Mi a szénkémia. Nézze meg, mi a "szén" más szótárakban

Szerkezet

Termelés

Osztályozás

Főbb jellemzők

Felhasználási területek

Regeneráció

Sztori

Aktív szén Carbonut

Dokumentáció

Nyersanyagok és kémiai összetétel

Az aktív (vagy aktív) szén (a latin carbo activatus szóból) egy adszorbens - magasan fejlett porózus szerkezetű anyag, amelyet különféle szerves eredetű széntartalmú anyagokból nyernek, mint például faszén, szénkoksz, petróleumkoksz, kókuszdióhéj. , dió, sárgabarackmag, olajbogyó és mások gyümölcsnövények. A kókuszdióhéjból készült aktív szén (karbolén) a tisztítási minőség és élettartam szempontjából a legjobbnak számít, nagy szilárdsága miatt sokszor regenerálható.

Az aktív szén kémiailag a szén egyik formája tökéletlen szerkezet gyakorlatilag szennyeződésmentes. Az aktív szén 87-97 tömeg%-ban szénből áll, tartalmazhat hidrogént, oxigént, nitrogént, ként és egyéb anyagokat is. Kémiai összetételében az aktív szén hasonló a grafithoz, amelyet a hagyományos ceruzákban is használnak. Az aktív szén, a gyémánt, a grafit a szén különböző formái, gyakorlatilag nem tartalmaznak szennyeződéseket. Szerkezeti jellemzőik szerint az aktív szenek a mikrokristályos szénfajták csoportjába tartoznak - ezek a grafitkristályok, amelyek 2-3 nm hosszú síkokból állnak, amelyeket viszont hatszögletű gyűrűk alkotnak. Az aktív szénben a grafitra jellemző egyes rácssíkok egymáshoz viszonyított orientációja azonban megsérül - a rétegek véletlenszerűen eltolódnak, és nem esnek egybe a síkjukra merőleges irányban. A grafitkristályok mellett az aktív szén egy-kétharmadát amorf szenet tartalmazzák heteroatomokkal együtt. A grafitkrisztallitokból és amorf szénből álló heterogén tömeg határozza meg az aktív szenek sajátos porózus szerkezetét, valamint adszorpciós és fizikai-mechanikai tulajdonságait. A kémiailag kötött oxigén jelenléte az aktív szenek szerkezetében, amely bázikus vagy savas jellegű felületi kémiai vegyületeket képez, jelentősen befolyásolja azok adszorpciós tulajdonságait. Az aktív szén hamutartalma 1-15%, esetenként 0,1-0,2%-ra altatott.

Szerkezet

Az aktív szén hatalmas pórusszámú, ezért nagyon nagy felületű, aminek következtében nagy adszorpciója van (1 g aktív szén a gyártástechnológiától függően 500-1500 m 2 felületű). A magas porozitás az, ami az aktív szenet "aktiválttá" teszi. Az aktív szén porozitásának növekedése egy speciális kezelés - aktiválás során következik be, ami jelentősen megnöveli az adszorbeáló felületet.

Az aktív szénben makro-, mezo- és mikropórusokat különböztetnek meg. A szén felszínén tartandó molekulák méretétől függően különböző pórusméretarányú szenet kell előállítani. Az aktív szén pórusait lineáris méretük szerint osztályozzuk - X (félszélesség - résszerű pórusmodell esetén, sugár - hengeres vagy gömb alakú):

  • x<= 0,6-0,7 нм - микропоры;
  • 0,6-0,7 < Х < 1,5-1,6 нм - супер- микропоры;
  • 1,5-1,6 < Х < 100-200 нм - мезопоры;
  • X > 100-200 nm - makropórusok.

A mikropórusokban történő adszorpcióra (fajlagos térfogat 0,2-0,6 cm 3 /g és 800-1000 m 2 /g), méretben az adszorbeált molekulákkal arányos, elsősorban a térfogatkitöltő mechanizmus a jellemző. Hasonlóképpen, az adszorpció a szupermikropórusokban (fajlagos térfogat 0,15-0,2 cm 3 /g) is megtörténik - a mikropórusok és a mezopórusok közötti köztes régiókban. Ebben a régióban a mikropórusok tulajdonságai fokozatosan degenerálódnak, míg a mezopórusok tulajdonságai megjelennek. A mezopórusokban az adszorpció mechanizmusa az egymást követő adszorpciós rétegek kialakulásában (polimolekuláris adszorpció) áll, amely a pórusok kapilláris kondenzációs mechanizmussal történő kitöltésével végződik. A hagyományos aktív szénben a fajlagos mezopórustérfogat 0,02-0,10 cm 3 /g, a fajlagos felület 20-70 m 2 /g; néhány aktív szén esetében azonban (például derítő) ezek az értékek elérhetik a 0,7 cm 3 /g-t, illetve a 200-450 m 2 /g-t. A makropórusok (fajlagos térfogat és felület 0,2-0,8 cm 3 /g, illetve 0,5-2,0 m 2 /g 0,5-2,0 m 2 /g) szállító csatornákként szolgálnak, amelyek az abszorbeált anyagok molekuláit az aktívszén granulátumok adszorpciós terébe juttatják. Az aktív szén felületének legnagyobb részét a mikro-, illetve mezopórusok teszik ki, ezek járulnak hozzá a legnagyobb mértékben adszorpciós tulajdonságaikhoz.
A mikropórusok különösen alkalmasak kis molekulák, a mezopórusok pedig nagyobb szerves molekulák adszorpciójára. A nyersanyag, amelyből ezeket nyerik, döntően befolyásolja az aktív szén pórusszerkezetét. A kókuszhéj alapú aktív szenet a mikropórusok nagyobb aránya, a szénalapú aktív szenet pedig a mezopórusok nagyobb aránya jellemzi. A makropórusok nagy része a faalapú aktív szénre jellemző. Az aktív szénben általában minden típusú pórus található, és a térfogatuk méret szerinti differenciális eloszlási görbéje 2-3 maximummal rendelkezik. A szupermikropórusok fejlettségi fokától függően az aktív szenek szűk eloszlásúak (ezek a pórusok gyakorlatilag hiányoznak) és szélesek (jelentősen fejlettek).

