uglerod dioksidi ajralib chiqadi suyuq past harorat, yuqori bosimli suyuqlik va gazsimon... U ammiak va spirtli ichimliklar ishlab chiqarishdagi chiqindi gazlardan, shuningdek yoqilg'ining maxsus yonishi va boshqa sohalar asosida olinadi. Gazli karbonat angidrid - bu 20 ° S haroratda va 101,3 kPa (760 mm Hg) bosimdagi rangsiz va hidsiz gaz, zichligi - 1.839 kg / m 3. Suyuq karbonat angidrid shunchaki rangsiz, hidsiz suyuqlikdir.

Toksik va portlovchi bo'lmagan. 5% (92 g / m3) dan yuqori konsentratsiyalarda karbonat angidrid inson salomatligiga zararli ta'sir ko'rsatadi - u havodan og'irroq va polga yaqin shamollatiladigan xonalarda to'planishi mumkin. Shu bilan birga, havodagi kislorodning hajm ulushi kamayadi, bu esa kislorod tanqisligi va bo'g'ilish hodisasini keltirib chiqarishi mumkin.

Karbonat angidridni olish

Sanoatda karbonat angidrid olinadi o'choq gazlari, dan tabiiy karbonatlarning parchalanish mahsulotlari (ohaktosh, dolomit). Gaz aralashmasi kaliy karbonat eritmasi bilan yuviladi, u karbonat angidridni yutadi, bikarbonatga o'tadi. Karbonat angidridni chiqarib, qizdirilganda bikarbonat eritmasi parchalanadi. Sanoat ishlab chiqarishida gaz ballonlarga quyiladi.

Laboratoriya sharoitida oz miqdorlar olinadi karbonatlar va uglevodorodlarning kislotalar bilan o'zaro ta'siri, masalan, xlorid kislota bilan marmar.

"Quruq muz" va karbonat angidridning boshqa foydali xususiyatlari

Kundalik amaliyotda karbonat angidrid gazidan keng foydalaniladi. Masalan, gazli suv aromatik mohiyat qo'shilishi bilan - ajoyib tetiklantiruvchi ichimlik. IN oziq-ovqat sanoati karbonat angidrid konservant sifatida ham ishlatiladi - bu qadoqlashda kod ostida ko'rsatilgan E290va shuningdek pishirish kukuni sifatida.

Karbonat angidridli yong'inga qarshi vositalar yong'inlarda ishlatiladi. Biokimyogarlar buni aniqladilar o'g'itlash ... havoni karbonat angidrid bilanturli xil ekinlar hosildorligini oshirish uchun juda samarali vosita. Ehtimol, bu o'g'itning bitta, ammo muhim kamchiliklari bor: uni faqat issiqxonalarda ishlatish mumkin. Karbonat angidridni ishlab chiqaradigan zavodlarda suyultirilgan gaz po'lat tsilindrlarga solinadi va iste'molchilarga yuboriladi. Agar siz klapanni ochsangiz, u holda ... tuynukdan qor xirillash bilan chiqib ketadi. Qanday mo''jiza?

Hammasi oddiygina tushuntiriladi. Gazni siqishda sarflangan ish uni kengaytirish uchun talab qilinganidan ancha kam bo'lib chiqadi. Va paydo bo'lgan defitsitni qandaydir tarzda qoplash uchun karbonat angidrid keskin ravishda soviydi va aylanadi "quruq muz"... U oziq-ovqat mahsulotlarini saqlab qolish uchun keng qo'llaniladi va oddiy muzdan sezilarli ustunliklarga ega: birinchidan, uning "sovutish qobiliyati" og'irlik birligi uchun ikki baravar yuqori; ikkinchidan, u qoldiqsiz bug'lanadi.

Uglerod dioksidi uchun faol vosita sifatida ishlatiladi simli payvandlash, chunki boshq haroratida karbonat angidrid uglerod oksidi CO va kislorodga ajraladi, bu esa o'z navbatida suyuq metall bilan o'zaro ta'sir qiladi va uni oksidlaydi.

Konservalardagi karbonat angidrid ishlatiladi pnevmatik qurol va kabi motorlar uchun energiya manbai aeromodellashda.

Sanoat gazlarini (azot, argon, vodorod, geliy, kislorod, propan, karbonat angidrid) olish va ishlab chiqarish usullarining tavsifi.

Sanoat gazlarini qabul qilish va ishlab chiqarish.

Hozirgi vaqtda atmosferadagi sanoat gazlari - kislorod, azot, argon ishlab chiqarishning asosiy usuli havoni ajratishdir. Havoni ajratishning uchta usuli bor - kriyogen, adsorbsion va membrana.

Kriyogen havoni ajratish

Atmosferadagi quruq havo - bu kislorod miqdori 21% va azot 78%, argon 0,9% va boshqa inert gazlar, karbonat angidrid, suv bug'lari va boshqalarni o'z ichiga olgan aralash. Texnik jihatdan toza atmosfera gazlarini olish uchun havo chuqur sovutiladi va -194,5 ° S atmosfera bosimida suyuq havoning qaynashi.)

Jarayon shunday ko'rinishga ega: ko'p bosqichli kompressor tomonidan so'rilgan havo avval havo filtri orqali o'tadi, u erda u changdan tozalanadi, namlik ajratuvchi o'tadi, bu erda havo siqilganda suv quyilib ketadi va havoni sovitadigan va siqish paytida hosil bo'lgan issiqlikni ketkazadigan suv sovutgich. Havodan karbonat angidridni yutish uchun apparat yoqilgan - natriy gidroksidning suvli eritmasi bilan to'ldirilgan kaltsinator. Namlik va karbonat angidridni havodan to'liq chiqarib tashlash juda zarur, chunki suv va karbonat angidridning past haroratda muzlashi quvurlarni yopib qo'yadi va muzdan tushirish va puflash uchun o'rnatishni to'xtatish kerak.

Quritadigan batareyadan o'tgandan so'ng, siqilgan havo kengaytiruvchi deb ataladigan joyga kiradi, u erda keskin kengayish va shunga mos ravishda uning sovishi va suyuqlanishi mavjud. Olingan suyuq havo rektifikatsiya ustunlarida fraksiyonel distillash yoki rektifikatsiyaga uchraydi. Suyuq havoning asta-sekin bug'lanishi bilan birinchi navbatda azot bug'lanadi, qolgan suyuqlik esa tobora ko'proq kislorod bilan boyib boradi. Shunga o'xshash jarayonni havoni ajratuvchi ustunlarning rektifikatsiya laganlarida ko'p marta takrorlash, kerakli tozalikdagi suyuq kislorod, azot va argon olinadi. Muvaffaqiyatli rektifikatsiya qilish imkoniyati suyuq azot (-196 ° C) va kislorod (-183 ° C) ning qaynash nuqtalari orasidagi sezilarli farqga (taxminan 13 °) asoslangan. Argonni kisloroddan (-185 ° C) ajratish biroz qiyinroq. Bundan tashqari, ajratilgan gazlar maxsus kriyojenik idishlarda to'plash uchun olib tashlanadi, ulardan ular o'zlarining foydalanishlari uchun yoki sotish uchun beriladi.

Havoni ajratishning kriyogen usuli eng yuqori sifatli gazlarni olish imkonini beradi - kislorod 99,9% gacha, argon va azot 99,9995% gacha. Hosildorlik soatiga 70000 kubometrgacha bo'lishi mumkin.

Bosimning burilish adsorbsiyasi (PSA) usuli.

