Азотная кислота

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования, науки, молодежи и спорта Украины

Харьковский национальный университет имени В.Н. Каразина

Кафедра неорганической химии

Курсовая работа

Азотная кислота

студенки группы Х-112

химического факультета

Киреевой Валерии Вячеславовны

Научный руководитель

Колесник Я.В. к.х.н., доцент

Харьков 2011



Реферат

Данная курсовая работа содержит 2 раздела, 2 схемы написана на основе анализа 8 литературных источников.

В данной работе на основе анализа литературных данных рассмотрены и описаны: физико-химическая характеристика азотной кислоты, а так же различные методы получения, применение в разнообразных сферах деятельности человека, приведены правила техники безопасности на предприятии по производству азотной кислоты. Основным методом производства азотной кислоты на данный момент является метод, разработанный Государственным институтом азотной промышленности. Данный метод позволил значительно снизить затраты на производство столь необходимого вещества и, соответственно ,снизилась себестоимость конечного продукта.

В ходе экспериментальной части данной работы была получена 99%я азотная кислота. Концентрация была определена титрованием NaOH.

Ключевые слова: азотная кислота, получение, промышленность, водоотнимающие вещества, концентрация, титрование, катализатор, давление.

Ця курсова робота містить 2 розділи, 2 схеми та написана на основі 8 літературних джерел.

У цій роботі на основі аналізу літературних даних розглянуті та описані фізико-химічна характеристика азотної кислоти, а також різноманітні методи отримання, застосування у різних сферах діяльності людини, наведені правила безпеки на підприємствах з вироблення азотної кислоти. Головним методом отримання азотної кислоти на теперішній час є метод, розроблений Державним інститутом азотної промисловості. Цей метод дозволив чутно знизити витрати на виробництво цієї необхідної речовини та, звісно, знизилися ціни на кінцевий продукт.

В експериментальній частині даної роботи була отримана 99%ва азотна кислота. Концентрація була визначена титруванням NaOH.

Ключові слова: азотна кислота, отримання, промисловість, водовіднімаючі реровини,концентрація, каталізатор, тиск.

This course work includes 2 sections, 2 illustrations, and is based on the analysis of the 8 literature.

In this paper, based on analysis of data in the literature reviewed and described: physical and chemical character of nitrogenium acid, different methods of receive, using in different branches of people life, present rules of safety. The main method of receive is made by The Government Institute of Nitrogenium Industry. This method has reduced quantity of many on the receive.

At the experimental part of this work nitrogenium acid was made with concentration at 99%.

Key words: the method of determination, concentration, nitrogenium acid, industry



Содержание

Реферат

Введение

1. Литературный обзор

1.1 Физико-химическая характеристика азотной кислоты

1.2 Получение азотной кислоты

1.2.1 История развития представлений об азотной кислоте

1.2.2 Промышленные методы получения азотной кислоты

1.2.2.1 Промышленный метод получения разбавленной азотной кислоты

1.2.2.2 Концентрирование азотной кислоты

1.3 Охрана труда и промышленная экология

2. Экспериментальная часть

Выводы

Список литературы

азотный кислота промышленный



Введение

Азотная кислота - одна из важнейших минеральных кислот. По объему производства в химической промышленности она занимает второе место после серной кислоты. Азотная кислота широко применяется для производства многих продуктов, используемых в промышленности и сельском хозяйстве:

около 40% ее расходуется на получение сложных и азотных минеральных удобрений;

азотная кислота используется для производства

синтетических красителей,

взрывчатых веществ,

нитролаков,

пластических масс,

лекарственных синтетических веществ и др.;

железо хорошо растворяется в разбавленной азотной кислоте. Концентрационная азотная кислота образует на поверхности железа тонкий, но плотный слой нерастворимого в концентрированной кислоте оксида, защищающего металл от дальнейшего разъедания. Эта способность железа пассивироваться используется для защиты его от коррозии.

Концентрированную азотную кислоту (особенно с добавлением 10% H2SO4) перевозят обычно в стальных цистернах. Многие органические вещества (в частности животные и растительные ткани) при действии HNO3 разрушаются, а некоторые из них от соприкосновения с очень концентрированной кислотой могут воспламеняться. В лабораторной практике обычно применяется азотная кислота, содержащая около 65% HNO3 (пл.1,40). В промышленности применяют два сорта азотной кислоты: разбавленную с содержанием 50-60% HNO3 и концентрированную, содержащую 96-98% HNO3.

