Elementtien ja yhdisteiden valmistusprosessin paljastaminen

Kemia on tiede, jota käytetään hyvin laajasti jokapäiväisessä elämässä. Nopea kehitys kemian alalla on edistänyt paljon edistymistä useilla aloilla, kuten terveys, ympäristö, teollisuus ja muut kemian kanssa läheisesti liittyvät alat. Jos kiinnität huomiota, kaikkia elämän osa-alueita ei voida erottaa kemiallisista tuotteista. Syömämme ruoka, lääkkeet, puhdistusaineet, kuten saippua, pesuaineet, hammastahna, kuljetus ovat pieni osa käytetyistä kemiallisista tuotteista.

Tietenkin jokainen voi tuntea näiden eri kemiallisten tuotteiden edut, jotka helpottavat elämää. On huomattava, että kemia on osa tieteenalaa, joka tutkii aineen ja sen muutosten rakennetta, koostumusta, rakennetta, ominaisuuksia ja näihin muutoksiin liittyvää energiaa.

Tässä keskustelussa paljastamme alkuaineiden ja yhdisteiden valmistusprosessista. Tässä on kyseinen prosessi, johon kuuluvat alkali, alkalimaaperä, halogeeni, alumiini ja monet muut.

Alkali (natrium)

Natriumelementtien ja -yhdisteiden tuotanto voidaan suorittaa käyttämällä Downs-prosessia, nimittäin sulan NaCl: n elektrolyysiä. NaCl: a sisältävä suolaliuos haihdutetaan kuiviin, sitten muodostunut kiinteä aine murskataan ja sulatetaan. Samaan aikaan lämmityskustannusten alentamiseksi NaCl (sulamispiste 8010C) sekoitetaan 1 osan CaC12: n kanssa sulamislämpötilan alentamiseksi 5800 ° C: seen.

Emäksinen maaperä (magnesium)

Magnesiumelementtien ja -yhdisteiden tuotanto voidaan saada aikaan Downs-prosessilla. Missä magnesium saostetaan magnesiumhydroksidina lisäämällä Ca (OH) 2 merivesiin. Sen jälkeen lisätään suolahappoa kloridin saamiseksi, josta saadaan sitten magnesiumkloridin kiteitä (MgCl.6H20).

(Lue myös: Mikä on Golgin laite?)

Sen jälkeen sulatettujen magnesiumkiteiden elektrolyysi lisäämällä ensin osittain hydrolysoitu magnesiumkloridi sulatettuun natrium- ja kalsiumkloridiseokseen. Tämä tehdään MgO: n muodostumisen välttämiseksi, kun MgCl.6H2O-kiteitä kuumennetaan. Sitten magnesium muodostuu katodissa.

Halogeeni

  • Fluori

Fluori-alkuaineiden ja -yhdisteiden valmistus voidaan saada käyttämällä Moissan-menetelmää ensimmäisen fluorin eristävän henkilön H. Moissanin (1886) nimen mukaan. Tässä prosessissa käytetään liuotettua HF-elektrolyysimenetelmää sulatetussa KHF2: ssa. Reaktiota: 2 HF H 2 (g) + F 2 (g)

  • Kloori

Kloori voidaan tehdä käyttämällä 3 menetelmiä, eli diakoni (hapetus) prosessi, HCI sekoitetaan ilman kanssa, sitten läpi johdettiin CuCI 2 , joka toimii katalyyttinä, ja reaktio tapahtuu lämpötilassa ± 4300C ja paineessa 20 atm. Toinen tapa, NaCl-liuoksen elektrolyysi kalvoa käyttäen. Kolmas menetelmä on sulan NaCl: n elektrolyysi.

  • Bromi

Teollisessa mittakaavassa bromia tuotetaan uuttamalla merivettä. Tämä johtuu korkeasta meriveden Br - arvosta (noin 70 ppm). Aluksi meriveden pH säädetään arvoon 3,5 ja sitten annetaan reagoida Cl 2: n (g) kanssa hapettamaan Br - Br 2: ksi (g).

  • Jodi

Teollisessa mittakaavassa, jodi saadaan saattamalla NalO 3 natriumbisulfiitin (NaHSO 3 ). Saatu I 2 sakka , suodatettiin ja puhdistettiin.

Alumiini

Alumiinielementtien ja -yhdisteiden tuotanto saadaan käyttämällä Hall-Heroult-prosessia, jossa tämä käsittely käsittää kaksi vaihetta, nimittäin jauhatusvaiheen ja elektrolyysivaiheen.

