Хлеб химической промышленности

Департамент образования

Администрация Кировской области

Оричевское районное управление образование

Оричевская средняя общеобразовательная  школа №2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Проект

«Хлеб химической промышленности»

 

 

 

 

                             Выполнили:

                                                    Бехтерев Константин

и Сандаков Александр

ученики 9 класса

                                                               Консультант проекта                                  

                             Володина Т. В.

Учитель химии

первая категория

 

 

 

                                                          

 

 

 

Оричи 2009                         

Оглавление.

№ п/п	Содержание	Страницы
1	Цель проекта.	3
2	Задачи проекта.	3
3	Срок реализации проекта.	3
4	Этапы реализации проекта.	3
5	Обоснование актуальности.	4
6	Подготовительный этап.	5
7	Информационные ресурсы.	20
8	Приложение №1	21
9	Приложение №2.	22

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Цель проекта: изучить  и исследовать свойства  серной кислоты, узнать её значение в химической промышленности и жизни человека.

Задачи проекта:

-найти и проанализировать информационные ресурсы по теме: «Серная кислота».

-изучить строение, свойства и способы получение серной кислоты

-собрать информацию о её применении  в химической промышленности

-составить презентацию.

Срок реализации проекта: сентябрь-март 2008-2009 учебного года.

 

Этапы реализации проекта

Этап	Сроки	Результат
Подготовительный	Сентябрь-декабрь 2008года	Анализ информационных ресурсов
Практический	Январь-апрель 2009года	Исследование по теме, Написание проекта Создание презентации.
Контрольно-оценочный	Апрель-июнь 2009года	Оценка проекта.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Обоснование актуальности проекта.

Как известно издавна серную кислоту считали «матерью» всех кислот.

Серная кислота известна с древности. Первое упоминание о кислых газах, получаемых при прокаливании квасцов или железного купороса "зеленого камня", встречается в сочинениях, приписываемых арабскому алхимику Джабир ибн Хайяну.

Позже, в 9 веке персидский алхимик Ар-Рази, прокаливая смесь железного и медного купороса (FeSO4•7H2O и CuSO4•5H2O), также получил раствор серной кислоты. Этот способ усовершенствовал европейский алхимик Альберт Магнус, живший в 13 веке.

В 15 веке алхимики обнаружили, что серную кислоту можно получить, сжигая смесь серы и селитры, или из пирита - серного колчедана, более дешевого и распространенного сырья, чем сера. Таким способом получали серную кислоту на протяжении 300 лет, небольшими количествами в стеклянных ретортах. И только в середине 18 столетия, когда было установлено, что свинец не растворяется в серной кислоте, от стеклянных лабораторий перешли к большим свинцовым камерам.

В настоящее время серная кислота является «хлебом химической промышленности».

На уроках химии мы изучили тему: «Сера и её соединения», и решили узнать больше информации о производстве серной кислоты, её свойствах и применении.

Продуктом нашего проекта является компьютерная презентация созданная с учётом требований к презентациям, которые мы изучили в ходе работе над проектом.

 

 

 

 

На подготовительном этапе мы проанализировали информационные ресурсы по теме: «Серная кислота».

Серная кислота́ H2SO4 — сильная двухосновная кислота, отвечающая высшей степени окисления серы (+6).  В технике серной кислотой называют её смеси как с водой, так и с серным ангидридом.

Физические свойства:

Кислота серная - прозрачная, тяжелая, маслянистая жидкость с резким запахом. На воздухе медленно испаряется. Чистая серная кислота бесцветна, наличие примесей придает технической серной кислоте желтовато-бурый оттенок. Концентрацию серной кислоты определяют по содержанию в кислоте моногидрата или по плотности. С водой смешивается во всех отношениях, очень гигроскопична. Смешение серной кислоты с водой сопровождается высоким тепловым эффектом, выделением паров и газов.

Правила разбавления

Растворение серной кислоты в воде – физико-химическое явление, которое сопровождается выделением большого количества энергии (экзотермическая реакция. Каждому нужно знать правило:

 

Кислоту льём в воду, а не наоборот!!!

Иначе не избежать ожогов.

Правила обращения с кислотами

- Наливать кислоту осторожно, держа пробирку над ящиком.

- В случае попадания кислоты на кожу или слизистые оболочки, тщательно     промыть под краном пораженное место. 

- Нейтрализовать раствором соды.

 

Разрушающе действует на органические вещества, вызывает сильное раздражение глаз, вплоть до слепоты, разъедает кожу, вызывает ее изъязвление, ожоги, оказывает коррозионное действие на многие металлы. Серная кислота - негорючая пожароопасная жидкость. Разбавленная серная кислота растворяет металлы с выделением водорода, концентрированная вызывает самовоспламенение горючих веществ.

Химические свойства:

Серная кислота — довольно сильный окислитель.

I. Серная кислота в растворе обладает общими для класса кислот химическими свойствами.

1. Серная кислота ступенчато диссоциирует в растворе с образованием иона водорода.

H2SO4 = H++HSO4-

HSO4- = H++SO42-

серная кислота изменяет окраску индикаторов:

Лакмус - краснеет

Метиловый оранжевый - розовеет

 

2.Окислительно-востановительные реакции характерны для взаимодействия растворов серной кислоты с металлами.