Раньше, когда не существовало производства синтетического аммиака, азотную кислоту получали действием серной кислоты на чилийскую селитру. Объемы производств были очень небольшими, и кислота использовалась только для производства взрывчатых веществ, красителей и некоторых других химических продуктов.



1. Литературный обзор

1.1 Физико-химическая характеристика азотной кислоты

Азотная кислота имеет tпл.=-41,6єC, tкип=-82,6єC. Её плотность составляет 1,552 г/см3. С водой смешивается в любых соотношениях, образуя азеотроп (68,4% по массе HNO3 tкип=121,9єC)

В газовой фазе молекула азотной имеет плоское строение. Вращение группы ОН относительно NO2 затруднено. В целом молекулу можно изобразить следующим образом:

Азотная кислота, не содержащая воды, является безводной. В ней протекают следующие равновесные процессы:

Чистая азотная кислота самоионизированна:

,

причем мольная концентрация каждого вида частиц равна 0,51 моль/ л при -10єC.

В твердом состоянии молекула кислоты представляет собой гидроксид нитрония: .

Интерес представляет собой взаимодействие азотной и серной кислот:

.

Отсюда видно, что азотная кислота амфотерна.

Азотную кислоту с концентрацией 97-99% часто называют дымящей. Дымящая азотная кислота при хранении разлагается:

Дымящая азотная кислота - сильный окислитель. Она способна поджечь скипидар и другие органические вещества.

Рассмотрим строение азотной кислоты с позиции метода валентных связей. Для этого посмотрим, какие орбитали принимают участие в образовании молекулы этой кислоты.

Схема 1



Таким образом азотную кислоту можно представить в виде:

Однако современные методы исследования показали, что строение кислоты таково:

Отсюда видно, что молекула азотной кислоты имеет делокализованные связи.

Этот ион непосредственно возникает не только при ионизации самой азотной кислоты, но и в реакциях нитрования или в растворах окислов азота в этой кислоте и в других сильных кислотах.

Ранние физические измерения, выполненные известным ученым Ганчем, свидетельствовали об ионизации HNO3 в серной кислоте:

HNO3+2H2SO4=H3NO32++2HSO4-.

Поздние исследования, проведенные Хьюзом, Ингольдом и другими учеными, показали, что предложения Ганча не вполне верно. Так, скорость нитрования бензола возрастает в 1000 раз при переходе от 80%-ных к 90%-ным растворам H2SO4. Подобные кинетические данные по нитрованию в растворах серной кислоты, нитрометана, и ледяной уксусной кислоты были объяснены тем, что атакующей частицей является - ион:



Важность ионизации первого типа подтверждается тем, что добавление ионизированных нитратов к реакционной смеси замедляет реакцию. Процесс нитрования можно представить в виде:

Окончательным подтверждением существования ионов нитрония явилось выделением солей нитрония. Соли содержат линейный катион:

Длина связи N-O составляет 110 пм. Выделение солей нитрония происходит следующим образом:

(1)

(2)

(3)

Реакции (1) и (2) представляют собой, в действительности, просто реакции обмена, поскольку N2O5 в твердом состоянии и в растворе безводных кислот существуют в виде ионов и . Реакция (3) представляет собой реакцию ангидрида кислоты c основанием .

Соли нитрония - кристаллические вещества, термодинамически устойчивы, но химически очень активны. Они быстро гидролизуются влагой воздуха; кроме того, , например, бурно реагирует с органическими веществами, однако в растворе нитробензола его можно использовать для нитрования.

Соединения, содержащие нитроний-ион являются промежуточными соединениями при нитровании ароматических веществ.

С метода молекулярных орбиталей нитроний-ион выглядит так:

Схема 2



1.2 Получение азотной кислоты

1.2.1 История развития представлений об азотной кислоте

До начала 20-го века HNO3 получали из природной натриевой (чилийской) селитры:

NaNO3 + H2SO4 = NaHSO4 + HNO3

При использовании 95-97% H2SO4 и 96% NaNO3 получали 96-98% HNO3. Позднее процесс стали вести под вакуумом, что снижало температуру процесса и его продолжительность.

