Получение NаОн известковый способом

Приготовить 10 %-й раствор карбоната натрия растворением кальцинированной соды в воде (во избежание образования комков соду рекомендуется растворять в горячей воде при перемешивании). Стакан, в котором содержится 100—200 мл этого раствора, поставить на асбестовую сетку, нагреть на пламени горелки до 50—80 °С и порциями, при перемешивании, засыпать Са(ОН)₂ (или СаО) в количестве, соответствующем 200 % от теоретически необходимого по реакции (1). Степень каустификации (практический выход свободной щелочи по реакции (1) определяется соотношением эквивалентных количеств образующегося гидроксида натрия и исходной соды. При изучении кинетики каустификации в случае проведения эксперимента в одном стакане через 5, 10, 20 и 50 мин после добавления извести в содовый раствор на 1—2 мин прекращают перемешивание и после отстаивания отбирают 1—2 мл пробы осветленного раствора для определения концентраций NаОН и Nа₂СO₃ в этом растворе. Анализ основан на титровании раствора стандартным (0,1 н) раствором HCl с двумя индикаторами: общая щелочность (NаОН + Nа2СO3) определяется титрованием пробы раствора с метиловым оранжевым, а гидратная щелочность и половина карбонатной — титрованием с фенолфталеином. Эти титрования достаточно точно выполняются из одной пробы. При этом берут V мл пробы раствора, переносят в коническую колбу; добавляют 40 мл дистиллированной воды, затем 2—5 капель фенолфталеина и титруют 0,1 н раствором HCl до исчезновения окраски (V1). В этот же раствор добавляют несколько капель метилового оранжевого и снова титруют 0,1 н раствором HCl до перехода окраски из желтой в розовую (V2). Концентрация свободной щелочи в растворе (в г-экв/л) определяется по формуле:

CNaОН = [(V1 — V2)/V] · 0,1.

Степень каустификации η определяется по формуле:

η = [(V1 — V2)/(V1 + V2)] · 100.

Получение NаОн ферритным способом

Навески (5 ± 0,1) г кальцинированной соды и стехиометрического по реакции (2) количества оксида железа (III) равномерно перемешиваются в 4 —5 фарфоровых тиглях. Тигли по очереди помещают в муфельную печь и нагревают до 800—1000 ºС в течение 5, 10, 20 и 50 мин, после чего охлаждаются до комнатной температуры. Затем прокаленные смеси переносятся в термостойкие стаканы и выщелачиваются добавлением 100 мл воды при температуре 70—80 ºС при перемешивании в течение 30 мин. Степень каустификации определяется с помощью химического анализа полученного раствора отдельно в каждом стакане путем титрования стандартным раствором кислоты точно так же, как было описано выше.

Содержание отчета и его форма

В своем журнале каждый студент записывает название лабораторной работы, цель, аппаратуру и материалы, порядок выполнения задания, приводит необходимы ссылки на нормативные документы, описывает вариант выполнения работы и решает задачи, согласно полученному заданию.

Записать использованные объемы и массы NаОН и Nа₂СO₃, значения степени каустификации в зависимости от времени. Если процесс каустификации соды проводился одновременно двумя способами, сравнить результаты. Сделать выводы.

Контрольные вопросы

1. Назовите основные области применения гидроксида натрия.

2. Перечислите и обоснуйте основные достоинства и недостатки процессов получения гидроксида натрия по известковому и ферритному способам.

3. Назовите другие химические способы получения гидроксида натрия. Чем ограничивается их промышленное применение?

4. Дайте краткое описание основных электрохимических способов получения гидроксида натрия. В чем заключаются их достоинства и недостатки

по сравнению с химическими способами?

5. Какие параметры процесса и каким образом обусловливают выбор рабочих температур в химических способах получения гидроксида натрия?

6. Имеются ли экологические проблемы при промышленном использовании химических способов производства гидроксида натрия? В чем они заключаются?

Защита работы

Защита работы заключается:

- в выполнении задания и оформлении отчета по лабораторной работе;

- в ответах на контрольные идополнительные вопросы по лабораторной работе.

Список литературы

1. Бесков, В. С. Общая химическая технология : учебник для вузов / В. С. Бесков. –

Москва : ИКЦ "Академкнига", 2006. – 452 с.

2. Лабораторный практикум по общей химической технологии : учеб. Пособие / [В.А. Аверьянов] и др. ; под ред. В.С. Бескова. – 2-е изд. – М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2013. – 279 с.

3. http://www.chem.msu.ru – сайт библиотеки химического факультета Московского государственного университета.

4. http://lib.muctr.ru – сайт Информационно-библиотечного центра Российского химико-технологического университета им. Д.И. Менделеева.

5. http://library.spbu.ru – сайт научной библиотеки им. М. Горького Санкт-Петербургского государственного университета.

Лабораторная работа № 3. Расчет материального баланса процесса получения азотной кислоты окислением аммиака

Цель: Составить материальный баланс процесса получения 1 т 100 %-й азотной кислоты путем окисления аммиака по фиксированным исходным данным.

Формируемые компетенции

В результате изучения теоретического материала, относящегося к теме и решения типовых задач, происходит формирование следующих компетенций:

• составлять математические модели типовых профессиональных задач, находить способы их решений и интерпретировать профессиональный (физический) смысл полученного математического результата (ОПК-6)

• способностью и готовностью использовать основные законы естественнонаучных дисциплин в профессиональной деятельности, применять методы математического анализа и моделирования, теоретического и экспериментального исследования (ОПК-6)

- владением основными методами защиты производственного персонала и населения от возможных последствий аварий, катастроф, стихийных бедствий (ОПК-6)