34. Химиялық-технологиялық процестің тепе-теңдігіне әсер ететін факторларды атап көрсетіңіз (Ле-Шаталье принципі).

Барлық қайтымды химиялық-технологиялық процестер тепе-теңдікке ұмтылады. Тепе-теңдік тура және кері бағыттарда жүретін процестердің жылдамдықтары теңескен кезде орнайды. Егер сыртқы жағдайдан температура немесе қысым, не компоненттердің біреуінің концентрациясы өзгерсе, онда тепе-теңдік бұзылады.

Берілген жүйедегі тепе-теңдікке технологиялық режимнің негізгі парматрлерінің әсері Ле-Шаталье принципі бойынша анықталады. Ле-Шаталье принципі: “химиялық тепе-теңдік күйіне келіп тұрған жүйенің жағдайының біреуін өзгерту, тепе-теңдікті сол өзгертуге қарсы әрекет туғызатын реакция бағытына қарай ығыстырады”.

Қайтымды реакцияның тепе-теңдігінің ығысуына әсер ететін маңызды факторларға температура, қысым және реакцияға қатысатын заттардың концентрациясы жатады.

Қысымның әсері. Тепе-теңдік оң жаққа ығысу үшін қысымды төмендету қажет. Ал қысымды жоғарылату тепе-теңдікті солға ығыстырады.

Мысал ретінде реакция кезінде газ көлемінің өзгеруі әртүрлі 3 реакцияны қарастырайық:

1) N₂ + 3H₂ = 2NH₃

2) CH₄ = C + 2H₂

3) CO + H₂O = H₂ + CO₂

1) Бірінші реакция газдың көлемінің кемуімен, яғни қысымның азаюымен жүреді. Ле Шаталье принципіне сәйкес теңдікті солдан оңға қарай жылжыту үшін қысымды арттыру керек. Бұл реакция 32,0 МПа қысымда жүреді.

2) Екінші реакци көлемнің ұлғаюымен жүреді, яғни теңдікті солдан оңға қарай ығыстыру үшін қысымды төмендету керек.

3) Үшінші реакцияға қысымның өзгеруі әсер етпейді, өйткені жүйенің көлемі өзгермейді.

Концентрацияның әсері. Реакцияға түскен заттардың концентрациясы мақсатты өнімнің шығымына үлкен әсер етеді. Ол тепе-теңдіктің тұрақтылығынан көрінеді.

K = [C][D]\[A][B]

Жүйедегі бастапқы заттың концентрациясының жоғары болуы тепе-теңдікті оң жаққа, ал өнімнің концентрациясының жоғары болуы тепе-теңдікті сол жаққа ығыстырады.

Мысалы: Көміртегі оксидінің су буымен конверсия процесі:

CO + H₂O = CO₂ + H₂

Тепе-теңдік тұрақтысы мына теңдеумен анықталады.

K = [CO₂][H₂]\[CO][H₂O]

Температураның әсері. Температура көтерілгенде тепе-теңдік эндотермиялық реакция бағытына қарай, ал температура төмендегенде экзотермиялық реакция бағытына қарай ығысады. Мұны Ван-Гофф заңы деп атайды. Ван-Гофф заңы Ле-Шаталье принципінің бір түрі.

Қайтымды экзотермиялық реакцияға мысал қарастырайық. Күкіртті ангидридтің тотығу реакциясы:

SO₂ + 0,5O₂ = SO₃ + Q

Бұл жерде жылудың әсерінен реакциялық қоспаның температурасы артады да тепе-теңдік солға қарай жылжиды.

Қайтымды эндотермиялық реакцияны қарастырайық. Метанды су буымен конверсиялау реакциясы:

CH₄ + H₂O = CO + 3H₂ – Q

Бұл реакцияда жүйе суығанда жылу беру керек, сонда тепе-теңдік оң жаққа, яғни өнім алатын жаққа жылжиды.

35) Ағынды суларды тазарту әдістерін сипаттаңыз – механикалық, химиялық, биологиялық, физика-химиялық.