В начале 20-го века был предложен метод фиксации атмосферного азота в пламени электрической дуги (1906г.). для производства азотной кислоты этим методом не требуется искусственное сырье и сложное оформление процесса, но этот метод не выгоден в связи с большим расходом электроэнергии.

В 1913г. был освоен промышленный синтез аммиака из элементарных веществ, он быстро получил широкое распространение. Вскоре был разработан и способ получения азотной кислоты из аммиака.

1-й завод азотной кислоты, по схеме работающий при атмосферном давлении производительностью 8000 т/год был построен в 1916г. в г. Юзовке (СССР). В основе этого метода лежал метод окисления аммиака, полученного из коксового газа. Метод предложен русским ученым Андреевым. Он же предложил и катализатор - платиновые сетки, изучил процессы окисления аммиака на сетках, абсорбцию оксидов азота водой и получение аммиачной селитры.

В наше время разработаны различные методы получения оксидов азота по плазменной технологии, но они очень электроемкие. Ведутся работы по снижению расхода электроэнергии.

В наше время основным способом производства азотной кислоты (разбавленной) является способ, предложенный Андреевым.

1.2.2 Промышленные методы получения азотной кислоты

1.2.2.1 Промышленный метод получения разбавленной азотной кислоты

До 50-х годов в производстве неконцентрированной азотной кислоты самой экономичной считалась схема, работающая под атмосферным давлением. Преимущество этого метода - в простоте оборудования, низком расходе электроэнергии, аммиака и платины. Однако для этой схемы характерны и значительные недостатки: высокие капитальные затраты на сооружение цехов, наличие щелочного поглощения остаточных оксидов азота, высокое содержание оксидов азота после щелочного поглощения и, кроме того, громоздкость оборудования и большой расход нержавеющей стали. В состав производства входят пять самостоятельных корпусов: контактное отделение, отделение абсорбции, склад неконцентрированной азотной кислоты, склад соды с содорастворением и цех натриевой селитры. Большое количество корпусов требует значительных капиталовложений на межцеховые коммуникации, увеличения штата обслуживающего персонала и т.д.

Государственный институт азотной промышленности разработал комбинированную схему получения неконцентрированной азотной кислоты в абсорбционном отделении под давлением 3,5·105 Па с новым контактным оборудованием и применением агрегатного принципа всего технологического процесса. Новый проект позволил сэкономить оборудование контактного отделения, поместить отделение абсорбции и склад продукции в одном корпусе, исключить щелочное поглощение хвостовых нитрозных газов. Обезвреживание выхлопных газов достигается за счёт низкотемпературной очистки с применением аммиака на ванадиевом катализаторе. Содержание оксидов азота после очистки в выхлопных газах не более 0,012%.

Созданная комбинированная система по всем технико-экономическим показателям значительно превосходит схему, работающую под атмосферным давлением. Однако ввиду постоянно растущей потребности в азотной кислоте была создана новая схема процесса получения неконцентрированной азотной кислоты под повышенным давлением 7,3·105 Па. Этот метод позволил повысить производительность агрегата, снизить капитальные затраты, стоимость тонны продукции, расход дефицитной нержавеющей стали и исключить потребление электрической энергии извне. Последнее достигается за счёт применения в схеме высокотемпературной очистки хвостовых газов от оксидов азота посредством разложения оксидов до N2 природным газом.

Разработанная технологическая схема, работающая под повышенным давлением 7,3·103 Па, относится к типу энерготехнологических процессов, в которых невозможно разделение чистой технологии и энергетики, они взаимосвязаны и не могут существовать отдельно. Схема эффективна как по капитальным затратам, так и по эксплуатационным показателям. Однако применение давления при процессе конверсии аммиака до оксида азота примерно на 4% снижает степень конверсии по сравнению с окислением под атмосферным давлением, что ведёт к увеличению расхода аммиака.