Havoning kriyogen ajratilishi, barcha sifat ko'rsatkichlari bilan sanoat gazlarini ishlab chiqarish uchun juda qimmat usuldir. Muayyan gazni adsorbentlar tomonidan tanlab yutilishiga asoslangan havo ajratishning adsorptiv usuli kriyogen bo'lmagan usul bo'lib, quyidagi afzalliklari tufayli keng qo'llanilgan:

• adsorbentni tanlashiga qarab adsorbsiyalangan komponentlar uchun yuqori ajratish qobiliyati;
• kriogen o'simliklar bilan taqqoslaganda tez boshlash va to'xtatish;
• sozlamalarning katta moslashuvchanligi, ya'ni. ehtiyojga qarab ish rejimini, ishlash va tozalikni tezda o'zgartirish qobiliyati;
• avtomatik rejimni boshqarish;
• masofadan boshqarish imkoniyati;
• kriyogen birliklarga nisbatan past energiya xarajatlari;
• oddiy apparat dizayni;
• past texnik xarajatlar;
• kriyogen texnologiyalar bilan taqqoslaganda o'rnatishlarning arzonligi;

Adsorbsiya usuli azot va kislorod olish uchun ishlatiladi, chunki u arzon narxlarda mukammal sifat ko'rsatkichlarini ta'minlaydi.

Qabul qilish printsipi azot CCA-dan foydalanish oddiy, ammo samarali. Havo adsorberga beriladi - uglerodyuqori bosim va atrof-muhit haroratida molekulyar elaklar. Jarayon davomida kislorod (O 2) adsorbent tomonidan so'riladi, azot (N 2) esa apparatdan o'tadi. Adsorbent adsorbtsiya va desorbsiya o'rtasidagi muvozanatga erishilguncha gazni yutadi, shundan so'ng adsorban qayta tiklanishi kerak, ya'ni. adsorban yuzasidan so'rilgan komponentlarni olib tashlang. Buni haroratni ko'tarish yoki bosimni bo'shatish orqali amalga oshirish mumkin. Odatda bosimli tebranish adsorbsiyasi bosimni qayta tiklashni qo'llaydi. Adsorbsiya va regeneratsiya tsikllarining qisqa davomiyligi, odatda bir necha daqiqa ichida, jarayonning haqiqiy nomini berdi - "belanchak adsorbsiya". Ushbu texnologiyaning azot tozaligi 99,999% ni tashkil qiladi.

Ishlab chiqarish uchun o'simliklarda kislorod azotning adsorbsiyalanishi ma'lum bo'lgan haqiqatdan foydalaniladi aluminosilikat molekulyar elaklar kisloroddan sezilarli darajada tezroq. Azotni kisloroddan ajratish uchun avval havo siqilib, keyin adsorber orqali o'tadi va chiqishda nisbatan toza kislorod qoladi. Ushbu texnologiya asosida olingan mahsulot sifatida kislorodning tozaligi 95% gacha. Uning asosiy nopokligi asosan argondir. Adsorbanning yangilanishi atmosfera bosimi yoki vakuumda amalga oshiriladi.

Bosim tebranish adsorbsiyasi birliklari odatda to'liq yig'iladi va zavodda sinovdan o'tkaziladi, ya'ni. iste'molchiga zavodga to'liq tayyor holatda etkazib beriladi, bu esa tezkor o'rnatilishini ta'minlaydi va ishlash ko'rsatkichlari 10 dan 6000 nm 3 / soatgacha.

Membran texnologiyasi

Membranali gazni ajratish texnologiyasini sanoat usulida qo'llash 70-yillarda boshlangan va gazni ajratish sanoatida inqilob bo'lgan. Bugungi kunga qadar ushbu texnologiya yuqori iqtisodiy samaradorligi tufayli faol rivojlanib, tobora ko'proq tarqatilmoqda. Nisbatan katta miqdordagi iste'mol bilan juda toza gaz, asosan azot talab qilinmaydigan holatlarda, ushbu texnologiya gazlarni ishlab chiqarishning muqobil usullarini - kriyogen va adsorbsiyani deyarli to'liq almashtirdi. Tozaligi 99,9% gacha va unumdorligi 5000 Nm³ / s gacha bo'lgan azot ishlab chiqarishda membranali o'simliklar boshqalarga qaraganda ancha foydali bo'lib chiqadi. Zamonaviy membranani gaz ajratish va havoni ajratish qurilmalari juda ishonchli. Avvalo, bu ularning ichida harakatlanuvchi elementlar yo'qligi bilan ta'minlanadi, shuning uchun mexanik buzilishlar deyarli chiqarib tashlanadi. Zamonaviy gaz ajratuvchi membrana, o'simlikning asosiy elementi, endi tekis membrana yoki plyonka emas, balki ichi bo'sh tolalardir. Bo'shliq tolali membrana, uning sirtiga gaz ajratuvchi qatlam qo'yilgan gözenekli polimer tolasidan iborat. Membranani o'rnatishning mohiyati membrana materialining turli gaz tarkibiy qismlariga tanlab o'tkazuvchanligidir. Selektiv membranalar yordamida havoni ajratish havo komponentlari molekulalarining polimer membranalari orqali har xil o'tkazuvchanlikka ega bo'lishiga asoslanadi. Havo filtrlanadi, kerakli bosimga siqiladi, namlanadi va keyin membrana moduli orqali oziqlanadi. Tezroq kislorod va argon molekulalari membranadan o'tib, tashqi tomonga olib tashlanadi. Modullardan qancha ko'p havo o'tsa, azot N 2 shunchalik yuqori bo'ladi. Asosiy moddasi 93-99,5% bo'lgan azotni olish ancha tejamli.

Quyida iste'mol hajmiga va kerakli tozaligiga qarab, sanoat gazlarining ayrim turlaridan foydalanishni tanlash uchun grafikalar keltirilgan.

Geliy olish

Geliy shaffof gaz, hidsiz va mazasiz, vodoroddan keyin atomik og'irligi bo'yicha keyingi element. U mutlaqo harakatsiz, ya'ni u hech qanday reaktsiyaga kirishmaydi. Barcha moddalardan geliy eng past qaynash temperaturasiga -269 ° S ega. Suyuq geliy eng sovuq suyuqlikdir. Geliy -272 ° S da "muzlaydi". Bu harorat mutlaq nol haroratidan atigi bir daraja yuqori. Sanoat miqyosida geliyni ikki yo'l bilan olish mumkin - yoki erning ichaklaridan, yoki havoni ajratish yo'li bilan. Ushbu gaz Yer yuzida kam: 1 m 3 havo tarkibida atigi 5,2 sm 3 geliy bor, ya'ni. atigi 0.00052%. va har bir kilogramm quruqlikdagi material - 0,003 mg geliy. Koinotda tarqalishi bo'yicha geliy vodoroddan keyin ikkinchi o'rinda turadi: geliy kosmik massaning taxminan 23% ni tashkil qiladi.

Yerda geliy uran, torium va boshqa radioaktiv elementlarning parchalanishi jarayonida doimo hosil bo'ladi. Geliy yer osti qatlamining erkin gaz birikmalarida va neft tarkibida to'planadi; bunday konlar sanoat miqyosiga etadi. Geliyning maksimal kontsentratsiyasi (10-13%) erkin gaz birikmalarida va uran konlarining gazlarida va (20-25%) er osti suvlaridan o'z-o'zidan chiqib ketadigan gazlarda topilgan. Gazli cho'kindi jinslarning yoshi qanchalik katta bo'lsa va ulardagi radioaktiv elementlarning miqdori qancha ko'p bo'lsa, tabiiy gazlar tarkibida geliy shuncha ko'p bo'ladi.