Az aktív szén pórusaiban intermolekuláris vonzás lép fel, ami adszorpciós erők (Van der Waals erők) kialakulásához vezet, amelyek természetükben hasonlóak a gravitációs erőhöz, azzal a különbséggel, hogy egy molekuláris ill. nem csillagászati ​​szinten. Ezek az erők csapadékszerű reakciót váltanak ki, melynek során az adszorbeált anyagok eltávolíthatók a víz- vagy gázáramokból. Az eltávolított szennyeződések molekuláit az intermolekuláris Van der Waals erők tartják az aktív szén felületén. Így az aktív szén eltávolítja a szennyeződéseket a tisztítandó anyagokból (ellentétben pl. a fehérítéssel, amikor a színes szennyeződések molekuláit nem távolítják el, hanem kémiai úton színtelen molekulákká alakítják).
Az adszorbeált anyagok és az aktív szén felülete között kémiai reakciók is előfordulhatnak. Ezeket a folyamatokat kémiai adszorpciónak vagy kemiszorpciónak nevezzük, azonban általában a fizikai adszorpció folyamata az aktív szén és az adszorbeált anyag kölcsönhatása során megy végbe. A kemiszorpciót széles körben használják az iparban gáztisztításra, gáztalanításra, fémleválasztásra, valamint tudományos kutatás. A fizikai adszorpció reverzibilis, vagyis az adszorbeált anyagok bizonyos feltételek mellett leválaszthatók a felületről és visszaállíthatók eredeti állapotukba. A kemiszorpció során az adszorbeált anyag kémiai kötéseken keresztül kapcsolódik a felülethez, megváltoztatva azt Kémiai tulajdonságok. A kemiszorpció nem reverzibilis.

Egyes anyagok gyengén adszorbeálódnak a hagyományos aktív szén felületén. Ezen anyagok közé tartozik az ammónia, a kén-dioxid, a higanygőz, a hidrogén-szulfid, a formaldehid, a klór és a hidrogén-cianid. Az ilyen anyagok hatékony eltávolításához speciális kémiai reagensekkel impregnált aktív szenet használnak. Az impregnált aktív szenet speciális alkalmazásokban használják levegő- és vízkezelésben, légzőkészülékekben, katonai célokra, nukleáris iparban stb.

Termelés

Az aktív szén előállításához különféle típusú és kialakítású kemencéket használnak. A legelterjedtebbek: többpolcos, aknás, vízszintes és függőleges forgókemencék, valamint a fluidágyas reaktorok. Az aktív szenek fő tulajdonságait és mindenekelőtt a porózus szerkezetet a kiindulási széntartalmú nyersanyag típusa és feldolgozási módja határozza meg. Először a széntartalmú nyersanyagokat 3-5 cm-es részecskeméretűre zúzzák, majd karbonizálásnak (pirolízisnek) vetik alá - magas hőmérsékleten, inert atmoszférában égetik, levegő hozzáférés nélkül az illékony anyagok eltávolítására. A karbonizáció szakaszában kialakul a jövőbeli aktív szén kerete - az elsődleges porozitás és szilárdság.