  • Puhdistusvaiheessa tässä vaiheessa rautaoksidia (Fe203) ja piidioksidia sisältävästä bauksiitista valmistettu alumiini puhdistetaan liuottamalla bauksiitti NaOH: iin (vesipitoinen). Emäksinen rautaoksidi (Fe203) ei liukene NaOH-liuokseen. Reaktio: Al 2 O 3 (s) + 2NaOH (ag) → 2NaAlO 2 (ag) + H2O

Sitten liuos tehdään happamaksi Al (OH) 3: n saamiseksi. Puhdasta Al203: ta voidaan tuottaa kuumentamalla Al (OH) 3: ta ja suodattamalla sitten Al203: n saamiseksi. Reaktio: NaAlO 2 (ag) + HCI: a (ag) + H2O → AI (OH) 3 (s) + NaCI (ag) 2Al (OH) 3 (s) → Al 2 O 3 (s) + 3H 2 : ta (g )

  • Elektrolyysivaihetta, Al 2 O 3 (jonka sulamispiste on 2030 ° C) sekoitetaan kryoliittia (Na 3 AlF 6 ) (vähentää sulamispiste 1000 ° C). Al 2 O 3 liuos on kryoliitin elektrolysoidaan käyttäen hiiltä katodi ja anodi.

Typpi

Typpikaasun (N2) alkuaineiden ja yhdisteiden tuotanto tapahtuu nesteyttämällä ja osittain tislaamalla ilmaa. Nestemäinen typpi tislataan ensin, koska sen kiehumispiste on pienempi kuin happi. Sen jälkeen typpikaasu (N2) voidaan valmistaa reagoimalla NH4Cl: n (ammoniumkloridi) ja NaNO3: n (natriumnitriitti) liuoksella.

Happi

Happielementtien ja -yhdisteiden (O2) valmistus suoritetaan hajottamalla paljon happea sisältäviä suoloja. Tietyt yhdisteet, jotka sisältävät suuria määriä happea, kuten kaliumkloraatti, kaliumpermanganaatti, kaliumnitraatti jne., Tuottavat happikaasua voimakkaalla kuumennuksella.

Rikki

Elementtien ja rikkiyhdisteiden valmistus voidaan saada uuttamalla Frasch-prosessilla. Maan alla oleva rikki nesteytetään johtamalla tulistettua vettä kolmen samankeskisen putken järjestelyn ulkoputken läpi.

Nestemäinen rikki pakotetaan ulos pumppaamalla kuumaa ilmaa. Sen jälkeen rikin annetaan jäätyä siten, että tällä tavalla saadun rikin puhtaus on jopa 99,6%, koska rikki ei liukene veteen.

Silikoni

Elementtien ja piiyhdisteiden valmistus voidaan saada sekoittamalla piidioksidia ja koksia (pelkistävänä aineena) ja kuumentamalla sitä sähköuunissa 3,0000 ° C: n lämpötilassa Si02 (l) + C (s) Si (l) + 2 CO (g) -reaktiolla.

Rauta

Rautaelementtien ja -yhdisteiden valmistus voidaan suorittaa räjäyttämällä masuuni-nimisessä laitteessa, joka on valmistettu erittäin lämmönkestävistä tiilistä. Tässä uunissa on 3 erilaista materiaalia, nimittäin hiekalla täynnä oleva rautamalmi, kalkkikivi (CaCO3) epäpuhtauksien sitomiseksi ja hiili (koksi) pelkistävänä aineena.

Kupari

Kupari uutetaan pyriittikuparista pyrometallurgisella menetelmällä, johon kuuluu metallin pelkistysprosessi. Missä tämä uuttaminen käsittää vaiheet, nimittäin murskaamisen ja väkevöinnin, paahtamisen, sulatuksen tai sulamisen ja bessemeroinnin. Vaiheet ovat:

  • Kupari uutetaan kuparipriitistä.
  • Kupari ensin murskataan ja suodatetaan.
  • Murskattu malmi väkevöidään vaahtoisella kellutusprosessilla.
  • Väkevöity malmi paahdetaan jälkikaiunta-uunissa, jossa on ilmainen ilmansyöttö.
  • Paahdettu malmi sekoitetaan koksin ja hiekan kanssa ja sulatetaan sitten masuunissa ilman läsnä ollessa.
  • Sulatuksessa sula sisältää pääasiassa kuparisulfidia ja pienen määrän rautasulfidia, joka tunnetaan mattana ja joka siirretään Bessemer-muuntimeen.
  • Bessemer-muuntimessa metalli jähmettyy ja vapauttaa rikkidioksidikaasua, mikä johtaa rakkuloihin metallissa, joka tunnetaan rakkuloituna kuparina tai kuparikuplana.
  • 99% puhdasta kuparia, joka tunnetaan rakkulakuparina, puhdistetaan sitten. Lisäksi puhdistus suoritetaan elektrolyyttisellä puhdistuksella.