Sanoat miqyosida geliyni qazib olish uglevodorod va azot tarkibidagi tabiiy va neft gazlaridan amalga oshiriladi. Xom ashyoning sifatiga ko'ra geliy konlari quyidagilarga bo'linadi: boy (tarkibida u miqdori\u003e 0,5%); oddiy (0.10-0.50) va kambag'al (<0,10). Месторождения таких газов имеются в России, США, Канаде, Китае, Алжире, Польше и Катаре.

Boshqa gazlardan ajratib olish uchun geliyning past temperaturasi bilan bog'liq bo'lgan favqulodda o'zgaruvchanligi qo'llaniladi. Tabiiy gazning boshqa barcha tarkibiy qismlari chuqur sovutish natijasida quyultirilgandan so'ng, geliy gazi evakuatsiya qilinadi. Keyin u aralashmalardan tozalanadi. Zavod geliyining tozaligi 99,995% ga etadi. Evropada eng yirik geliy ishlab chiqaruvchi Orenburg geliy zavodi (yiliga 10 million litr suyuq geliy).

Geliy olinganida havoni ajratish havoni ajratuvchi yirik zavodlar (kuniga 1000 - 3000 tonna kislorod) maxsus kontsentratorlar va ustun tipidagi apparatlar bilan jihozlangan bo'lib, ular kripton va ksenon aralashmalarini kislorod, azot tarkibidagi neon va geliydan chiqarib yuboradi va to'playdi. Keyin xom aralashmalar toza mahsulot olish uchun qayta ishlanadi. Geliyning tozaligi 99,9999% gacha bo'lishi mumkin. Havodan geliy ishlab chiqaradigan eng yirik ishlab chiqaruvchilardan biri bu Iceblick kompaniyasi.

Karbonat angidridni olish

Karbonat angidridni ishlab chiqarishning quyidagi sanoat usullari mavjud:

- karbonat angidridni qayta tiklash orqali fermentatsiya gazlaridan spirtli ichimliklar va pivo zavodlarida;
- karbonat angidridni qayta tiklash orqali chiqindi gazlardan turli ishlab chiqarish jarayonlari;

- yer osti qazib olish bilan tabiiy manbalar;
chiqindi gazlardan va yonish mahsulotlari;
- karbonat angidrid ishlab chiqarish orqali to'g'ridan-to'g'ri yonish gazli yoki suyuq yoqilg'ilar.

Shunga ko'ra, karbonat angidrid konsentratsiyasiga qarab, uning manbalarini shartli ravishda uch guruhga bo'lish mumkin.

Birinchi guruh xom ashyo manbalaridan iborat bo'lib, undan kontsentratsiyasini oshirish uchun maxsus uskunalarsiz sof karbonat angidridni ishlab chiqarish mumkin. Ushbu guruhga quyidagilar kiradi:

a) tarkibida 98-99% SO 2 bo'lgan kimyoviy va neft-kimyo sanoatining gazlari (ammiak, vodorod va boshqa mahsulotlar ishlab chiqarish); b) pivo zavodlarida, alkogol va gidroliz zavodlarida 98-99% CO 2 bo'lgan spirtli fermentatsiya gazlari; c) 92-99% CO 2 bo'lgan tabiiy manbalardan chiqadigan gazlar.

Ikkinchisi guruhni xom ashyo manbalari tashkil qiladi, ulardan foydalanish fraksiyonel kondensatsiya usuli bilan toza karbonat angidrid ishlab chiqarilishini ta'minlaydi.

Ushbu guruh tarkibiga tarkibida CO 2 80-95% bo'lgan ba'zi kimyo sanoatining gazlari kiradi.

O'rnatish sog'ayish CO 2 birinchi va ikkinchi guruh gazlaridan karbonat angidrid qazib olishga mo'ljallangan. Spirtli ichimliklar yoki pivo ishlab chiqarishda fermentatsiya jarayonida olinadigan gazlar deyarli toza karbonat angidrid suv bug'lari va organik birikmalar (oltingugurt dioksidi, vodorod sulfidi, fuzel moylari va aldegidlar) izlarini o'z ichiga oladi, ular suv bilan oson yuviladi. Karbonat angidrid miqdori deb ataladigan tarkib Kengaytiruvchi gazlar kimyoviy ishlab chiqarishning texnologik jarayonlari turiga bog'liq va 99,9% gacha bo'lishi mumkin. Qolgan hajmni suv bug'lari va kam qaynaydigan aralashmalar, asosan vodorod egallaydi. Karbonat angidrid gazini oziq-ovqat sifatiga etkazish uchun (99,995% CO 2 va 0,0005% O 2) ushbu qurilmalar rektifikatsiya (distillash) tozalash tizimi bilan jihozlangan.

IN uchinchi guruhga xom ashyo manbalari kiradi, ulardan foydalanish faqat maxsus uskunalar yordamida toza karbonat angidrid gazini ishlab chiqarishga imkon beradi. Ushbu guruhga manbalar kiradi:

a) asosan azot va karbonat angidriddan iborat (tarkibida uglerod tarkibidagi moddalarning yonish mahsulotlari, masalan, tabiiy gaz, suyuq yoqilg'i, qozonxonalardagi koks, tarkibida 8-20% CO 2 bo'lgan gaz pistoni va gaz turbinasi zavodlari;

30-40% SO 2 bo'lgan ohak va tsement zavodlarining ishlaydigan gazlari; 21-23% CO 2 bo'lgan yuqori o'choqli gazli gazlar);

b) asosan metan va karbonat angidriddan iborat va tarkibida boshqa gazlarning muhim aralashmalari (30-45% CO2 bo'lgan bioreaktorlardan olingan biogaz va chiqindi gaz; tarkibida 20-40% CO2 bo'lgan tabiiy gaz va neft ishlab chiqarishda bog'langan gazlar).

Uchinchi guruh xom ashyo manbalaridan foydalanganda, ko'pincha suyuq kimyoviy yutgichlar bilan yutilish-desorbsiya turidagi karbonat angidrid stantsiyalari ishlatiladi. Bu sof CO 2 ishlab chiqarishning asosiy sanoat usullaridan biridir. Karbonat angidrid qazib olish uchun eng keng tarqalgan xomashyo bu chiqindi gazlar va tabiiy gaz eng maqbul xomashyo manbai hisoblanadi. Tabiiy gaz yoqilganda, tutun tarkibida oltingugurt birikmalari va mexanik aralashmalar bo'lmaydi.

CO 2 ni olishning odatiy sxemasi quyidagicha: CO 2 bilan boyitilgan bug 'tozalash vositalariga kiradi, u erda mexanik aralashmalar va og'ir uglevodorodlar ajratiladi. Gaz siqilib, tozalagichdan o'tkaziladi, u namlik va keraksiz gazlarni olib tashlaydi.

Ishlab chiqarilgan karbonat angidrid gazi uzoq muddatli saqlash idishlarida to'planishi mumkin, shiling va o't o'chirish moslamalarini zaryadlash stantsiyasiga, transport tanklariga, "quruq" muz ishlab chiqarish uchun moslamalarga, to'g'ridan-to'g'ri ishlab chiqarish shamollatish liniyalariga beriladi.