Атмосферный воздух, забранный на территории завода, проходит тщательную очистку от возможных примесей, находящихся в воздухе, проходит воздухозаборную трубу и воздухоочиститель. Очищенный атмосферный воздух поступает на всас компрессора газотурбинного агрегата. Сжатие происходит в осевом компрессоре , приводимый в движение газовой турбиной, до давления 0,73 МПа, нагреваясь при этом до 135°С , и поступает далее в подогреватель воздуха, где его температура поднимается до 250оС за счёт теплоты выходящих из окислителя нитрозных газов. В смесителе воздух смешивается с газообразным аммиаком, который поступает сюда из испарителя аммиака. Образовавшаяся аммиачно-воздушная смесь далее поступает в контактный аппарат, где при температуре около 900°С на Pt. - Rh - Pd -катализаторе происходит окисление аммиака. Нитрозные газы, содержащие 9 -9,5% N0, поступают в котёл-утилизатор, в котором происходит охлаждение до необходимой температуры и образование пара. Далее газы поступают в окислитель, в котором окисляются до диоксида азота. Охлаждённые в подогревателе воздуха, подогревателе хвостовых газов и холодильнике-конденсаторе до температуры около 45°С нитрозные газы поступают в абсорбционную колонну, орошаемую противоточной водой. Поскольку абсорбция NO2 водой экзотермична, абсорбционные тарелки снабжены змеевиковыми холодильниками, в которых циркулирует охлаждающая вода. Полученная азотная кислота самотёком поступает в отдувочную колонну, где с помощью горячего воздуха из готовой азотной кислоты происходит отдувка растворённых в ней нитрозных газов, которые подаются в абсорбционную колонну. Хвостовые газы, пройдя систему каталитической очистки от оксидов азота восстановлением их аммиаком до элементного азота в атмосферу.

В установках такого типа степень превращения аммиака в азотную кислоту достигает 98-99%, а концентрация кислоты - 60-62%.

1.2.2.2 Концентрирование азотной кислоты

Неконцентрированную азотную кислоту можно сконцентрировать путем перегонки только до 68,4% HNO3; т.к. при этой концентрации состав азотной кислоты в парах и перегоняемой смеси одинаков, образуется так называемая азеотропная смесь. Максимальная температура кипения такой кислоты 393,05 К. Концентрированную азотную кислоту с содержанием 98% HNO3 получают двумя способами. Наиболее распространённый способ - получение азотной кислоты при помощи водоотнимающих веществ, таких, например, как серная кислота в виде купоросного масла (92-93%-ная H2SO4) и нитрат магния. Второй метод - прямой синтез из жидких оксидов азота и кислорода под давлением.

Применение водоотнимающих средств даёт возможность уменьшить содержание водяных паров над кипящей смесью и увеличить содержание паров азотной кислоты, при конденсации которых получается 98%-ная HNO3.

В процессе концентрирования азотной кислоты в смеси с купоросным маслом под действием высокой температуры и частичного разложения азотной кислоты происходит образование нитрозилсерной кислоты:

N2O3 + H2SO4 = HNSO5 + Н2О

При концентрации H2SO4 ниже 75% и повышенной температуре нитрозилсерная кислота гидролизуется:

HNSO5 + Н2О = H2SO4 + HNO2

3HNO2 = HNO3 + 2NO + Н2О

При концентрации серной кислоты 57,5% нитрозилсерная кислота не образуется. Таким образом, процесс концентрирования азотной кислоты при помощи купоросного масла состоит из следующих стадий:

образования тройной смеси;

отгонки паров азотной кислоты из тройной смеси купоросного масла, азотной кислоты и воды;

конденсации выделившихся паров азотной кислоты;

удаления из концентрированной азотной кислоты растворённых в ней оксидов азота;

поглощения выделившихся оксидов азота при конденсации паров азотной кислоты. Концентрирование разбавленной азотной кислоты с применением серной кислоты связано с большими затратами на упаривание отработанной серной кислоты, необходимое для её повторного использования в процессе укрепления азотной кислоты. Применение серной кислоты в качестве водоотнимающего средства приводит к необходимости иметь цех концентрирования серной кислоты. Эта операция обходится дорого и сопряжена с выделением больших количеств вредных газов, которые гибельно действуют на окружающую природу. Облако газов, содержащих пары H2SO4, SO3, SO2, иногда простирается за пределы азотного завода. Прямой синтез концентрированной азотной кислоты состоит в том, что жидкая четырёхокись азота взаимодействует с водой в присутствии газообразного кислорода под давлением 5 МПа:

