Файл: Эпштейн Д.А. Химия в промышленности учеб. пособие по факультатив. курсу для учащихся X классов.pdf

твердых, жидких и газообразных веществ. Это позволяет ее при­ менять не только для перевода реагентов в раствор, но и для очистки веществ, в частности газовых смесей от нежелательных примесей, например от оксида углерода (IV), сероводорода и др.

В каких производствах вода применяется как растворитель?

Остановимся на рассмотрении еще одной области примене­ ния воды в химическом производстве. С первых ваших шагов в химических кабинетах вы обратили внимание на то, что химия

лишь при повышенных температурах. Многие реакции требуют затраты энергии на химическое превращение. Какое отношение эти факты имеют к вопросу о расходе воды на химических за­ водах? На две стороны связи нужно обратить внимание: 1) тем­ пературу реакции необходимо регулировать в заданных преде­ лах, отводя или подводя тепло, 2) следует утилизировать тепло­ ту химических реакций и теплоту горячих продуктов реакций.

Уже из рассмотренного можно сделать важные выводы о ро­ ли воды в химическом производстве. Химические заводы нужда­ ются, как правило, в огромном количестве воды, исчисляемом

§ 8. Экономное использование сырья

Проблема бережного отношения к сырью относится к числу •важнейших, особенно в химической промышленности. Удельный вес затрат на сырье в себестоимости химических продуктов по большей части очень велик, особенно если используются про­ мышленные продукты (например, водород для синтеза аммиа­ ка). Поэтому усилия исследователей, проектировщиков, конст­ рукторов химической аппаратуры и производственников направ­ лены на поиски и осуществление таких условий, при которых •из данного количества сырья получается-возможно более про­ дукта.

П

Проделайте маленький расчет: пусть себестоимость 1 т некоего химиче­ ского продукта равна 1000 р. и складывается она из платы за сырье —

Уже ваши первые шаги при изучении химии были связаны с вычислениями количества продуктов, образующихся из данного количества исходных веществ. Используя закон сохранения мас­ сы веществ при химических реакциях и учение об атомпо-моле- кулярном строении вещества, вы составляете уравнения хими­ ческих реакций и проводите эти вычисления. Они являются от­ правными и во всех инженерно-химических расчетах, так как позволяют определить «потолок» — стехиометрический выход' продукта (стехиометрический — вычисленный по уравнению хи­ мической реакции). Вычислять можно, как вы знаете, в химиче­ ских единицах — молях — и в обычных массовых или объемных единицах, например в тоннах или кубических метрах.

Вычислите стехиометрический выход серной кислоты, считая на 100-про­ центную, из серного колчедана, в котором согласно анализу содержится 45% серы.

П р и м е ч а н и е . Многие учащиеся, приступая к решению таких задач, составляют химические уравнения всех реакции, ведущих от сырья к продук­ ту. Решите задачу, не составляя уравнений и даже не рассматривая вопрос, посредством каких реакций образуется серная кислота из колчедана.

На заводах получают не стехиометрический выход продукта, а меньший. Его называют практическим и часто выражают в процентах от образующегося согласно уравнению химической ре­ акции количества продукта. Если вы проследите путь перераба­ тываемых материалов от места добычи сырья или его производ­ ства до склада готовой продукции — представите технологиче­ скую схему производства, вам, вероятно, придет в голову мысль, что можно просто растерять некоторое количество материаловпри погрузке, разгрузке^ транспортировке вследствие неплотно­ сти аппаратуры и машин. Эти причины действительно сущест­ вуют, но и способы к их устранению ясны — герметизация транс­ портной и реакционной аппаратуры, механизация погрузочноразгрузочных работ и т. д. Имеются более сложные препятствия к получению стехиометрического выхода, лежащие в существе самих химических реакций. К ним и будет приковано ваше вни­ мание в данном курсе. Назовем главные из них.

Вследствие обратимости химических реакций выбирают усло­ вия их проведения, благоприятные для смещения равновесия в сторону образования продуктов реакции. Однако часто оказы­ вается трудным, а иногда теоретически и практически невозмож­ ным сместить равновесие полностью.

Еще одно препятствие — в связи с зависимостью скорости хи­ мических реакций от концентраций реагирующих веществ мно-

12