A kapott elszenesedett szén (karbonizátum) azonban rossz adszorpciós tulajdonságokkal rendelkezik, mivel pórusmérete kicsi, és belső felülete nagyon kicsi. Ezért a karbonizátumot aktiválják, hogy specifikus pórusszerkezetet kapjanak, és javítsák az adszorpciós tulajdonságokat. Az aktiválási folyamat lényege, hogy a szénanyagban zárt állapotban lévő pórusokat kinyitjuk. Ez vagy termokémiai úton történik: az anyagot előre impregnálják cink-klorid ZnCl 2, kálium-karbonát K 2 CO 3 vagy más vegyület oldatával, és levegő nélkül 400-600 °C-ra hevítik, vagy a feldolgozás legáltalánosabb módja. - túlhevített gőzzel vagy szén-dioxid CO 2 -vel vagy ezek keverékével 700-900 °C hőmérsékleten, szigorúan ellenőrzött körülmények között.
A vízgőzzel történő aktiválás a szénsavas termékek gáznemű termékekké történő oxidációja a reakciónak megfelelően - C + H 2 O -> CO + H 2; vagy vízgőz feleslegével - C + 2H 2 O -> CO 2 + 2H 2. Széles körben elterjedt, hogy elfogadják, hogy korlátozott mennyiségű levegőt biztosítsanak a készüléknek a telített gőzzel egyidejűleg történő aktiváláshoz. A szén egy része kiég, és a reakciótérben eléri a kívánt hőmérsékletet. Ebben az eljárásváltozatban az aktív szén kibocsátása jelentősen csökken. Aktív szenet nyernek szintetikus polimerek (például polivinilidén-klorid) hőbontásával is.

A gőzaktiválás lehetővé teszi akár 1500 m 2 belső felületű szenek előállítását egy gramm szénre. Ennek a hatalmas felületnek köszönhetően az aktív szén kiváló adszorbens. Előfordulhat azonban, hogy ennek a területnek nem egésze áll rendelkezésre az adszorpcióhoz, mivel az adszorbeált anyagok nagy molekulái nem tudnak behatolni a kis pórusokba. Az aktiválás során kialakul a szükséges porozitás és fajlagos felület, valamint a szilárd anyag tömegének jelentős csökkenése, úgynevezett burnout következik be.

A termokémiai aktiválás eredményeként durván porózus aktív szén képződik, amelyet fehérítésre használnak. A gőzaktiválás hatására finoman porózus aktív szén képződik, amelyet tisztításra használnak fel.

Ezután az aktív szenet lehűtik és előzetes válogatásnak és szűrésnek vetik alá, ahol az iszapot kiszűrik, majd a megadott paraméterek megszerzésének szükségességétől függően az aktív szenet további feldolgozásnak vetik alá: savval történő mosás, impregnálás (különböző impregnálás). vegyszerek), köszörülés és szárítás. Ezt követően az aktív szenet ipari csomagolásba csomagolják: zsákokba vagy nagy zsákokba.

Osztályozás

Az aktív szenet aszerint osztályozzák, hogy milyen alapanyagból készült (kőszén, fa, kókuszdió stb.), az aktiválás módja (termokémiai és gőz), a cél szerint (gáz, visszanyerés, derítés) és katalizátorok szénhordozói - kemoszorbensek), valamint felszabadulás formájában. Jelenleg az aktív szenet főként a következő formákban állítják elő:

  • por aktív szén
  • szemcsés (zúzott, szabálytalan alakú részecskék) aktív szén,
  • öntött aktív szén,
  • extrudált (hengeres granulátum) aktív szén,
  • aktív szénnel impregnált szövet.

A porított aktív szén 0,1 mm-nél kisebb részecskéket tartalmaz (a teljes összetétel több mint 90%-a). A porított szenet folyadékok ipari tisztítására használják, beleértve a háztartási és ipari szennyvíz kezelését. Adszorpció után a porított szenet szűréssel el kell választani a tisztítandó folyadékoktól.

A szemcsés aktív szén részecskemérete 0,1-5 mm (a készítmény több mint 90%-a). A szemcsés aktív szenet folyadéktisztításra, főként víztisztításra használják. Folyadékok tisztítása során az aktív szenet szűrőkbe vagy adszorberekbe helyezik. A nagyobb részecskékkel (2-5 mm) rendelkező aktív szenet levegő és egyéb gázok tisztítására használják.

Az öntött aktív szén az alkalmazástól függően (henger, tabletta, brikett stb.) különféle geometriai formák formájában. Az öntött faszenet különféle gázok és levegő tisztítására használják. A gázok tisztítása során aktív szenet is helyeznek szűrőkbe vagy adszorberekbe.

Az extrudált szenet 0,8-5 mm átmérőjű hengerek formájában lévő részecskékkel állítják elő, általában speciális vegyszerekkel impregnálják (impregnálják), és katalízisben használják.

A szénnel impregnált szövetek többféle formában és méretben készülnek, leggyakrabban gáz- és levegőtisztítási alkalmazásokhoz, például gépjárművek légszűrőihez.

Főbb jellemzők

Granulometrikus méret (granulometria) - az aktív szén granulátum nagy részének mérete. Mértékegység: milliméter (mm), háló USS (USS) és mesh BSS (angol). A háló USS részecskeméret-konverzióinak összefoglaló táblázata milliméterben (mm) található a megfelelő fájlban.

Térfogatsűrűség - az az anyag tömege, amely a saját súlya hatására egységnyi térfogatot kitölt. A mértékegység gramm per köbcentiméter (g / cm 3).