2N2O4 + О2 + 2Н2О = 4HNO3 +59,5 кДж

Наиболее сложным в этом процессе является получение жидкой четырёхокиси азота; обычно её получают из нитрозных газов, образующихся при окислении аммиака. Вначале из нитрозных газов выделяют избыточную влагу, для этого газы охлаждают от 200 до 40°С. Затем окисляют содержащуюся в нитрозных газах NO до NO2 вначале кислородом воздуха в газовой фазе, а затем концентрированной азотной кислотой

2HNO3 + NO = 3NO2 + Н2О

После этого из нитрозных газов выделяют NO2 охлаждением газов до минус 15 - минус 20°С (под давлением не ниже 0,5 МПа) либо до минус 10°С и поглощением двуокиси азота концентрированной азотной кислотой (97-98% HNO3), в которой NO2 хорошо растворяется с образованием нитролеума:



nNO2 + HNO3 = HNO3·nNO2

Если в нитрозных газах присутствует 10-11% окислов азота, получают нитролеум, содержащий до 25% NO2. При нагревании такого нитролеума до 80°С получают газообразную двуокись азота, которая отделяется от азотной кислоты, а затем конденсируется и полимеризуется.

В заводских условиях конденсацию обычно осуществляют в двух последовательно соединённых холодильниках: в первом из них охлаждение производится водой, а во втором (до минус 8°С) - рассолом Са(NOз)2.

На экономические показатели процесса большое влияние оказывает давление, так как при увеличении давления уменьшается объём аппаратуры, повышается интенсивность процесса и снижается расход металла по системе в целом. Однако при этом уменьшается степень окисления аммиака и возрастает расход платины. В установках, работающих под давлением, увеличивается выход пара, что существенно снижает энергетические затраты и себестоимость азотной кислоты.

Себестоимость 1т концентрированной азотной кислоты, получаемой методом прямого синтеза из окислов азота, примерно на 15% выше себестоимости кислоты, получаемой концентрированием.

1.3 Охрана труда и промышленная экология

Для обеспечения безопасного режима работы в производстве неконцентрированной азотной кислоты по комбинированной схеме необходимо строгое выполнение технологического регламента, инструкций по охране труда по рабочим местам, инструкции по охране труда и промышленной безопасности отделения, инструкций по отдельным видам работ.

Обслуживающий персонал допускается к работе в положенной по нормам спецодежде и спецобуви, обязан иметь при себе исправные средства индивидуальной защиты. Средства защиты (индивидуальный противогаз) обязательно проверяется ежесменно перед началом работы.

Лица, обслуживающие механизмы, должны знать правила Госгортехнадзора, относящиеся к обслуживаемому оборудованию. Лица, обслуживающие котлонадзорное оборудование, - правила котлонадзора.

Не допускать нарушения нормального технологического режима на всех стадиях процесса.

Работы вести только на исправном оборудовании, оснащенном всеми необходимыми и исправно действующими предохранительными устройствами, контрольно-измерительными и регулирующими приборами, сигнализациями и блокировками.

При сдаче в ремонт оборудования и коммуникаций, в которых возможно скопление аммиака, производить продувку оборудования и коммуникаций азотом до отсутствия в продувочном азоте горючих.

Перед заполнением аппаратов и коммуникаций аммиаком после их ремонта производить продувку азотом до содержания кислорода в продувочном азоте не более 3,0% об.

Не допускать ремонт коммуникаций, арматуры, оборудования, находящихся под давлением. Ремонт должен производиться после сброса давления и отключения ремонтируемого участка заглушками. Оборудование, коммуникации, подлежащие ремонту, должны быть продуты или промыты.

Во избежание гидравлических ударов подачу пара в холодные паропроводы производить медленно, обеспечив достаточный их подогрев со сбросом конденсата по всей длине трубопровода. Выход сухого пара из дренажа свидетельствует о достаточном прогреве трубопровода.

Не допускать включение эл.оборудования при неисправном заземлении.

Не допускать ремонт оборудования с электроприводом, без снятия напряжения с электродвигателей.

Ремонт и наладку КИПиА и электрооборудования производить только силами служб КИП и электриков.

Пользоваться открытым огнем в производственных и складских помещениях запрещается:

- огневые работы производятся только при наличии наряда-допуска, подписанного начальником цеха и утвержденного начальником управления группой цехов по ПМУ после согласования с инженером по охране труда управления ГЦ по ПМУ;

- курение разрешается в отведенных для этих целей местах.

