Kimyoviy jarayonlar, kimyoviy jarayonlar energetikasi, kimyoviy reaksiyaning issiqlik effekti.
Reja:
1. Kimyoviy jarayonlar
2. Kimyoviy jarayonlar energetikasi
3. Kimyoviy reaksiyaning issiqlik effekti
Kimyoviy jarayonlar. Polimerlanish
Kichik molekulali moddalar (monomerlar) ning katalizatorlar ishtiroki bilan o‘zaro ta’siri natijasida yuqori molekulali modda (polimer)ni olish polimerlanish jarayoni deb yuritiladi. Ushbu jarayon katalizatorlar ishtirokida olib boriladi. Plastmassalar, sintetik kauchuklar, moylar va boshqa mahsulotlarni olishda polimerlanish jarayonidan foydalaniladi. Masalan, katalizator (fosfor kislotasi) ishtirokida propilenning polimerlanishi orqali yuvuvchi vositalar ishlab chiqarishda qo‘llanilinadigan propilen tetrameri olinadi. Propilenning polimerlanishi natijasida yuqori sifatli plastmassa (polipropilen) ishlab chiqariladi. Izobutilenning polimerlanishi orqali qattiq poliizobutilen yoki suyuq poliizobutilen olinadi.
Neft distillyatlari (benzin, kerosin) yoki gaz (etan, propan)ni piroliz qilish neft kimyosi uchun muhim ashyo bo‘lgan to‘yinmagan uglevodorodlar (etilen, propilen, butadien)ni ishlab chiqarishda asosiy jarayon hisoblanadi. Piroliz paytida aromatik uglevodorodlar (benzol, toluol) va pirokondensat ham olinadi. Ushbu jarayon bosim 0,01 MPa dan past bo‘lganda va haroart 650-900 C atrofida o‘zgarganda amalga oshiriladi.
Normal uglevodorodlar (pentan, butan, benzin fraktsiyasi)ni izomerlash yo‘li bilan alkillash uchun ishlatiladigan izobutan yoki sintetik kauchuk va benzinning yuqori oktanli komponentlarini olish uchun xom ashyo hisoblangan izopentan olinadi. Jarayon harorat 120-150 C va bosim 1 MPa gacha bo‘lgan sharoitda olib boriladi.
Jarayon benzin fraktsiyalaridan yuqori oktanli benzinlarni olish, aromatik uglevodorodlar (benzol, toluol, etilbenzol, ksilollar)ni ajratish va texnik vodorodni ishlab chiqarish uchun ishlatiladi. Jarayon tarkibida 70-80% (hajm bo‘yicha) vodorodni ushlagan gaz bilan tsirkulyatsiya qilish orqali amalga oshiriladi. Harorat 450-530 C va bosim 1,5-4,0 MPa atrofida o‘zgaradi. Ushbu jarayon turli katalizatorlar (asosan, platinali katalizator) ishtirokida olib boriladi. Riforming paytida tarkibida katta miqdorda vodorodni ushlagan gaz ham olinadi. Bu gazdan neft mahsulotlarini oltingugurtsizlantirish, ya’ni gidrotozalashda foydalaniladi.
Kimyoviy jarayonlar ko’pincha sistemaning ichki energiyasi va entalpiyasi o’zgarishi bilan boradi. Bu vaqtda issiqlik chiqishi yoki yutilishi mumkin. Issiqlik chiqishi bilan boradigan reaktsiya ekzotermik reaktsiya, issiqlik yutilishi bilan boradigan reaktsiya endotermik reaktsiya deb ataladi.
Reaktsiya vaqtida issiqlik chiqishidan (yoki yutilishidan) tashqari sistema kengayishi uchun ish bajarishi ham mumkin, masalan, xlorid kislotaga rux ta‘sir ettirib vodorod olishda bu yaqqol ko’rinadi. Agar reaktsiya issiqligi bilinmoqchi bo’lsa, reaktsiya vaktida energiyaning umumiy o’zgarishi natijasida bajarilgan ish miqdori (yoki ajralib chiqqan elektr energiyasi miqdori) chiqarib tashlanishi kerak. Reaktsiya vaqtida ajralib chiqadigan yoki yutiladigan maksimal issiqlik reaktsiyaning issiqlik effekti deb ataladi. Bu issiqlik o’zgarmas bosim yoki o’zgarmas hajmda olinadi.
Murakkab moddaning 1 moli oddiy moddalarga ajralganda chiqqan yoki yutilgan issiqlik ajralish issiqligi deyiladi. 1 mol modda 300-400 mol erituvchida eriganda ajralib chiqqan yoki yutilgan issiqlik erish issiqligi deyiladi. Erish issiqligi erigan modda bilan erituvchining nisbiy miqdoriga bog’lik bo’ladi. Qattiq modda suvda eritilganda moddaning kiristall panjarasi buziladi va bunda energiya sarflanadi. Shu bilan bir vaqtda erigan modda molekulalari erituvchi molekulalari bilan reaktsiyaga kirishadi (gidratlanish yoki solvatlanish reaktsiyalari), bunda odatda issiqlik ajralib chiqadi, Demak, erish issiqligi kristall panjaraning buzilish issiqligi bilan gidratlanish yoki solvatlanish issiqligining algebraik yig’indisidan iborat.
Kimyoviy reaksiya natijasida reaksiyaga kirishuvchi moddalarning energiya zapasi o'zgaradi. Ekzotermik reaksiyalarda hosil bo'lgan moddalarning energiya zapasi boshlang'ich moddalarnikidan kam, endotermik reaksiyada esa ko'p bo'ladi. Kimyoviy birikma hosil bo'lishida qancha ko'p energiya ajralib chiqsa, bu mahsulotlar shuncha barqaror bo'lishi mumkin. Aksincha, endotermik reaksiya natijasida hosil bo'lgan moddalar o'zining beqarorligi bilan ajralib turadi va ular oson parchalanadi.
|