Vodorod ishlab chiqarish

Vodorod ishlab chiqarishning ikkita asosiy sxemasi mavjud.

Elektroliz o'simliklari. Vodorodning kichik iste'molchilari uchun quvvati soatiga 0,5 dan 1000 kubometrgacha bo'lgan elektrolizatorlar taklif etiladi. 99,9% va undan yuqori tozaligi oziq-ovqat, kimyo va elektron sanoatining talablariga javob berishi mumkin. Texnik vodorod ishlab chiqarish elektroliz orqali ketma-ket amalga oshiriladigan quyidagi asosiy bosqichlarni o'z ichiga oladi: suvning vodorod va kislorodga elektrolitik parchalanishi 2H2O → 2H2 + O2; ishlab chiqarilgan vodorodni kisloroddan katalitik tozalash; pistonli kompressorlarda uning siqilishi; adsorbsion quritish; tsilindrlarga yoki idishlarga to'ldirish.

Bug 'isloh qilish. Uglevodorodlar manbai va qayta ishlash jarayoni yordamida vodorod kichik, o'rta, katta hajmlarda va iste'molchiga kerak bo'lgan sifatda ishlab chiqarilishi mumkin. Odatda 100 dan 5000 m3 / s gacha bo'lgan o'rnatishlarni taklif qilishadi, neftni qayta ishlash zavodlarida 20000 m3 / s dan ortiq quvvatga ega qurilmalar qo'llaniladi. Jarayon quyidagicha ko'rinadi: dayoqilg'i sifatida ishlatiladigan uglevodorodlar (metanol, propan, tabiiy gaz, moy) texnologik bug'da aralashtiriladi, 480 ° S gacha qiziydi va CH 4 + H 2 O + 230 oddiy formulasi bo'yicha nikel asosidagi katalizator yordamida reaktorda ajratiladi. kJ \u003d CO + 3H 2

Vodorod adsorbsion zavodi mavjud boshqaruv tizimiga birlashtirilgan va to'liq avtomatlashtirilgan.

Asetilen olish

Asetilen birinchi bo'lib 1836 yilda Edmond Devy tomonidan kaliy karbid K 2 C 2 ni suv bilan davolash orqali olingan va 1860 yilda kimyogar Bertelot tomonidan shunday nomlangan.

Atsetilenning sanoat ishlab chiqarilishi kaltsiy karbidni ommaviy ishlab chiqarish bilan boshlandi. O'z navbatida, kaltsiy karbid ohaktosh va koks (ko'mir) ni sinterlash yo'li bilan olinadi CaO + 3C \u003d CaC 2 + CO. Ukrainada kaltsiy karbidining sezilarli darajada ishlab chiqarilishi yo'q.

Kaltsiy karbid suv bilan ishlanganda asetilen hosil bo'ladi:

CaC 2 + 2H 2 O \u003d C 2 H 2 + Ca (OH) 2

Ukrainada ishlab chiqarilgan asetilenning katta qismi ishlab chiqarilgan kaltsiy karbid... Buning uchun asetilen oltingugurt, ammiak va fosfor aralashmalaridan, namlikdan tozalanadigan va keyin kompressorlar yordamida silindrlarga quyiladigan maxsus sanoat generatorlaridan foydalaniladi.

Uy sharoitida kichik ko'chma generatorlardan foydalaniladi, ammo ularda ishlab chiqariladigan asetilen odatda nam va ifloslangan bo'ladi. Bundan tashqari, asetilen hosil bo'lishini to'xtatish mumkin emas, bu kichik ishlarga noqulay bo'lishi mumkin. Sovuqda, suvni muzlatish xavfi tufayli kichik generatorlardan foydalanish ham muammoli.

Asetilen olishning ikkinchi usuli bu metanning oksidlovchi pirolizasi va 2CH 4 → C 2 H 2 + 3H 2 formulasi bo'yicha boshqa uglevodorodlar, 1200-1500 daraja yuqori haroratda bajariladi. keyin tez sovutish. Bu erda asetilen organik sintez mahsulotlarini ishlab chiqarishda oraliq mahsulotdir. Piroliz usuli iqtisodiy jihatdan faqat atsetilen ishlab chiqarish uchun zararli hisoblanadi, shuning uchun uni sintetik kauchuk, vinil asetat, vinil xlorid, etilen, butadien, stirol va boshqa mahsulotlarga aylantiradigan fabrikalarda qo'llaniladi. Ukrainada bu Severodonetsk Azot.

Propan olinmoqda.

Propan odatda quyidagi gazlarni o'z ichiga olgan suyultirilgan uglevodorod aralashmasi sifatida tushuniladi:

Etan - C 2 H 6 - zichligi havoga yaqin bo'lgan gaz. U oz miqdordagi suyultirilgan gazlar tarkibiga kiradi. Uning tarkibini cheklashning asosiy sababi shundaki, 45 ° C haroratda etan suyultirilgan holatda bo'lishi mumkin emas. 30 ° C da uning bug 'bosimi 4,8 MPa ga etadi, suyultirilgan gaz bilan er usti gaz ta'minoti tizimlarining ish bosimi 1,6 MPa, er osti 1,0 MPa ga teng. Shu bilan birga, propan-butan aralashmasidagi oz miqdordagi etan gaz aralashmasining to'yingan bug'larining umumiy bosimini oshiradi, bu esa qishda normal gaz ta'minoti uchun zarur bo'lgan ortiqcha bosimni ta'minlaydi.
Propan - C 3 H 8 - og'ir gaz (havo zichligi 1,52). Texnik propan suyultirilgan gazlarning asosiy tarkibiy qismidir; uning qishki aralashmasidagi ulushi kamida 75% bo'lishi kerak. Qaynatish harorati 42,1 ° S dir.

Butan - C 4 H 10 - og'ir gaz (havo bilan zichlik 2,06). Qaynatish harorati –0,5 ° S.
Pentan - C 5 H 12 - og'ir gaz (havo bilan zichligi 2.49). Qaynatish nuqtasi + 36 ° S. Aralashmaning tarkibi hajmning 1-2% ni tashkil qiladi.

Suyultirilgan gaz odatda ikki usulda olinadi - tabiiy gazni gazni qayta ishlash zavodlarining gazni qayta ishlash zavodlarida va qayta ishlash zavodlarida neftni qayta ishlash zavodlarida, bu iste'molchi uchun qulay narxni belgilaydi.
Suyultirilgan gazlarni ishlab chiqarish uchun texnologik zanjir "xom" neft yoki "nam" tabiiy gazni qazib olishdan boshlanadi va engil propan va butanni saqlash bilan tugaydi, engil gazlar, og'ir yog'lar butunlay yo'q va oltingugurt birikmalari va suv izlari yo'q.
Yoqilgan gaz konlari Metanga boy tabiiy gazni qazib olish ko'pincha og'ir uglevodorodlar aralashmasining oz miqdordagi chiqishi bilan birga keladi: etan va suyultirilgan gazning asosiy tarkibiy qismlaridan distillat tarkibiy qismlarining birikmalariga ("tabiiy benzin"). Agar ular juda ko'p miqdorda bo'lsa, suyuq gazlar va distillat tabiiy gazdan chiqarib tashlanadi, chunki ular gazni quvurga etkazib berishdan oldin siqilganida kondensatdan kelib chiqadigan texnologik asoratlarni oldini olish, shuningdek zarur kimyoviy moddalar yoki qo'shimcha yoqilg'ini olish. Olingan suyultirilgan gazlar va distillat aralashmasi past sifatli, ammo shunga qaramay, uning arzonligi tufayli talab katta.