Все вращающиеся части оборудования (полумуфты), крыльчатки вращающихся вентиляторов, на валах электродвигателей должны иметь надежное крепление и ограждены, и окрашены в красный цвет.

Фланцевые соединения кислотных линий должны быть защищены защитными кожухами.

Подтягивание болтов фланцевых соединений трубопроводов, а также производство работ на оборудовании, находящемся под давлением, не допускается.

Аппараты, работающие под давлением, должны удовлетворять требованиям, изложенным в технических условиях и правилах устройства и безопасной эксплуатации сосудов и коммуникаций, работающих под давлением.

Работы в закрытых сосудах производить при наличии наряда-допуска на проведение газоопасных работ.

Вентиляция должна быть в исправном состоянии и находиться постоянно в работе.

Обслуживание грузоподъемных механизмов, сосудов, работающих под давлением, производится только лицами, специально обученными и имеющими специальное удостоверение.

Подходы к аварийным шкафам, пожарным извещателям, телефонам, пожарному инвентарю не допускается загромождать посторонними предметами, содержать их необходимо в чистоте и в исправном состоянии.

Открытые проемы в перекрытиях, площадках, переходные мостики должны иметь ограждения высотой 1 м. В нижней части ограждения должен располагаться бортик или защитная полоса высотой 15 см.

Все контрольно-измерительные приборы и системы автоматики и блокировки должны находится в исправном состоянии.

Для предотвращения отложения нитрит-нитратных солей на внутренних поверхностях аппаратов и трубопроводов, лопастях роторов, стенах компрессоров нитрозного газа и других деталях и аппаратах не допускать длительного розжига контактных аппаратов (более 20 минут), снижения температуры катализаторных сеток, разрыва их, приводящих к проскокам аммиака, прекращения орошения поверхностей, что приводит к отложению нитрит-нитратных солей.

Своевременно производить обтирку, очистку оборудования от проливов технологических продуктов, доливку масла в картеры насосов.

Рабочие места для проведения ремонтных и других работ и проходы к ним на высоте 1,3 м и более должны быть ограждены.

При невозможности или нецелесообразности устройства ограждений работы на высоте 1,3 м и выше, а также при работе с приставной лестницы на высоте более 1,3 м необходимо применять предохранительные пояса, при этом у места производства работ должны находиться вспомогательные рабочие, готовые оказать помощь работающему на высоте. Место закрепления карабина определяет руководитель работ.

Предохранительные пояса проходят испытания перед выдачей в эксплуатацию, а также в процессе эксплуатации через каждые 6 месяцев. На предохранительном поясе должна быть бирка с указанием регистрационного номера и даты следующего испытания.

При работе с азотной кислотой (отбор проб, осмотр коммуникаций, пуск насосов продукционной кислоты и т.п.) необходимо применять индивидуальные средства защиты органов дыхания и зрения (фильтрующий противогаз с коробкой марки "М", защитные очки с резиновой полумаской или защитный щиток из оргстекла, или шлем от противогаза), резиновые кислотозащитные перчатки, специальную кислотозащитную одежду.

При выявлении каких-либо неисправностей в работе оборудования, дефектов опор, стенок и т.п. своевременно ставить в известность начальника отделения, механика цеха. При необходимости остановить оборудование и подготовить его к сдаче в ремонт.

При каждой остановке агрегата в ремонт производить вскрытие нижнего люка окислителя (поз.9) и при наличии солей аммония на распределительной решетке, по стенкам и днищу производить пропарку его острым паром, конденсат сдренировать.

Работы с паром, паровым конденсатом производить в спецодежде, спецобуви, рукавицах.

Для предупреждения проф.отравлений и проф.заболеваний в отделении должны соблюдаться следующие санитарно-гигиенические требования:

а) температура воздуха должна быть:

17-230С- переходной и зимний период;

18-270С- летний период;

б) относительная влажность воздуха:

летом- не более 75 %;

зимой - не более 65 %;

в) шум- не более 65 дБА в шумоизоляционных кабинах, ЦПУ, в остальных местах не более 80 дБА;

г) вибрация - не более 75 дБ в шумоизоляционных кабинах, ЦПУ, в машинном и контактном отделениях не более 92 дБ;

д) освещенность рабочих мест:

- ЦПУ, шумоизоляционные кабины - не менее 200 лк;

- на площадках абсорбционных колонн - не менее 50 лк;

- в машинном и контактном отделениях - не менее 75 лк;

е) предельно допустимая концентрация вредных веществ в воздухе рабочей зоны помещений:

- аммиак- не более 20 мг/м3;

- оксидов азота - не более 5 мг/м3.