Zn+H2SO4=ZnSO4+H2O

Zn+2H+=Zn2++H2

3.Реакции обмена разбавленной серной кислоты с основными и амфотерными оксидами:

MgO+H2SO4=MgSO4+H2OMgO+2H+=Mg2++H2O

4.Реакции с основаниями

H2SO4+2KOH=K2SO4+2H2O

2H++2OH=2H2O

5.Реакции с растворами солей:

H2SO4+Na2CO3=Na2SO4+CO2+ H2O

2H++ CO3-2= CO2+ H2O

Качественная реакция на серную кислоту и ее соли, с помощью которой можно распознать их среди других веществ, реакция с растворимыми солями бария:

H2SO4+BaCl2=BaSO4+2H2Cl

K2SO4+Ba(NO3)2= BaSO4+2KNO3

Суть процесса: выпадает белый осадок сульфата бария, не растворимый ни в воде, ни в кислотах:

Ba2++SO42+= BaSO4

Катион бария является реагентом на сульфат-ион.

II. Химические свойства концентрированной серной кислоты.

1. концентрированная серная кислота активно взаимодействует с водой, образуя гидраты.

H2SO4+n H2O= H2SO4* n H2O+Q

2. Окисление неметаллов

C+2H2SO4=CO2+ 3SO2+2H2O

S+2H2SO4=3SO2+2H2O

3. окисление сложных веществ:

H2SO4+2H2Br= Br2+SO2+2H2O

4. взаимодействие концентрированной серной кислоты с металлами.

8 Na+5 H2SO4= 4Na2 SO4+ H2S+4H2O

Концентрированная серная кислота реагирует и с металлами, стоящими в ряду активности после водорода, с такими, как медь, серебро, ртуть. Реакции идут при нагревании.

Cu+2H2SO4= Cu SO4+SO2+2H2O

 

 

 

 

 

Производство серной кислоты

Исходное сырье

Традиционно основными источниками сырья являются сера и железный (серный) колчедан. Около половины серной кислоты в СССР получали из серы, треть – из колчедана. Значительное место в сырьевом балансе занимают отходящие газы цветной металлургии, содержащие диоксид серы.

В целях защиты окружающей среды во всем мире принимаются меры по использованию отходов промышленности, содержащих серу. В атмосферу с отходящими газами тепловых электростанций и металлургических заводов выбрасывается диоксида серы значительно больше, чем употребляется для производства серной кислоты. Из-за низкой концентрации SO2 в таких отходящих газах их переработка пока еще не всегда осуществима.

В то же время отходящие газы – наиболее дешевое сырье, низки оптовые цены и на колчедан, наиболее же дорогостоящим сырьем является сера. Следовательно, для того чтобы производство серной кислоты из серы было экономически целесообразно, должна быть разработана схема, в которой стоимость ее переработки будет существенно ниже стоимости переработки колчедана или отходящих газов.

В кратере вулкана Иджен на острове Ява, расположено большое горячее озеро серной кислоты, по берегам которого местные жители в нечеловеческих условиях добывают серу. В чаше из базальтовых серых стен расположено яблочно-зеленое озеро, над поверхностью которого тянутся сернистые шлейфы. Озеро находится на высоте 2 386 метров над уровнем моря. Глубина его не велика - 212 метров. 
По берегам вокруг черных отверстий, напоминающих раскрытые зевы чудовищ, отливают золотом валики серы. Такие же отверстия существуют в дне озера, поэтому его температура на поверхности составляет 60 градусов, а в глубине - свыше 200 градусов по Цельсию. Озеро хранит в своей чаше 40 миллионов тонн смеси концентрированных соляной и серной кислот. 
Но, самое удивительное, - в каждом литре этой смеси содержится ещё и 5 граммов растворенного алюминия. Ученые подсчитали, что всего в озере растворено свыше 200 тысяч тонн этого металла. 
"Дуновение" газов с высоким содержанием сероводорода, сернистого ангидрида и соляной кислоты не позволяет подолгу находиться в этом месте. Пары вызывают острые приступы кашля, если не одевать на лицо маску. 
Тем не менее, в кратере вулкана вручную добывается сера для промышленных нужд. Носильщики серы набивают по 70 - 80 кг сырья в специальные корзины, неся их в одну ходку. Дневная зарплата работника - около 5 долларов. Средняя продолжительность жизни индонезийского добытчика серы составляет 30 лет

 

Способы производства

Еще в XIII веке серную кислоту получали в незначительных количествах термическим разложением железного купороса FeSO4 , поэтому и сейчас один из сортов серной кислоты называется купоросным маслом, хотя уже давно серная кислота не производится из купороса.

В настоящее время серная кислота производится двумя способами: нитрозным, существующим более 200 лет, и контактным, освоенным в промышленности в конце ХIХ и начале ХХ века. Контактный способ вытесняет нитрозный (башенный). Первой стадией сернокислотного производства по любому методу является получение диоксида серы при сжигании сернистого сырья. После очистки диоксида серы (особенно в контактном методе) ее окисляют до триоксида серы, который соединяют с водой с получением серной кислоты. Окисление SO2 в SO3 в обычных условиях протекает крайне медленно. Для ускорения процесса применяют катализаторы.

В настоящее время контактным методом получают концентрированную серную кислоту, олеум и 100% серный ангидрид.

Одновременно с увеличением объема производства серной кислоты расширяется ассортимент продукции сернокислотных заводов, организуется выпуск особо чистой кислоты, 100% SO2, высококачественного олеума и кислоты, а также увеличивается производство новых продуктов на основе SO2. Кроме олеума, концентрированной серной кислоты и аккумуляторной кислоты, отечественные заводы выпускают также более чистую контактную кислоту улучшенного качества (для производства искусственного волокна, титановых белил и др.), чистый олеум, химически чистую и реактивную серную кислоту.