A felület a szilárd test felülete osztva a tömegével. A mértékegység a szén grammonkénti négyzetmétere (m 2 /g).

Keménység (vagy szilárdság) - az aktív szén összes gyártója és fogyasztója jelentősen eltérő módszereket használ az erősség meghatározására. A módszerek többsége a következő elven alapul: egy aktív szén mintát mechanikai igénybevételnek vetünk ki, a szilárdság mértéke pedig a szén vagy közepes méretű őrlés roncsolása során keletkező finom frakció mennyisége. A szilárdság mértékeként az el nem pusztított szén mennyiségét százalékban (%) vesszük.

Páratartalom - az aktív szénben lévő nedvesség mennyisége. A mértékegység a százalék (%).

Hamutartalom - az aktív szénben lévő (néha csak vízoldhatónak tekintett) hamu mennyisége. A mértékegység a százalék (%).

A vizes kivonat pH-értéke - a vizes oldat pH-értéke aktív szénminta felforralása után.

Védő hatás - egy bizonyos gáz szénnel való adszorpciós idejének mérése a minimális gázkoncentráció aktív szénréteggel történő átvitelének megkezdése előtt. Ezt a tesztet a levegő tisztítására használt széneknél alkalmazzák. Az aktív szenet leggyakrabban benzolra vagy szén-tetrakloridra (más néven szén-tetraklorid CCl 4-re) tesztelik.

STS adszorpció (adszorpció szén-tetrakloridon) - a szén-tetrakloridot átengedik az aktív szén térfogatán, a telítés állandó tömegig megy végbe, majd megkapjuk az adszorbeált gőz mennyiségét, a szén tömegére vonatkoztatva százalékban (%).

Jód index (jódszorpció, jódszám) - az a jódmennyiség milligrammban, amelyet 1 gramm aktív szén adszorbeálhat, por alakban híg vizes oldatból. Mértékegység - mg/g.

Metilénkék adszorpció - a metilénkék milligrammjainak mennyisége, amelyet egy gramm aktív szén abszorbeált vizes oldatból. Mértékegység - mg/g.

A melasz színtelenítése (melaszszám vagy index, melasz index) - az aktív szén mennyisége milligrammban, amely a melasz standard oldat 50%-os derítéséhez szükséges.

Felhasználási területek

Az aktív szén jól adszorbeálja a szerves, nagy molekulatömegű, apoláris szerkezetű anyagokat, pl.: oldószereket (klórozott szénhidrogéneket), színezékeket, olajat stb. szerkezete és a molekulatömeg növekedése. Az aktív szén jól adszorbeálja a viszonylag magas forráspontú anyagok gőzeit (például benzol C 6 H 6), rosszabb esetben az illékony vegyületeket (például ammónia NH 3). Ha a relatív gőznyomás p p / p us kisebb, mint 0,10-0,25 (p p - az adszorbeált anyag egyensúlyi nyomása, p us - telített gőznyomás), az aktív szén enyhén elnyeli a vízgőzt. Ha azonban p p / p us nagyobb, mint 0,3-0,4, észrevehető adszorpció figyelhető meg, és p p / p us = 1 esetén szinte minden mikropórus megtelik vízgőzzel. Ezért jelenlétük megnehezítheti a célanyag felszívódását.

Az aktív szenet széles körben használják adszorbensként, amely elnyeli a gáznemű kibocsátásokból származó gőzöket (például a levegő tisztítása a CS 2 szén-diszulfidtól), az illékony oldószerek gőzeinek visszanyerése céljából, vizes oldatok (például cukor) tisztítására. szirupok és alkoholos italok), ivó- és szennyvíz, gázálarcokban, vákuumtechnológiában, például szorpciós szivattyúk létrehozására, gázadszorpciós kromatográfiára, hűtőszekrények szagelnyelőinek feltöltésére, vér tisztítására, káros anyagok felszívására a gyomor-bél traktusból, stb. Az aktív szén katalitikus adalékanyagok és katalizátor polimerizáció hordozója is lehet. Az aktív szén katalitikus tulajdonságainak kölcsönzésére speciális adalékokat vezetnek be a makro- és mezopórusokba.

Az aktív szén ipari előállításának fejlődésével ennek a terméknek a használata folyamatosan növekszik. Az aktív szenet jelenleg számos víztisztítási folyamatban használják, Élelmiszeripar, kémiai technológiai folyamatokban. Ezenkívül a távozó gázok és szennyvizek tisztítása főként aktív szénnel történő adszorpción alapul. A nukleáris technológia fejlődésével pedig az aktív szén a radioaktív gázok és a szennyvíz fő adszorbense az atomerőművekben. A 20. században az aktív szén használata komplexen jelent meg orvosi folyamatok például hemofiltráció (a vér tisztítása aktív szénen). Aktív szenet használnak:


A víz szennyvíz, talajvíz és ivóvíz kategóriába sorolható. jellemző tulajdonság Ez a besorolás a szennyező anyagok koncentrációját jelenti, amelyek lehetnek oldószerek, peszticidek és/vagy halogénezett szénhidrogének, például klórozott szénhidrogének. Az oldhatóságtól függően a következő koncentráció-tartományokat különböztetjük meg:

  • 10-350 g/liter számára vizet inni,
  • 10-1000 g/liter talajvíznél,
  • 10-2000 g/liter szennyvíz esetében.