Кроме индивидуальных противогазов в отделении находится аварийный запас фильтрующих и изолирующих противогазов.

Аварийные противогазы хранятся в аварийных шкафах.



2. Экспериментальная часть

В данной работе безводная азотная кислота будет будет получена в результате реакции:

2KNO3 + H2SO4 = K2SO4 + 2HNO3

Концентрация полученной кислоты будет определяться титрованием

Реактивы

Калийная селитра KNO3 - 12.5г

Концентрированная серная кислота H2SO4 - 5мл

Титрант NaOH

Индикатор (фенолфталеиновый)

Оборудование и посуда:

Конические колбы для титрования

Колбы на 100мл

Пипетка на 1мл

Бюретка

Химический стакан

Шпатель

Газовая горелка

Реторта

Кристаллизатор

Склянка с притертой крышкой

Ход работы:

Взвешиваем на весах 12.5г калийной селитры и отмеряем 5мл концентрированной серной кислоты. Реагенты помещаем в реторту и нагреваем смесь в пламени газовой горелки. Образующуюся азотную кислоту собираем в колбу-приемник, охлаждаемую в кристаллизаторе со льдом. Продолжаем нагревание до появления бурого газа (20-30мин), затем вынимаем реторту из приемника и переливаем полученную азотную кислоту в склянку с притертой крышкой.

Отбираем пипеткой 1мл полученной кислоты и разбавляем в 100 раз в мерной колбе. Титруем полученный раствор трижды, добавив несколько капель фенолфталеина. По полученному среднему значению находим концентрацию кислоты, полученной в результате разбавления. Исходя из этих данных находим концентрацию исходной кислоты.

Обработка результатов:

Полученные значения титранта:

V1=13.9мл

V2=13.9мл

V3=13.8мл

Среднее значение

Vср=13.867мл

Пользуясь соотношением с1V1=с2V2, находим концентрацию кислоты

с1=0.153моль/л

Поскольку изначальная кислота была разбавлена в 100 раз, находим ее концентрацию путем умножения с1 на 100

с=15.3моль/л

Находим массу 1л полученной кислоты по формуле m=с*V

m=1499.4г

Найдем плотность полученной кислоты по формуле т=m/V

т=1.499г/см3

Согласно справочным данным, данная плотность соответствует 99%й азотной кислоте.



Выводы

В данной курсовой работе рассмотрены и описаны физико-химические свойства азотной кислоты, а так же различные методы получения как разбавленной, так и практически безводной, применение в разнообразных сферах деятельности человека, в основном сельском хозяйстве и промышленности, приведены правила техники безопасности на предприятии по производству азотной кислоты. Основным методом производства азотной кислоты на данный момент является метод, разработанный Государственным институтом азотной промышленности. Данный метод позволил значительно снизить затраты на производство столь необходимого вещества и, соответственно, снизилась себестоимость конечного продукта.

В ходе экспериментальной части данной работы была получена 99%я азотная кислота. Концентрация была определена титрованием NaOH.



Список литературы

1. Ахметов Н.С. Неорганическая химия. М.:Высшая школа 1975.

2. Карапетьянц М.Х. Дракин С.И. Общая и неорганическая химия. М.: Химия1994

3. Коттон Ф. Уилкинсон Дж. Современная неорганическая химия. том.2. М.: Мир.1969.

4. Реми Г. Курс неорганической химии. том 1. М.: Мир.1972.

5. Общая химия./Под редакцией Соколовской Е.М. и Гузея Л.С. М.: Московский университет.1989.

6. Химический энциклопедический словарь/ редакцией И.Л.Кнунянца. М.: Московская энциклопедия. 1983.

7. Мельников Е.Я. «Справочник азотчика» - М.: Химия, 1987 г.

8. Мельников Е.Я., Салтынова В.П., Наумова А.М., Блинова Ж.С. «Технология неорганических веществ и минеральных удобрений» - М.: Химия, 1983 г.

Размещено на Allbest.ru

...