Qachon neft qazib olish to'g'ridan-to'g'ri ishlab chiqarish maydonchasida xom neft barqarorlashtirilib, uni keyinchalik quvurlar yoki tankerlar orqali iste'mol qilinadigan joyga etkazish uchun tayyorlanadi. Barqarorlik darajasi, uning samaradorligi quduq boshidagi sharoitga (harorat va bosim) bog'liq bo'lib, o'z navbatida chiqarilgan gazlarning miqdorini aniqlaydi. Ushbu gazlar ba'zida yondiriladi, ammo hozirgi kunda ular qo'shimcha mahsulot sifatida tobora ko'proq foydalanilmoqda va "bog'langan tabiiy gaz" deb nomlanadi. "Xom" yog'ida qolgan suyultirilgan gazlar miqdori ishlab chiqarish joyidagi stabillashish darajasiga bog'liq. Ba'zan neftning ayrim navlarini tashishdan oldin suyultirilgan gaz bilan maxsus to'ldirish mumkin. Qayta ishlash zavodiga etkazib beriladigan moy tarkibidagi suyultirilgan gazlar distillash jarayonida ushlanib qoladi. Ularning ishlab chiqarish hajmi qayta ishlangan neft hajmining 2 dan 3% gacha. Fraksiyonel distillash paytida olingan suyultirilgan gazlar keyinchalik konversiyalashga uchraydi, bu birinchi navbatda benzinning rentabelligini oshirish va sifatini oshirish uchun amalga oshiriladi, lekin u ham suyultirilgan gazning o'zidan aralashmalar ajratadi.

Shunday qilib, neftni qayta ishlash jarayonida olingan suyultirilgan gazdan foydalanish afzalroqdir, chunki u tarkibida ancha barqaror tarkib mavjud bo'lib, u tarkibida odatda gaz konlarida olingan suyultirilgan gazda mavjud bo'lgan namlik, azot aralashmalari, karbonat angidrid mavjud emas.

Sanoatda karbonat angidrid CO2 ishlab chiqarishning asosiy usullari bu metan CH4 ni vodorod H2 ga aylantirish reaktsiyasi, uglevodorodlarning yonishi (oksidlanishi) reaktsiyalari, ohaktosh CaCO3 ning ohak CaO va H20 ga parchalanish reaktsiyasi natijasida hosil bo'ladigan qo'shimcha mahsulot sifatida ishlab chiqarishdir.

CO2 CH4 va boshqa uglevodorodlarni H2 vodorodigacha bug 'isloh qilishning yon mahsuloti sifatida

Sanoat, asosan, ammiak NH3 (Haber jarayoni, vodorod va azotning katalitik reaktsiyasi) ishlab chiqarishda foydalanish uchun vodorod H2 ni talab qiladi; ammiak mineral o'g'itlar va nitrat kislota ishlab chiqarish uchun kerak. Vodorod turli yo'llar bilan ishlab chiqarilishi mumkin, shu jumladan ekologlar sevadigan suvning elektrolizi - ammo, afsuski, hozirgi vaqtda vodorod ishlab chiqarishning barcha usullari, uglevodorodlarni qayta ishlashdan tashqari, yirik sanoat miqyosida mutlaqo iqtisodiy jihatdan asossizdir - agar "ortiqcha" ortiqcha bo'lmasa. elektr energiyasi. Shuning uchun uglerod dioksidi ajralib chiqadigan vodorod ishlab chiqarishning asosiy usuli metanni bug 'bilan qayta tuzishdir: taxminan 700 ... 1100 ° S haroratda va 3 ... 25 bar bosimda, katalizator ishtirokida suv bug'lari H2O metan CH4 bilan reaksiyaga kirishadi. sintez gazining chiqishi bilan (jarayon endotermik, ya'ni issiqlik yutilishi bilan kechadi):
CH4 + H2O (+ issiqlik) → CO + 3H2

Xuddi shu tarzda, propan bug 'islohidan o'tkazilishi mumkin:
S3H8 + 3H2O (+ issiqlik) → 2CO + 7H2

Va shuningdek, etanol (etil spirti):
C2H5OH + H2O (+ issiqlik) → 2CO + 4H2

Hatto benzinni ham bug 'isloh qilish mumkin. Benzin tarkibida 100 dan ortiq turli xil kimyoviy birikmalar mavjud, quyida izooktan va toluolni bug 'bilan qayta tiklash reaktsiyalari keltirilgan:
C8H18 + 8H2O (+ issiqlik) → 8CO + 17H2
C7H8 + 7H2O (+ issiqlik) → 7CO + 11H2

Shunday qilib, bug 'isloh qilish jarayonida u yoki bu uglevodorod yoqilg'isi, vodorod va uglerod oksidi CO (uglerod oksidi) olindi. Vodorod ishlab chiqarish jarayonining keyingi bosqichida uglerod oksidi katalizator ishtirokida O kislorod atomini suvdan gazga \u003d CO ga o'tkazish reaksiyasiga kirishadi va CO2 ga oksidlanib, vodorod H2 erkin holda ajralib chiqadi. Reaksiya ekzotermik bo'lib, u taxminan 40,4 kJ / mol issiqlik chiqaradi:
CO + H2O → CO2 + H2 (+ issiqlik)

Sanoat muhitida uglevodorodlarni bug 'isloh qilish natijasida chiqadigan karbonat angidrid CO2 osonlik bilan ajratilib olinadi va to'planadi. Biroq, CO2 bu holda kiruvchi yon mahsulot bo'lib, atmosferaga oddiy erkin tarqalish hisoblanadi, garchi u hozirgi paytda CO2 dan xalos bo'lishning ustun usuli bo'lsa-da, ekologik nuqtai nazardan istalmagan va ba'zi korxonalar, masalan, in'ektsiya kabi yanada "ilg'or" usullarni qo'llaydilar. Debetning pasayishi yoki uni okeanga quyish bilan neft konlarida CO2.

Uglevodorod yoqilg'ining to'liq yonishi bilan CO2 ishlab chiqarish

Metan, propan, benzin, kerosin, dizel yoqilg'isi va boshqalar kabi uglevodorodlar yoqilganda, ya'ni etarli miqdordagi kislorod, karbonat angidrid va odatda suv bilan oksidlanadi. Masalan, CH4 metan yonish reaktsiyasi quyidagicha:
CH 4 + 2O 2 → CO 2 + 2H 2 O

CO2 yonilg'i qisman oksidlanishi bilan H2 ishlab chiqarishning yon mahsuloti sifatida

Dunyoda sanoat tomonidan ishlab chiqarilgan vodorodning 95% ga yaqini yuqorida aytib o'tilgan uglevodorod yoqilg'isini, birinchi navbatda tabiiy gaz tarkibidagi CH4 metanini bug 'isloh qilish usuli bilan ishlab chiqariladi. Metan va boshqa uglevodorodlar yoqilg'ining to'liq yonishi uchun etarli miqdordagi kislorod bilan reaksiyaga kirishganda, bug 'islohidan tashqari, vodorodni qisman oksidlanish usuli bilan ancha yuqori samaradorlikka ega bo'lish mumkin (esda tutingki, yuqorida qisqacha tavsiflangan yoqilg'ining to'liq yonishi jarayonida karbonat angidrid olinadi) CO2 gazi va suv H20). Stoxiometrik miqdordan kam kislorod etkazib berganda, reaktsiya mahsulotlari asosan vodorod H2 va uglerod oksidi yoki uglerod oksidi CO; karbonat angidrid CO2 va ba'zi boshqa moddalar oz miqdorda ishlab chiqariladi. Odatda, amalda, bu jarayon tozalangan kislorod bilan emas, balki havo bilan amalga oshiriladi, jarayonning kirish va chiqish qismida reaktsiyaga qatnashmaydigan azot bo'ladi.