Ағынды су деп бұрын өндірісте, тұрмыста немесе ауыл шаруашылығында пайдаланылған, сондай-ақ қандай да бір лас аймақ, оның ішінде елді-мекeн (өнеркәсіптік, ауылшаруашылықтық, коммуналдық-тұрмыстық, нөсер, тағы басқа ағындылар) арқылы өткен су. Ағынды су гетерогенді күрделі жүйе болып саналады, оның құрамында болатын органикалық және минералды қоспалар кездеседі.

Ағынды суларды тазарту – құрамындағы заттардвы, сондай-ақ патогенді микроорганизмдерді жоюға немесе ажыратуға әкелетін әдістер жүйесі.

Ағынды суларды тазарту әдістері:

• 
  Биологиялық
  
• 
  Химиялық
  
• 
  Механикалық
  
• 
  Физика-химиялық
  

Биологиялық тазалау әдісі микроорганизмдердің ағынды сулардағы түрлі қосылыстарды өздерінің субстраты ретінде пайдалануға негізделген. Бұл әдістің құндылығы оның ағын су құрамындағы органикалық және бейорганикалық кең спектрлі заттарды жоюында. Тазарту процесі барысында тазалаудың технологиялық режимін қатаң сақтау және микроорганизмдердің ластанудың жоғары концентрациясына өте сезімтал екенін ескеру қажет. Сондықтан биологиялық тазарту жүргізбестен бүрын ағын суларды сұйылту қажет.

Ағын суларды биологиялық жолмен тазартудың 2 әдісі бар:

• 
  Аэробты – микроорганизмдер заттарды тотықтыру үшін оттегі пайдаланады.
  
• 
  Анаэробты – микроорганизмдер бос күйіндегі оттегімен де, сондай-ақ нитрат иондарының электрондарының артық акцепторларымен байланысқа түсе алады.
  

Механикалық әдістер ерімеген қалдықтары бар суларды әртүрлі торлардан, сүзгілерден, электрден өткізіп, бір жерге жинап, тұндыру арқылы тазалайды. Бұл әдіс суды ірі дисперсті заттардан тазартудың оңай және сирек қолданылатын әдіс болып табылады. Механикалық әдіс лас судың құрамындағы күрделі минералды заттарды және ерімейтін қоспаларды ұстау үшін ұолданылады. Механикалық әдіс кезінде қабылдау камерасы, кереге, құмұстағыштар, тұндырғыштар, електер, гидроциклондар, мұнайұстағыш және май мен смола аулағыш жабдықтар қолданылады.

Химиялық әдіс. Қалдық суларға химиялық реагенттер қосып еріген және ерімеген заттарды бөліп алу, кейбір заттарды ерітіп зиянсыз ету арқылы тазалау әдісін химиялық тазалау деп атайды. Химиялық әдістер негізінен бейорганикалық қосылыстарды тазарту үшін қолданылады. Бұл әдіс кезінде негіздер, күйдіргіш натрий, әк, магнезит жатады, ең жиі қолданылатыны – кальций гидроксиді яғни сөндірілген әк.

Физика-химиялық әдістер суды дисперсті, коллоидтық және еріген заттардан тазарту үшін қолданылады. Физика –химиялық әдістерге радиациялық, ион алмасу, тотығу-тотықсыздану және т.б әдістер жатады. Радиациялық тазалауда иондалған сәулелену әсерінен улы заттар залалсызданады. Ион алмасу арқылы тазалауда суды тек ластағыштардан ғана тазартып қоймай, сондай-ақ қайта пайдалану үшін бағалы химиялық қосылыстарды жеке іріктеп, жинап отырады. Бұл әдісте ластағыштармен ион алмасу реакциясына түсетін иониттер қолданылады.

36) Өнеркәсіпте сутекті алу жолдарын сипаттаңыз: табиғи газдың конверсиясы, көміртегі тотығы, судың электролизі.

Көптеген өндірістік процестерде химиялық синтез үшін сутек газы қажет болады. Әсіресе сутектің көбі аммиак синтезі кезінде жұмсалады, сол сияқты метил және изобутил спирті мен көмірсутек синтезі кезінде де пайдаланылады.