A medencevíz kezelése nem fér bele ebbe a besorolásba, hiszen itt klór- és ozonmentesítésről van szó, nem pedig a szennyezőanyag tiszta adszorpciós eltávolításáról. A klór- és ozonmentesítést hatékonyan alkalmazzák az úszómedencék vizének aktív szénnel történő kezelésében. kókuszdió héj, amelynek előnyei a nagy adszorpciós felület és ezért kiváló klórmentesítő hatása nagy sűrűséggel. A nagy sűrűség lehetővé teszi a visszaáramlást, nem mossa ki az aktív szenet a szűrőből.

A szemcsés aktív szenet fix helyhez kötött adszorpciós rendszerekben használják. A szennyezett víz egy állandó aktív szénrétegen áramlik át (főleg felülről lefelé). Ahhoz, hogy ez az adszorpciós rendszer szabadon működjön, a víznek mentesnek kell lennie szilárd részecskéktől. Ezt megfelelő előkezeléssel (pl. homokszűrővel) lehet garantálni. Az állószűrőbe kerülő részecskék az adszorpciós rendszer ellenáramával eltávolíthatók.

Sokkal termelési folyamatok káros gázok szabadulnak fel. Ezeket a mérgező anyagokat nem szabad a levegőbe juttatni. A levegőben leggyakrabban előforduló mérgező anyagok az oldószerek, amelyek nélkülözhetetlenek a mindennapi anyagok előállításához. Oldószerek (főleg szénhidrogének, például klórozott szénhidrogének) leválasztására az aktív szenet víztaszító képessége miatt sikeresen lehet alkalmazni.

A levegőtisztítás a szennyezett levegő levegőtisztítására és az oldószerek visszanyerésére oszlik a levegőben lévő szennyezőanyag mennyisége és koncentrációja szerint. Magas koncentrációban olcsóbb az oldószerek kinyerése aktív szénből (pl. gőz segítségével). De ha a mérgező anyagok nagyon alacsony koncentrációban vagy olyan keverékben vannak, amely nem használható fel újra, akkor eldobható öntött aktív szenet használnak. Az öntött aktív szenet helyhez kötött adszorpciós rendszerekben használják. A szennyezett szellőzőfúvókák egy állandó szénrétegen haladnak át egy irányban (főleg alulról felfelé).

Az impregnált aktív szén egyik fő felhasználási területe a gázok és a levegő tisztítása. A számos műszaki folyamatból származó szennyezett levegő mérgező anyagokat tartalmaz, amelyeket a hagyományos aktív szénnel nem lehet teljesen eltávolítani. Ezek a mérgező anyagok, többnyire szervetlen vagy instabil, poláris anyagok, alacsony koncentrációban is nagyon mérgezőek lehetnek. Ebben az esetben impregnált aktív szenet használnak. Néha a szennyező komponens és az aktív szénben lévő hatóanyag közötti különböző köztes kémiai reakciók révén a szennyezőanyag teljesen eltávolítható a szennyezett levegőből. Az aktív szenet impregnálják (impregnálják) ezüsttel (ivóvíz tisztítására), jóddal (kén-dioxidból való tisztításhoz), kénnel (higanyból való tisztításhoz), lúggal (gáz halmazállapotú savaktól és gázoktól - klór, kén-dioxid, nitrogén) dioxid stb. d.), sav (a lúgoktól és ammóniától való tisztításhoz).

Regeneráció

Mivel az adszorpció reverzibilis folyamat, és nem változtatja meg az aktív szén felületét vagy kémiai összetételét, a szennyeződések deszorpcióval (az adszorbeált anyagok felszabadulásával) eltávolíthatók az aktív szénről. Az adszorpció fő hajtóerejét jelentő van der Waals erő gyengül, így a szennyezőanyag eltávolítható a szén felszínéről, három technikai módszert alkalmaznak:

  • Hőmérséklet-ingadozás módszere: A van der Waals-erő hatása a hőmérséklet emelkedésével csökken. A hőmérsékletet forró nitrogénáram vagy a gőznyomás növelése 110-160 °C hőmérsékleten növeli.
  • Nyomásingadozás módszere: A parciális nyomás csökkenésével a van der Waals-erő hatása csökken.
  • Extrakció - deszorpció folyékony fázisban. Az adszorbeált anyagokat kémiai úton távolítják el.

Mindegyik módszernek megvannak a hátrányai, mivel az adszorbeált anyagokat nem lehet teljesen eltávolítani a szén felületéről. Jelentős mennyiségű szennyeződés marad az aktív szén pórusaiban. Gőzregenerálás esetén az összes adszorbeált anyag 1/3-a továbbra is aktív szénben marad.

