№2 ammiakni oksidlash va nitrat kislotasi olish

Laboratoriya ishi № 2
AMMIAKNI OKSIDLASH VA NITRAT KISLOTASI OLISH


Ishdan maqsad: Laboratoriya qurilmasida ammiakni katalitik oksidlab, nitrat kislotasi olishda oksidlanish jarayonining tutashuv chegarasida haroratga va vaqtga bog’likligini o’rganish.


Nazariy ma‘lumotlar.
Ammiakni azot oksidigacha oksidlash suyultirilgan nitrat kislotasi olishda I-bosqichdir.
II-bosqich azot oksidini azot (II) oksidigacha oksidlash va uni suv bilan absorbtsiyalashdan iborat.
Ammiakni azot oksidigacha oksidlash quyidagi reaktsiya ko’rinishida boradi.
4 NH₃ + 5О₂ = 4NО + 6Н₂О + Q (а)
Ammiakni oksidlashda ushbu reaktsiya jarayonida, quyidagi qo’shimcha reaktsiyalar xam borishi mumkin.

4 NH₃ + 4О₂ = 2N₂О + 6Н₂О + Q (б)

4 NH₃ + 3О₂ = 2N₂ + 6Н₂О + Q (в)
Bu reaktsiyalar amalda oxirigacha boradi.
Agarda katalizator qo’llanmasa oksidlanish asosan (v) reaktsiya ko’rinishida boradi. Sanoatda ammiakni NO gacha oksidlash uchun katalizator sifatida odatda platinaning bir oz palladiy va rodiy qo’shilgan qotishmasi sidirg’a to’r ko’rinishida ishlatiladi. Bu to’rlar reaktor ichida qavat-qavat joylashgan bo’lib, uning orasidan ammiak va havo aralashmasi o’tkaziladi. Platina katalizatorlarida, juda oz vaqt birligida, yuqori darajada, ya‘ni 95-98% gacha azot oksidi olish mumkin. Ammiakni azot oksidigacha oksidlanishi, sekundning o’n mingdan bir ulushiga vaqt oralig’ida, deyarli oxirigacha boradi. Bunday katalizatorlar uzoq muddat o’zining faollik xususiyatlarini saqlab turadi.
Hozirgi kunlarda platina bilan bir qatorda temir oksididan tayyorlangan katalizatorlar ham ishlatilmoqda.
Ammiakning oksidlanish tezligi nihoyatda katta bo’lib, eng tez boruvchi reaktsiyalar qatoriga kiradi. Platina katalizatorlarida optimal tutashuv vaqti 0,00006 - 0,0003 sekund, temir oksidida esa 0,01 sekundni tashkil qiladi. Optimal harorat esa 700 – 900⁰C dir. NO gazining hosil bo’lishi uchun dastlabki gaz aralashmasining tarkibi ham katta ahamiyatga ega. Bir mol ammiakni azot oksidigacha oksidlanishi uchun nazariy jihatdan 1,2 mol kislorod kerak bo’ladi. Azot oksidini hosil bo’lish darajasini oshirish uchun kislorod miqdori keragidan ortiqroq bo’lishi, ya‘ni 1 hajm NH₃ uchun 1,2-2,0 hajm O₂ bo’lishi kerak. Kontakt qurilmasida katalizator ishtirokida 800 – 900⁰C haroratda asosan azot oksidi hosil bo’ladi. Chunki yuqori haroratda azotning kislorod bilan eng mustahkam birikmasi azot oksidi hisoblanadi. Kontakt qurilmasidan keyingi oksidlash idishida (12) gaz harorati pasayadi va azot oksidi azot (II) oksidigacha oksidlanadi.
2NО + О₂ = 2NО₂ (г)
Oksidlanish reaktsiyasi natijasida bir qator nitroz gazlari (N₂O₃ NO, N₂O) ham hosil bo’ladi.
Nitrat kislatasining hosil bo’lishi esa, hosil bo’lgan asosiy mahsulot azot (II) oksidini suv bilan o’zaro ta‘siriga asoslanadi.
2NО₂ + Н₂О = НNО₃ + НNО₂ + Q (д)

qo’shimcha N₂О₄ + Н₂О = НNО₃ + НNО₂ + Q (е)

Hosil bo’lgan nitrat kislotasi beqaror bo’lgani uchun quyidagicha parchalanadi.
3НNО₂  НNО₃ + 2NО + Н₂О - Q (ж)
Reaktsiyaning umumiy ko’rinishi esa,
3NО₂ + Н₂О  НNО₃ + NО + Q (з)
ko’rinishida bo’ladi. (d) reaktsiyasida ko’rsatilgan azot (II) oksidini nitrat kislotasiga aylanish darajasi nitrat kislotasining kontsentratsiyasiga, haroratga va gaz tarkibidagi azot (II) oksidining miqdoriga bog’liq.
Bu ish - laboratoriya model qurilmasida ammiakni katalitik oksidlab, nitrat kislotasi olish jarayonini, nazorat qilish usullarini o’rganishga mo’ljallangan.
Tajriba utkazish uchun kerakli buyumlar, jihozlar va reaktivlar.
1. Laboratoriya qurilmasi.
2. Temir katolizatori.
3. Ammiak gazi.
4. Natriy ishqori eritmasi, 0,5N.
5. Erlenmeyer kolbasi.
6. Metil qizil indikatori.