Хімія - це наука, яка має дуже широке застосування в повсякденному житті. Швидкий розвиток у галузі хімії багато сприяв прогресу в різних галузях, таких як охорона здоров'я, навколишнє середовище, промисловість та інші галузі, тісно пов'язані з хімією. Якщо звернути увагу, усі аспекти життя невіддільні від хімічних продуктів. Їжа, яку ми їмо, ліки, засоби для чищення, такі як мило, миючі засоби, зубна паста, транспорт - це невелика частина використовуваних хімічних продуктів.
Звичайно, кожен може відчути переваги цих різноманітних хімічних продуктів, які полегшують життя. Слід зазначити, що хімія є частиною галузі науки, яка вивчає склад, склад, структуру, властивості речовини та її зміни, а також енергію, що супроводжує ці зміни.
У цій дискусії ми розповімо про процес утворення елементів та сполук. Ось процес, про який йдеться, що включає луг, лужний ґрунт, галоген, алюміній та багато іншого.
Луг (натрій)
Виробництво елементів і сполук натрію може здійснюватися за допомогою процесу Даунса, а саме електролізу розплавленого NaCl. Розсіл, що містить NaCl, випаровують насухо, потім тверду речовину подрібнюють і розплавляють. Тим часом для зменшення витрат на опалення NaCl (температура плавлення 8010C) змішують з 1 частиною CaC12, щоб знизити температуру плавлення до 5800C.
Лужний грунт (магній)
Виробництво магнієвих елементів та сполук можна отримати в процесі Даунса. Де магній випадає в осад у вигляді гідроксиду магнію шляхом додавання Ca (OH) 2 до морської води. Після цього додають соляну кислоту, отримуючи хлорид, з якого потім отримують кристали хлористого магнію (MgCl.6H2O).
(Читайте також: Що таке апарат Гольджі?)
Після цього проводиться електроліз плавлених кристалів магнію шляхом додавання спочатку частково гідролізованого хлориду магнію до плавленої суміші натрію та хлориду кальцію. Це робиться, щоб уникнути утворення MgO при нагріванні кристалів MgCl.6H2O. Тоді магній буде утворюватися на катоді.
Галоген
- Фтор
Препарат елементів і сполук фтору можна отримати за допомогою методу Муассана, відповідно до імені першої людини, яка виділила фтор, Х. Муассан (1886). Цей процес використовує метод розчиненого HF-електролізу в плавленому KHF2. За реакцією: 2 HF H2(g) + F2(g)
- Хлор
Хлор можна отримати 3 способами, а саме дияконським (окислювальним) процесом, HCl змішують з повітрям, потім пропускають через CuCl2 який діє як каталізатор, і реакція відбувається при температурі ± 4300 ° С і тиску 20 атм. Другий спосіб - електроліз розчину NaCl за допомогою діафрагми. Третій спосіб - електроліз розплавленого NaCl.
- Бром
У промислових масштабах бром отримують шляхом добування морської води. Це пов’язано з високим вмістом Br - морської води (приблизно 70 ppm). Спочатку рН морської води доводили до 3,5, а потім реагували з Cl2(g) окислювати Br - до Br2(g).
- Йод
У промислових масштабах йод отримують реакцією NaIO3 з бісульфітом натрію (NaHSO3). Опади I2 які можуть бути відфільтровані та очищені.
Алюміній
Виробництво алюмінієвих елементів та сполук отримують за допомогою процесу Холла-Еро, де ця обробка включає дві стадії, а саме стадію рафінування та стадію електролізу.
- На стадії рафінування на цій стадії алюміній, вироблений з бокситів, що містять оксид заліза (Fe203) та діоксид кремнію, очищається шляхом розчинення бокситу в NaOH (водний). Лужний оксид заліза (Fe203) не розчиняється в розчині NaOH. Реакція: Ал2О3(s) + 2NaOH (ag) → 2NaAlO2(ag) + H2O
Потім розчин підкислюють, щоб випав осад Al (OH) 3 (s). Чистий Al2O3 може бути отриманий нагріванням Al (OH) 3, а потім фільтруванням для отримання Al2O3. Реакція: NaAlO2(ag) + HCl (ag) + H2O → Al (OH)3(s) + NaCl (ag) 2Al (OH)3(s) → Al2О3(s) + 3H2O (g)
- Стадія електролізу, Al2О3 (з температурою плавлення 2030 ° C) його змішують з кріолітом (Na3AlF6) (для зниження температури плавлення до 1000 ° С). Розчин Al2О3 в кріоліті він електролізується з використанням вуглецю в якості катода та анода.
Азот
Виробництво газових елементів та сполук азоту (N2) здійснюється шляхом зрідження та фракційної перегонки повітря. Рідкий азот переганяється спочатку, оскільки його температура кипіння менша за кисень. Після цього газоподібний азот (N2) може бути отриманий реакцією розчину NH4Cl (хлорид амонію) та NaNO3 (нітрит натрію).
Кисень
Приготування кисневих елементів та сполук (O2) здійснюється розкладанням солей, що містять багато кисню. Деякі сполуки, що містять велику кількість кисню, такі як хлорат калію, перманганат калію, нітрат калію тощо, при сильному нагріванні виробляють газ кисню.
Сірка
Приготування елементів та сполук сірки можна отримати екстракцією за допомогою процесу Фраша. Сірка, яка знаходиться під землею, зріджується, пропускаючи перегріту воду через зовнішню трубу з трьох концентричних труб.
Рідка сірка витісняється відкачуванням гарячого повітря. Після цього сірці дають замерзнути, так що отримана таким чином сірка має чистоту до 99,6%, оскільки сірка не розчиняється у воді.
Силікон
Підготовка елементів та сполук кремнію може бути отримана змішуванням діоксиду кремнію та коксу (як відновника) та нагріванням його в електричній печі при терміні 3 000 ° C з SiO2 (l) + C (s) Si (l) + 2 CO (g) реакція.
Залізо
Виробництво залізних елементів та сполук може здійснюватися шляхом підриву в пристрої, який називається доменною піччю, який виготовляється з цегли, що відрізняється високою термостійкістю. У цій печі є 3 види матеріалів, а саме залізна руда, засмічена піском, вапняком (CaCO3) для зв’язування домішок та вуглецем (коксом) як відновником.
Мідь
Мідь витягується з піритової міді пірометалургійним методом, це передбачає процес відновлення металу. Де ця екстракція включає стадії дроблення та концентрування, обсмажування, плавлення або плавлення та безсемеризації. Етапи:
- Мідь добувають із піриту міді.
- Мідь спочатку подрібнюють, а потім фільтрують.
- Подрібнену руду концентрують за допомогою барботажного процесу флотації.
- Концентровану руду обсмажують у печі з ревербераційною піччю із вільним надходженням повітря.
- Смажену руду змішують з коксом та піском, а потім виплавляють у доменній печі у присутності повітря.
- При виплавці розплав містить переважно сульфід міді з невеликою кількістю сульфіду заліза, відомий як матовий, і переноситься в конвертер Бессемера.
- У перетворювачі Бессемера метал твердне і виділяє газ діоксид сірки, в результаті чого в металі з’являються пухирі, відомі як пухирчаста мідь або мідний пухир.
- Потім очищується 99% чиста мідь, відома як блістерна мідь. Крім того, очищення проводиться електролітичним очищенням.