Сутегі өндірісінде өнеркәсіпте кеңінен пайдаланылатын негізгі әдістер мыналар болып табылады:

• 
  Табиғи газ конверсиясы
  
• 
  Көміртегі тотығы
  
• 
  Судың электролизі
  

Табиғи газ конверсиясы. Қазіргі уақытта сутегінің кең ауқымды өндірісінің көпшілігі көмірсутектерді және ең алдымен табиғи газды конверсиялауға негізделген.

Конверсия деп көмірсутектердің бумен (бу риформингі) немесе бумен және оттегімен (бу-оттегінің риформингі) немесе оттегімен (оттегінің риформингі) химиялық реакциясы түсініледі, нәтижесінде сутегі және көміртек оксидтері түзіледі. Метанның бумен каталитикалық түрленуі кеңінен қолданылады. Процесс қалыпты температурада 800-850 ° C және 1,5-2 МПа қысымда жүреді. Бұл түрлендіру екі кезеңде жүреді және мына реакциялармен сипатталады:

CH₄ + H₂O = CO + 3H₂ – 206,4 кДж (энергия сіңіріледі)

CO + H₂O = CO₂ + H₂ + 41,0 кДж (энергия бөлінеді)

Жалпы теңдеуі: CH₄ + 2H₂O = CO₂ + 4H₂

Көмірсутектердің бу риформинг процестері катализаторлардың көмегімен реактор арқылы берілетін жылумен жүреді. Бу риформингінің бірінші кезеңінде алынған газдың құрамында сутегімен бірге метан, көміртегі тотығы және көмірқышқыл газы бар. Екінші кезеңде СО-ның су буымен айналуы нәтижесінде газдағы СО-ның мөлшеріне тең сутегінің қосымша мөлшері алынады. Түрлендіруді жүзеге асыру үшін градиент деп аталатын пештер кеңінен қолданылады.

Газ конверсиядан кейін көмірқышқыл газының қалдықтарынан және күкірт компоненттерінен тазартуға ұшырайды. Таза сутектің алыну дәрежесі 93–96% құрайды. Осы типтегі заманауи қондырғылардың тиімділігі 60-65% деңгейінде, олардың сутегі өнімділігі жетуі мүмкін.

Көміртек тотығы. Көміртекті газдандыруды сутегі өндіруге жасалған қадам ретінде қарастыруға болады. Көбінесе бұл әдіспен не таза сутегі, не синтетикалық газ (Н2 және СО қоспасы) алынады.

Газдандыру процесінде көміртек әдетте су буы мен оттегінің бір мезгілде әсеріне ұшырайды (бу-оттегі конверсиясы деп аталады). Бұл жағдайда келесі реакциялар жүреді:

C + O₂ = CO₂

C + 2H₂O = CO₂ + 2H₂

C + H₂O = CO + H₂

C + CO₂ = 2CO

С көміртегінің жалпы құны 1 кг – өнім үшін 3,75 кг құрайды.Процесс 0,1 МПа және Т

600 К кезінде жүреді.

---

Судың электролизі. Электролиз - бұл электр тогы арқылы суды ыдырату процесі. Судың электролиттік ыдырауын келесі қатынаспен сипаттауға болады:

H₂O = H₂ + 0,5O₂ – 242 кДж/моль

Сілтілік электролизердегі электродтық реакциялар келесідей жүреді:

Катодта: e + H₂O = 0,2H₂ + OH-

Анодта: OH- = 0,25O₂ + 0,5H₂O + e

Сутегі бөлінуінің катодтық процесінің ең белсенді катализаторлары металдар: никель Ni, палладий Pd, платина Pt. Судың электролизі жоғары температурада 573-673 K жүзеге асырылады.

38) Химиялық технологиядағы экологиялық мәселелерді шешудің негізгі бағыттарын сипаттаңыз.

Химиялық экология — химикаттарды қолданудың салдарын және олардың қоршаған ортаға түскендегі әрекетін зерттейтін, экологиялық мониторингтің әдістерін талдап-белгілейтін ғылым. Химиялық экология химикаттардың орнықтылығын, олардың ауыс-түйіс, таралу, жинақталу және басқа түрге айналу процестерін зерттейді. Зерттеулердің нәтижесінде көптеген химикаттардан бас тарту қажеттілігі, олардың қоршаған ортаға шығарындыларын азайту үшін кәсіпорындардың технологияларын жетілдіру.