Qisman oksidlanish ekzotermik jarayondir, ya'ni reaksiya natijasida issiqlik hosil bo'ladi. Qisman oksidlanish odatda bug 'qayta ishlashga qaraganda ancha tezroq bo'ladi va reaktorning kichik hajmini talab qiladi. Quyidagi reaktsiyalarda ko'rinib turganidek, dastlabki qisman oksidlanish yonilg'i birligiga bug 'isloh qilish jarayonida hosil bo'lgandan kam vodorod ishlab chiqaradi.

Metan CH4 ning qisman oksidlanish reaktsiyasi:
CH 4 + ½O 2 → CO + H 2 (+ issiqlik)

Propan C3H8:
C 3 H 8 + 1½O 2 → 3CO + 4H 2 (+ issiqlik)

Etil spirti C2H5OH:
C 2 H 5 OH + ½O 2 → 2CO + 3H 2 (+ issiqlik)

Benzin tarkibidagi yuzdan ortiq kimyoviy birikmalardan izooktan va toluol misolida benzinning qisman oksidlanishi:
C 8 H 18 + 4O 2 → 8CO + 9H 2 (+ issiqlik)
C 7 H 18 + 3½O 2 → 7CO + 4H 2 (+ issiqlik)

CO ni karbonat angidridga aylantirish va qo'shimcha vodorod ishlab chiqarish uchun bug 'isloh qilish jarayonining tavsifida aytib o'tilgan kislorod o'zgaruvchan suv → gaz reaktsiyasi qo'llaniladi:
CO + H 2 O → CO 2 + H 2 (+ ozgina issiqlik)

Shakar fermentatsiyasidan olingan CO2

Xamirturush xamiridan alkogolli ichimliklar va non mahsulotlari ishlab chiqarishda C2H5OH etil spirti va karbonat angidrid CO2 hosil bo'lishi bilan shakar - glyukoza, fruktoza, saxaroza va boshqalarni fermentatsiyalash jarayoni qo'llaniladi. Masalan, glyukoza C6H12O6 ning fermentatsiya reaktsiyasi quyidagicha:
C 6 H 12 O 6 → 2C 2 H 5 OH + 2CO 2

Va fruktoza C12H22O11 fermentatsiyasi quyidagicha:
C 12 H 22 O 11 + H 2 O → 4C 2 H 5 OH + 4CO 2

Wittemann tomonidan ishlab chiqarilgan CO2 ishlab chiqarish uskunalari

Alkogolli ichimliklar ishlab chiqarishda, natijada paydo bo'lgan alkogol fermentatsiya reaktsiyasining kerakli mahsuloti va hatto, deyish mumkin. Uglerod dioksidi ba'zan atmosferaga tarqaladi va ba'zida uni karbonatlash uchun ichimlikda qoldiradi. Nonni pishirishda buning aksi: CO2 pufakchalarni hosil qilish uchun kerak bo'lib, xamir ko'tariladi va pishirish paytida etil spirti deyarli butunlay bug'lanadi.

Ko'pgina korxonalar, ayniqsa CO 2 mutlaqo keraksiz yon mahsulot bo'lgan distillash zavodlari, uni yig'ish va sotishni yo'lga qo'ygan. Fermentatsiya idishlaridan olingan gaz alkogol tutqichlari orqali karbonat angidrid zavodiga beriladi, u erda CO2 tozalanadi, suyultiriladi va shishaga solinadi. Aslida, bu distillash zavodlari ko'plab mintaqalarda karbonat angidrid gazining asosiy etkazib beruvchilari hisoblanadi - va ularning aksariyati uchun karbonat angidridni sotish hech qachon oxirgi daromad manbai emas.

Pivo va distillash zavodlarida (Huppmann / GEA Brewery, Wittemann va boshqalar) toza karbonat angidrid gazini chiqarish uchun uskunalar ishlab chiqarishning butun bir tarmog'i, shuningdek uni uglevodorod yoqilg'isidan to'g'ridan-to'g'ri ishlab chiqarish mavjud. Shuningdek, "Air Products" va "Air Liquide" kabi gaz etkazib beruvchilar CO 2 ni chiqarish va keyinchalik tozalash, suyultirish va ballonlarni to'ldirish uchun stantsiyalar o'rnatadilar.

CaCO3 dan ohak ohak ishlab chiqarishda CO2

Keng ishlatiladigan CaO ohakni ishlab chiqarish jarayonida reaktsiya yon mahsuloti sifatida karbonat angidrid ham mavjud. Ohaktosh CaCO3 ning parchalanish reaktsiyasi endotermik bo'lib, taxminan + 850 ° S haroratni talab qiladi va quyidagicha ko'rinadi:
CaCO3 → CaO + CO2

Agar ohaktosh (yoki boshqa metall karbonat) kislota bilan reaksiyaga kirsa, u holda karbonat angidrid H2CO3 reaksiya mahsulotlaridan biri sifatida ajralib chiqadi. Masalan, HCl xlorid kislota ohaktosh (kaltsiy karbonat) CaCO3 bilan quyidagicha reaksiyaga kirishadi:
2HCl + CaCO 3 → CaCl 2 + H 2 CO 3

Karbonat kislota juda beqaror va atmosfera sharoitida tezda CO2 va suv H2O ga ajraladi.

Maqsadlar:

• Karbonat angidridning kashfiyot tarixi, xususiyatlari va amaliy qo'llanilishi to'g'risida tushunchalarni kengaytirish.
• Talabalarni karbonat angidrid qazib olishning laboratoriya usullari bilan tanishtirish.
• Talabalarda eksperimental ko'nikmalarni shakllantirishni davom eting.

Amaldagi usullar: "Haqiqiy va yolg'on bayonotlar", "zigzag-1", klasterlar.

Laboratoriya jihozlari: laboratoriya stendi, gazlar ishlab chiqaruvchi qurilma, 50 ml lik stakan, marmar bo'laklari, xlorid kislota (1: 2), ohak suvi, Mohning qisqichi.

I. Qo'ng'iroq bosqichi

Qo'ng'iroq qilish bosqichida "to'g'ri va yolg'on bayonotlar" texnikasi qo'llaniladi.

II. Tushunish bosqichi

1. "Zigzag" ning beshta asosiy mavzusi bo'yicha matnlar oladigan ishchi guruhlarda tadbirlarni tashkil etish:

1. Karbonat angidridni kashf etish tarixi
2. Tabiatda karbonat angidrid
3. Karbonat angidridni olish
4. Karbonat angidridning xususiyatlari
5. Karbonat angidridning amaliy qo'llanilishi

Matn bilan dastlabki tanishish, birlamchi o'qish mavjud.

2. Ekspert guruhlarida ishlash.

Ekspert guruhlari aniq masalalar bo'yicha "mutaxassislarni" birlashtiradi. Ularning vazifasi matnni diqqat bilan o'qish, asosiy iboralarni va yangi tushunchalarni ajratib ko'rsatish yoki matn tarkibini grafik tarzda ko'rsatish uchun klasterlar va turli xil sxemalardan foydalanishdir (ish alohida bajariladi).