A kémiai regeneráció alatt a szorbens folyékony vagy gáznemű szerves vagy szervetlen reagensekkel történő kezelését értjük, általában 100 °C-nál nem magasabb hőmérsékleten. Mind a szén, mind a nem szén szorbenseket kémiai úton regenerálják. A kezelés eredményeként a szorbát vagy változás nélkül deszorbeálódik, vagy a regenerálószerrel való kölcsönhatás termékei deszorbeálódnak. A kémiai regeneráció gyakran közvetlenül az adszorpciós berendezésben történik. A legtöbb kémiai regenerációs módszer nagymértékben specializálódott egy bizonyos típusú szorbátra.

Az alacsony hőmérsékletű termikus regeneráció egy szorbens gőzzel vagy gázzal történő kezelése 100-400 °C-on. Ez az eljárás meglehetősen egyszerű, és sok esetben közvetlenül az adszorberekben hajtják végre. Magas entalpiája miatt a vízgőzt leggyakrabban alacsony hőmérsékletű termikus regenerációra használják. Biztonságos és gyártásban elérhető.

A kémiai regeneráció és az alacsony hőmérsékletű termikus regeneráció nem biztosítja az adszorpciós szenek teljes visszanyerését. A termikus regeneráció egy nagyon összetett, többlépcsős folyamat, amely nemcsak a szorbátot érinti, hanem magát a szorbenst is. A termikus regeneráció közel áll az aktív szén-előállítás technológiájához. A különféle típusú szorbátok szénen történő karbonizálása során a szennyeződések nagy része 200-350 °C-on bomlik le, 400 °C-on pedig általában a teljes adszorbátum mintegy fele elpusztul. CO, CO 2, CH 4 - a szerves szorbát fő bomlástermékei 350-600°C-ra melegítve szabadulnak fel. Elméletileg az ilyen regenerálás költsége az új aktív szén költségének 50%-a. Ez azt jelzi, hogy folytatni kell a szorbensek regenerálására szolgáló új, rendkívül hatékony módszerek kutatását és fejlesztését.

Reaktiválás - az aktív szén teljes regenerálása gőz segítségével 600 °C hőmérsékleten. A szennyezőanyag ezen a hőmérsékleten ég el anélkül, hogy a szén elégetne. Ez az alacsony oxigénkoncentráció és a jelentős mennyiségű gőz jelenléte miatt lehetséges. A vízgőz szelektíven reagál az adszorbeált szerves anyagokkal, amelyek magas hőmérsékleten vízben nagyon reaktívak, és teljes égés következik be. A szén minimális elégetése azonban nem kerülhető el. Ezt a veszteséget új szénnel kell kompenzálni. Reaktiválás után gyakran előfordul, hogy az aktív szén nagyobb belső felületet és nagyobb reakcióképességet mutat, mint az eredeti szén. Ezek a tények az aktív szénben további pórusok és kokszosodott szennyeződések képződésének tudhatók be. A pórusok szerkezete is megváltozik - növekednek. Az újraaktiválás reaktiváló kemencében történik. A kemencéknek három típusa van: forgó, tengelyes és változó gázáramú kemencék. A változtatható gázáramú kemence előnye az alacsony égési veszteség és a súrlódás. Az aktív szenet a légáramba töltik, majd az égési gázok a rostélyon ​​keresztül felfelé szállíthatók. Az aktív szén az intenzív gázáramlás miatt részben folyékony lesz. A gázok a reaktiválás során keletkező égéstermékeket is továbbítják az aktív szénből az utóégetőbe. Levegőt adnak az utóégetőhöz, így a még nem teljesen meggyulladt gázok most már elégethetők. A hőmérséklet körülbelül 1200 °C-ra emelkedik. Az égés után a gáz egy gázmosóba áramlik, amelyben a gázt vízzel és levegővel 50-100 °C közötti hőmérsékletre hűtik. Ebben a kamrában a sósavat, amelyet tisztított aktív szénből adszorbeált klórozott szénhidrogének képeznek, nátrium-hidroxiddal semlegesítik. A magas hőmérséklet és a gyors lehűlés miatt nem képződnek mérgező gázok (például dioxinok és furánok).

Sztori

A szén használatára vonatkozó legkorábbi történelmi utalás arra utal ősi india, ahol a szanszkrit szentírások azt mondták, hogy az ivóvizet először szénen kell átvezetni, rézedényekben kell tartani és napfénynek kitenni.

A szén egyedi és előnyös tulajdonságait az ókori Egyiptomban is ismerték, ahol a szenet már ie 1500-ban használták gyógyászati ​​célokra. e.

Az ókori rómaiak szenet is használtak az ivóvíz, a sör és a bor tisztítására.