Экологиялық проблема — адамның табиғатқа және керісінше табиғаттың адамға тигізетін қолайсыз әсерлеріне байланысты туындайтын кез келген құбылыс.

Бүгінгі таңда қоршаған орта әлемдегі басты проблемалардың бірі болып қала береді. Экология туралы айтатын болсақ, біз судың, жердің, ауаның ластануына, сондай-ақ озон қабатының бұзылуына сілтеме жасаймыз, бұл аз ғана бөлігі. Осы мәселелермен күресу үшін адамдар Біріккен Ұлттар Ұйымы, ЮНЕСКО, ДДҰ және басқалар сияқты ұйымдар құрды. Олар табиғатты сақтау, экожүйелерді жақсарту және басқа мәселелермен айналысады. Forbes ең экологиялық таза елдерді жариялады. Бұл тізімге Швейцария, Швеция, Норвегия, Жаңа Зеландия және т.б. елдер кіреді. Қазақстан бұл тізімге кірмейді, Йель университетінің экологиялық саясат және құқық орталығы құрастырған әлемнің ең экологиялық таза елдерінің рейтингісі осыны айғақтайды-Қазақстан 180 елдің ішінде 83-орынды алады.

Адамға табиғат берген байлықтың бірі — атмосферадағы ауа. Өзге табиғи байлықтармен бірге ауаның тазалығын сақтау өте маңызды іс. Ауыл шаруашылығы мен өнеркәсібі қарышты дамьп келе жатқан Қазақстанда ауа тазалығы үшін күрес маңызды роль атқармақ. Осыған орай, республикада тындырылған іс аз емес. Соңғы жылдары атмосферадағы ауаны қорғау мақсатында ірі-ірі өнеркәсіп орындарында газ бен шаң тұтатын үш жүзге жуық үлкен қондырғылар мен приборлар іске қосылды. Жамбылда, Ақтөбеде, Өскемен мен Теміртауда, басқа да өнеркәсіп қалаларында ауа тазалығын бақылайтын лабораториялар көптеп құрыла бастады.Өскеменнің корғасын-мырыш комбинатында 35,1 млн сомға, Шымкенттің қорғасын заводында 28 млн сомға ауаны таза ұстау мақсатында ірі құрылыстар жүріп жатыр. Қазірдің өзінде осы заводтарда жоғары температураға шыдамды фильтр-сүзгіш «Нитрон» іске қосылып ауаның құрамын тазалауда үлкен үлес косуда. Шығыс машина жасау заводында мазут пешін электр күшімен қыздыру арқылы, ауаға шыратын лас зиянды газдардың көлемін 1,5—2 есе азайтуға мүмкіншілк туды. Сол сияқты Ертіс мыс балқыту заводында өндірістеіі шығатын зиянды газдарды ұстап қалатын құрылыстар салынды.Республикамыздың ірі қалаларында жылуды бір ірі орталықтан жіберу арқылы көптеген ұсақ пештерден құтылды. Мысалы, Алматыда 600 кішкентай пеш жойыл-са, оныц 155-і 1970—1973 ж. ж. келеді. Қарағандыда 107 пеш, 84 жанатын террикондар жойылды. Павлодарда -50, Шымкентте — 7 пеш газбен жағылуға көшті. Бір сөз-бен айтқанда, Алматы каласын қоспағанда республикамызда 1970—1973 жылдары 276 пеш сөндірілді, 12 ТЭЦ пен 65 пеш газға көшті. Қазіргі жағдайда ауада улы заттардың мөлшерін азайту мақсатында, автомобильдерден бөлініп шығатын газдарды азайту барысында көптеген тиянақты жұмыстар жасалынды.

---

Смотрите также файлы

• !Философия айналысады мірлік сратара жауап іздеумен.docx

• Отчет по практическим работам фамилия, имя, отчество обучающегося по дисциплине.docx

• Кадастровое деление территории рф.docx

• Алгоритмы векторизации цветных растровых изображений на основе триангуляции и их реализация.pdf

• Siberia is not all about frost, taiga and bears. A unesco world Heritage Site, Lake Baikal ranks as one of the most fascinating natural wonders in the world.docx