3. Materialni tanlash, uni tuzilishi va qo'shilishi (guruhda ishlash)

4. Matnni ishchi guruhlarda efirga uzatishga tayyorgarlik

• 1-guruh mutaxassislar "Karbonat angidridni kashf etish tarixi" mavzusidagi xulosani tuzadilar
• 2-guruh mutaxassislar karbonat angidridning tabiatda tarqalish sxemasini tuzadilar
• 3-guruh mutaxassislar karbonat angidridni olish sxemasini va uni olish uchun inshootning chizmasini tuzadilar
• 4-guruh mutaxassislar karbonat angidrid xossalari tasnifini tuzadilar
• 5-guruh mutaxassislar karbonat angidridni amaliy qo'llash sxemasini tuzadilar

5. Taqdimotga tayyorgarlik (plakat)

III. Ko'zgu bosqichi

Ishchi guruhlarga qaytish

1. Ketma-ket 1-5 mavzular guruhida efirga uzatiladi. Karbonat angidrid ishlab chiqarish uchun moslamani yig'ish. Karbonat angidrid gazini olish va uning xususiyatlarini o'rganish.
2. Eksperimental natijalarni muhokama qilish.
3. Tanlangan mavzular taqdimoti.
4. "Haqiqiy va yolg'on bayonotlar" ga qaytish. Dastlabki taxminlaringizni tekshirish. Yangi piktogrammalarning joylashuvi.

Bu shunday ko'rinishi mumkin:

"Zigzag" ning beshta asosiy mavzusidagi matnlar

1. Karbonat angidridni kashf etish tarixi

Uglerod dioksidi barcha boshqa gazlar orasida birinchi bo'lib XVI asr alkimyogari tomonidan "yovvoyi gaz" deb nomlangan havoga qarshi bo'lgan. Vant Helmont.

CO 2 ning kashf etilishi kimyoning yangi sohasi - pnevmatoximiya (gazlar kimyosi) ning asosini yaratdi.

Shotlandiyalik kimyogar Jozef Blek (1728 - 1799) 1754 yilda ohak mineral marmar (kaltsiy karbonat) gaz chiqishi bilan qizdirilganda parchalanadi va ohak (kaltsiy oksidi) hosil qiladi:

CaCO 3 CaO + CO 2
kaltsiy karbonat kaltsiy oksidi karbonat angidrid

Rivojlangan gazni kaltsiy oksidi bilan qayta birlashtirib, yana kaltsiy karbonat olish mumkin:

CaO + CO 2 CaCO 3
kaltsiy oksidi karbonat angidrid kaltsiy karbonat

Ushbu gaz Van Xelmont tomonidan kashf etilgan "yovvoyi gaz" bilan bir xil edi, ammo Blek unga yangi nom berdi - "bog'langan havo" - chunki bu gaz bog'lanib, qayta qattiq moddaga aylanishi mumkin edi, shuningdek, uni ohak suvi (kaltsiy gidroksidi) jalb qilishi mumkin edi va bulutli bo'lishiga olib keladi:

karbonat angidrid kaltsiy gidroksidi kaltsiy karbonat suvi

Bir necha yil o'tgach, Kavendish karbonat angidridning yana ikkita xarakterli fizik xususiyatlarini - uning yuqori zichligi va suvda sezilarli darajada eruvchanligini kashf etdi.

2. Tabiatdagi karbonat angidrid gazi

Atmosferadagi karbonat angidrid miqdori nisbatan past, atigi 0,04-0,03% (hajmi bo'yicha). Atmosferada to'plangan CO 2 ning massasi 2200 mlrd.
Karbonat angidrid 60 barobar ko'proq dengiz va okeanlarda eritiladi.
Har bir yil davomida uning tarkibidagi umumiy CO 2 ning taxminan 1/50 qismi atmosferadan minerallar organik moddalarga aylanadigan fotosintez jarayonida erning o'simlik qoplami bilan olinadi.
Tabiatdagi karbonat angidridning asosiy qismi organik moddalarning parchalanishining turli jarayonlari natijasida hosil bo'ladi. Uglerod dioksidi o'simliklar, hayvonlar, mikroorganizmlarning nafas olishi paytida ajralib chiqadi. Turli sanoat tarmoqlari tomonidan chiqariladigan karbonat angidrid miqdori doimiy ravishda oshib boradi. Uglerod dioksidi vulkanik gazlar tarkibiga kiradi va u vulkanli joylarda erdan ajralib chiqadi. Bir necha asrlar davomida u Italiyaning Neapol shahri yaqinida doimiy ravishda CO 2 ishlab chiqaruvchi "Itlar g'ori" generatori sifatida ishlagan. Bu itlarning ichida bo'lishi mumkin emasligi bilan mashhur, ammo odam u erda normal holatda qolishi mumkin. Haqiqat shundaki, bu g'orda karbonat angidrid erdan ajralib chiqadi va u havodan 1,5 baravar og'ir bo'lgani uchun, u pastda, taxminan itning balandligida (0,5 m) joylashgan. Karbonat angidrid 14% bo'lgan bunday havoda itlar (va boshqa hayvonlar, albatta) nafas ololmaydilar, ammo oyoqlarida turgan kattalar bu g'orda karbonat angidridning ko'pligini sezmaydilar. Xuddi shu g'orlar Yellowstone National Park (AQSh) da mavjud.
Karbonat angidridning tabiiy manbalari mofets deb ataladi. Mofetalar, xususan, mashhur Elbrus vulqoni joylashgan vulqon yemirilishining so'nggi, so'nggi bosqichiga xosdir. Shu sababli, kar va muz orqali o'tayotgan karbonat angidrid bilan to'yingan issiq buloqlarning ko'plab chiqish joylari mavjud.
Yer sharidan tashqarida uglerod oksidi (IV) "quruqlikdagi" sayyoralar bo'lgan Mars va Venera atmosferalarida uchraydi.

3. Karbonat angidrid gazini olish

Sanoatda karbonat angidrid asosan yonib turgan ohaktosh, alkogolli fermentatsiya va boshqalarning yon mahsuloti sifatida olinadi.
Kimyoviy laboratoriyalarda suyuq karbonat angidridli tayyor tsilindrlardan foydalaniladi yoki CO 2 Kipp qurilmalarida yoki marmar bo'laklariga xlorid kislota ta'sirida gazlar ishlab chiqaradigan qurilmada olinadi:

CaCO 3 + 2HCl CaCl 2 + CO 2 + H 2 O
kaltsiy karbonat xlorid kislota kaltsiy xlorid karbonat angidrid suvi

Xlorid kislota o'rniga sulfat kislotani ishlatish mumkin emas, chunki u holda suvda eriydigan kaltsiy xlorid o'rniga gips - kaltsiy sulfat (CaSO 4) - suvda ozgina eriydigan tuz olinardi. Gips, marmar parchalari ustiga kislota kirishini juda qiyinlashtiradi va shu bilan reaksiya jarayonini juda sekinlashtiradi.
Karbonat angidridni olish uchun:

1. Gaz ishlab chiqarish moslamasini laboratoriya stendiga ulang
2. Voronkali tiqinni naychadan olib tashlang
3. 2-3 dona marmar joylashtiring? no'xat
4. Huni tiqinini kolba ichiga qayta joylashtiring. Kelepçeyi oching
5. Xlorid kislotasini (1: 2) voronkaga quying (ehtiyotkorlik bilan!) Kislota marmarni ozgina qoplasin.
6. Stakanni uglerod oksidi (IV) bilan to'ldiring va qisqichni yoping.