A 18. század végén a tudósok tudták, hogy a karbolén képes elnyelni különféle gázokat, gőzöket és oldott anyagokat. NÁL NÉL mindennapi élet Az emberek megfigyelték: ha egy edényben, ahol a vacsorát korábban főzték, vizet forralunk, dobunk néhány szenet, akkor az étel íze és illata eltűnik. Idővel az aktív szenet elkezdték használni a cukor tisztítására, a benzin földgázokban való megkötésére, a szövetek festésére és a bőr cserzésére.

1773-ban a német kémikus, Karl Scheele beszámolt a gázok szénen való adszorpciójáról. Később kiderült, hogy a faszén a folyadékokat is elszínezheti.

1785-ben T. E. Lovitz szentpétervári gyógyszerész, aki később akadémikus lett, először hívta fel a figyelmet az aktív szén alkoholtisztító képességére. Ismételt kísérletek eredményeként azt találta, hogy a bor szénporral való egyszerű összerázása is lehetővé teszi, hogy sokkal tisztább és jobb italt kapjunk.

1794-ben használták először a szenet egy angol cukorgyárban.

1808-ban Franciaországban használták először a szenet cukorszirup derítésére.

1811-ben, a fekete cipőkrém készítésekor fedezték fel a csontszén színtelenítő képességét.

1830-ban egy gyógyszerész, aki kísérletet végzett magán, bevitt egy gramm sztrichnint, és életben maradt, mivel egyidejűleg lenyelt 15 gramm aktív szenet, amely adszorbeálta ezt az erős mérget.

Nyikolaj Dmitrijevics Zelinszkij orosz tudós 1915-ben találta fel Oroszországban a világ első szűrős széngázmaszkját. 1916-ban fogadták örökbe az antant seregei. A benne lévő fő szorbens anyag az aktív szén volt.

Az aktív szén ipari előállítása a 20. század elején kezdődött. 1909-ben állították elő az első adag porított aktív szenet Európában.

Az első világháború idején a kókuszhéj aktív szenet használták először gázálarcok adszorbensként.

Az aktív szén jelenleg az egyik legjobb elérhető szűrőanyag.

Aktív szén Carbonut

A cég a Carbonut aktív szén széles választékát kínálja, amelyek számos alkalmazási területen beváltak. technológiai folyamatokés iparágak:

  • Carbonut WT folyadékok és víz tisztítására (talaj, szennyvíz és ivóvíz, valamint vízkezeléshez),
  • Carbonut VP különféle gázok és levegő tisztítására,
  • Carbonut GC arany és más fémek oldatokból és pépekből való kinyerésére a bányászatban és a motelliparban,
  • Carbonut CF cigarettaszűrőhöz.

A szén aktív szenet kizárólag kókuszdió héjából állítják elő, mivel a kókusz aktív szenek legjobb minőség tisztítás és a legnagyobb abszorpciós képesség (a több pórus jelenléte és ennek megfelelően a nagyobb felület miatt), a leghosszabb élettartam (a nagy keménység és a többszöri regeneráció lehetősége miatt), a felszívódott anyagok deszorpciójának hiánya anyagok és alacsony hamutartalom.

A szénatomos aktív szenet 1995 óta állítják elő Indiában automatizált és csúcstechnológiás berendezéseken. A termelés stratégiailag fontos helyen található, egyrészt a nyersanyagforrás - a kókusz - közvetlen közelében, másrészt pedig a kókuszdió közvetlen közelében. tengeri kikötők. A kókusz egész évben növekszik, folyamatos minőségi alapanyagforrást biztosítva nagy mennyiségben, minimális szállítási költséggel. A tengeri kikötők közelsége elkerüli a további logisztikai költségeket is. Az aktív szén előállítása során a technológiai ciklus minden szakasza szigorúan ellenőrzött: ez a bevitt nyersanyagok gondos kiválasztása, a fő paraméterek ellenőrzése a gyártás minden közbenső szakasza után, valamint a végső, késztermék megállapított szabványoknak megfelelően. A szén-aktív szenet szinte az egész világon exportálják, és az ár és a minőség kiváló kombinációja miatt nagy kereslet van rájuk.

Dokumentáció

A dokumentáció megtekintéséhez Adobe Readerre lesz szüksége. Ha nincs telepítve az Adobe Reader a számítógépére , látogasson el az Adobe www.adobe.com oldalára, töltse le és telepítse a program legújabb verzióját (a program ingyenes). A telepítési folyamat egyszerű és csak néhány percet vesz igénybe, ez a program hasznos lesz a jövőben.

Ha vásárolni szeretne Aktív szén Moszkvában, Moszkva régióban, Mytishchiben, Szentpéterváron - kérjük, lépjen kapcsolatba a cég vezetőivel. Szállítás az Orosz Föderáció más régióiba is történik.

A szén egy üledékes kőzet, amely a földrétegben képződik. A szén kiváló tüzelőanyag. Úgy gondolják, hogy ez a legősibb tüzelőanyag, amelyet távoli őseink használtak.