4. Karbonat angidridning xususiyatlari

CO 2 rangsiz, hidsiz, havodan 1,5 marta og'irroq gaz, u bilan deyarli aralashmaydi (D.I.Mendeleyevning fikriga ko'ra u havoda "cho'kib ketadi"), buni quyidagi tajriba bilan isbotlash mumkin: stakan ustida, ichida yonayotgan sham bilan, karbonat angidrid bilan to'ldirilgan stakanni ag'daring. Sham bir zumda o'chadi.
Uglerod oksidi (IV) kislotali xususiyatlarga ega va bu gaz suvda eritilganda karbonat kislota hosil bo'ladi. CO 2 lakmus bilan bo'yalgan suvdan o'tkazilganda indikator rangi binafsha rangdan qizil ranggacha o'zgaradi.
Karbonat angidridning suvda yaxshi eruvchanligi uni "suvni almashtirish" usuli bilan to'plashning iloji yo'q.
Havodagi karbonat angidrid tarkibiga sifatli reaktsiya gazni kaltsiy gidroksidning (ohak suvi) suyultirilgan eritmasi orqali o'tishi hisoblanadi. Karbonat angidrid bu eritmada erimaydigan kaltsiy karbonat hosil bo'lishiga olib keladi, natijada eritma bulutli bo'ladi:

CO 2 + Ca (OH) 2 CaCO 3 + H 2 O
karbonat angidrid kaltsiy gidroksidi kaltsiy karbonat suvi

Haddan tashqari CO2 qo'shilsa, bulutli eritma erimaydigan karbonatning eruvchan kaltsiy bikarbonatiga aylanishi tufayli yana shaffof bo'ladi:

CaCO 3 + H 2 O + CO 2 Ca (HCO 3) 2
kaltsiy karbonat suv karbonat angidrid kaltsiy bikarbonat

5. Karbonat angidrid gazining amaliy qo'llanilishi

Bosilgan qattiq karbonat angidrid "quruq muz" deb nomlanadi.
Qattiq CO 2 qattiqligicha bo'rga o'xshash siqilgan zich qorga o'xshaydi. "Quruq muz" ning harorati –78 o C dir. Quruq muz, suv muzidan farqli o'laroq, zich. U suvga g'arq bo'lib, uni keskin sovutib yubordi. Yonayotgan benzinni bir necha bo'lak quruq muzni olovga tashlash orqali tezda o'chirish mumkin.
Quruq muzning asosiy qo'llanilishi oziq-ovqat mahsulotlarini: baliq, go'sht, muzqaymoq va boshqalarni saqlash va tashishdir. Quruq muzning qiymati nafaqat uning sovutish effektida, balki karbonat angidrid tarkibidagi mahsulotlarning chirimasligi va chirimasligidadir.
Past harorat sharoitida xizmat qiladigan qismlar, moslamalar, mexanizmlar laboratoriyalarda quruq muz bilan sinovdan o'tkaziladi. Quruq muz yordamida rezina avtoulov shinalarining sovuqqa chidamliligi sinovdan o'tkaziladi.
Uglerod dioksidi karbonatlash uchun meva va mineral suvlarni, tibbiyotda esa karbonat angidridli vannalar uchun ishlatiladi.
Suyuq karbonat angidrid karbonat angidridli yong'inga qarshi vositalarda, samolyotlarda va kemalarda yong'in o'chirish tizimlarida va karbonat angidridli yong'in dvigatellarida ishlatiladi. Bu, ayniqsa, suv yaroqsiz bo'lgan holatlarda, masalan, yonib ketgan yonuvchan suyuqliklarni o'chirishda yoki xonada elektr tarmog'idagi elektr simlari yoki suv bilan zararlanishi mumkin bo'lgan noyob uskunalar mavjud bo'lganda samarali bo'ladi.
Ko'pgina hollarda, CO 2 tugagan shaklda ishlatilmaydi, lekin masalan, tartarik kislota kaliy bilan natriy gidrokarbonatning aralashmasi bo'lgan pishirish kukunlarini ishlatish jarayonida olinadi. Bunday kukunlarni xamir bilan aralashtirganda, tuzlar eriydi va CO 2 chiqishi bilan reaktsiya paydo bo'ladi. Natijada xamir ko'tarilib, karbonat angidrid pufakchalari bilan to'ldirilib, undan pishirilgan mahsulot yumshoq va mazali bo'lib chiqadi.

Adabiyot

1. O'zgarish // O'qish va yozish orqali fikrlashni rivojlantirish bo'yicha xalqaro jurnal. - 2000. - № № 1, 2.
2. Axborot-kommunikatsiya sohasidagi zamonaviy talaba: O'quv qo'llanma. - SPb.: PETROC, 2000 yil.
3. Zagashev I.O., Zair-Bek S.I.Tanqidiy fikrlash: texnologiyani rivojlantirish. - SPb.: "Alliance" Delta "nashriyoti, 2003 y.

Karbonat angidridni qanday olish va yig'ish kerak? Ushbu gaz borligini tajribada isbotlang va eng yaxshi javobni oling

Mariya I ning javobi [faol]
marmar + xlorid kislota bo'lagi - probirkada. CaCO3 + 2HCl \u003d CaCl2 + CO2 + H2O




Umuman olganda, laboratoriyalarda CO2 Kipp qurilmalarida yoki gazlarni olish qurilmasida olinadi

Javob Galina Galina[guru]
Sanoatda ular pech gazlaridan, tabiiy karbonatlarning (ohaktosh, dolomit) parchalanish mahsulotlaridan olinadi. Gaz aralashmasi kaliy karbonat eritmasi bilan yuviladi, u karbonat angidridni yutadi, bikarbonatga o'tadi. Karbonat angidridni chiqarib, qizdirilganda bikarbonat eritmasi parchalanadi. Sanoat ishlab chiqarishida u silindrlarga quyiladi. Laboratoriya sharoitida oz miqdordagi karbonatlar va gidrokarbonatlarning kislotalar bilan o'zaro ta'siri natijasida olinadi, masalan, marmar xlorid kislota bilan.

Javob Arsen Yasupiev[faol]
Marmar + xlorid kislota bo'lagi - probirkada. CaCO3 + 2HCl \u003d CaCl2 + CO2 + H2O
Ushbu probirkaga gaz chiqadigan naycha, naychaning boshqa uchi boshqa probirkaga kiradi, unda siz karbonat angidrid gazini yig'asiz.
Isbot: 1) ohak suvi Ca (OH) 2, keyin reaksiya sodir bo'ladi:
CO2 + Ca (OH) 2 \u003d CaCO3 + H2O. Kaltsiy karbonat cho'kadi (oq), shuning uchun sifatli reaktsiya: ohak suvining loyqalanishi.
2) Karbonat angidrid suvda yaxshi eriydi, eritilganda karbonat kislota hosil bo'ladi, shuning uchun agar u suvdan o'tib, keyin suvga litmus qo'shilsa, binafsha lakmus qizil rangga aylanadi (kislotali muhit bo'lgani uchun)
Umuman olganda, laboratoriyalarda CO2 Kipp qurilmalarida yoki gazlarni olish qurilmasida olinadi

Javob 3 javob[guru]

Salom! Sizning savolingizga javob beradigan mavzular to'plami: Karbonat angidridni qanday olish va yig'ish kerak? Ushbu gaz mavjudligini empirik ravishda isbotlang