Hogyan keletkezik a szén

A szén képződéséhez hatalmas mennyiségű növényi anyagra van szükség. És jobb, ha a növények egy helyen felhalmozódnak, és nincs idejük teljesen lebomlani. Ennek ideális helye a mocsarak. A bennük lévő víz oxigénszegény, ami megakadályozza a baktériumok létfontosságú tevékenységét.

A növényzet tömege felhalmozódik a mocsarakban. Mivel nincs ideje teljesen rothadni, a következő talajlerakódások összenyomják. Így nyerik a tőzeget - a szén alapanyagát. A következő talajrétegek mintegy lezárják a tőzeget a talajban. Ennek eredményeként teljesen megfosztja az oxigénhez és a vízhez való hozzáférést, és szénteleppé válik. Ez a folyamat hosszadalmas. Tehát a modern szénkészletek nagy része a paleozoikum korszakában alakult ki, vagyis több mint 300 millió évvel ezelőtt.

A szén jellemzői és fajtái

(Barnaszén)

A szén kémiai összetétele az életkorától függ.

A legfiatalabb faj a barnaszén. Körülbelül 1 km mélységben fekszik. Még mindig sok víz van benne - körülbelül 43%. Nagy mennyiségű illékony anyagot tartalmaz. Jól gyullad és ég, de kevés hőt ad.

A kőszén ebben a besorolásban egyfajta „középpont”. 3 km-es mélységig fordul elő. Mivel a felső rétegek nyomása nagyobb, a szén víztartalma kevesebb - körülbelül 12%, az illékony anyagok - akár 32%, de a szén 75-95%. Nagyon gyúlékony is, de jobban ég. A kis mennyiségű nedvesség miatt pedig több hőt ad.

Antracit egy régebbi fajta. Körülbelül 5 km mélységben fordul elő. Több a szén és szinte nincs nedvesség. Az antracit szilárd tüzelőanyag, rosszul gyullad, de a fajlagos égéshő a legmagasabb - akár 7400 kcal / kg.

(Antracit szén)

Az antracit azonban nem a szerves anyag átalakulásának utolsó szakasza. A zordabb körülményeknek kitéve a szén shuntittá alakul. Magasabb hőmérsékleten grafit keletkezik. És amikor ultra-nagy nyomásnak van kitéve, a szén gyémánttá változik. Mindezek az anyagok – a növénytől a gyémántig – szénből készülnek, csak a molekulaszerkezetük más.

A fő "összetevők" mellett a szén összetétele gyakran tartalmaz különféle "sziklákat". Ezek olyan szennyeződések, amelyek nem égnek, hanem salakot képeznek. Szénben és kénben található, tartalmát a szén képződésének helye határozza meg. Égéskor oxigénnel reagál és kénsavat képez. Minél kevesebb szennyeződés van a szén összetételében, annál magasabbra értékelik a minőségét.

Széntelep

A szén előfordulási helyét szénmedencének nevezzük. A világon több mint 3,6 ezer szénmedence ismert. Területük a Föld szárazföldi területének körülbelül 15%-át foglalja el. A legnagyobb százaléka betétek a világ széntartalékai az Egyesült Államokban - 23%.A második helyen - Oroszország, 13%. Kína zárja az első három vezető országot - 11%. A világ legnagyobb szénlelőhelyei az Egyesült Államokban találhatók. Ez az Appalache-szénmedence, amelynek készletei meghaladják az 1600 milliárd tonnát.

Oroszországban a legnagyobb szénmedence a Kemerovói régióban található Kuznyeck. A Kuzbass készletei 640 milliárd tonnát tesznek ki.

Ígéretes a lelőhelyek fejlődése Jakutában (Elginszkoje) és Tyvában (Elegestskoye).

Szénbányászat

A szén mélységétől függően zárt vagy nyílt bányászati ​​módszert alkalmaznak.

Zárt, vagy földalatti bányászati ​​módszer. Ehhez a módszerhez aknákat és aknákat építenek. Aknákat akkor építenek, ha a szén mélysége 45 méter vagy több. Vízszintes alagút vezet belőle - egy adit.

2 zárt bányászati ​​rendszer létezik: szoba- és pillérbányászat, valamint hosszfalú bányászat. Az első rendszer kevésbé gazdaságos. Csak olyan esetekben használják, amikor a felfedezett rétegek vastagok. A második rendszer sokkal biztonságosabb és praktikusabb. Lehetővé teszi a kőzet akár 80%-ának kitermelését és egyenletes szenet juttatását a felszínre.

A nyílt módszert akkor alkalmazzák, ha a szén sekély. Először a talaj keménységének elemzését végezzük, megállapítjuk a talaj mállási fokát és a fedőréteg rétegzettségét. Ha a szénrétegek feletti talaj puha, elegendő buldózer és kaparó használata. Ha a felső réteg vastag, akkor kotrógépeket és vontatókötéleket hoznak be. A szén felett heverő vastag kemény kőzetréteget felrobbantják.

A szén használata

A szén felhasználási területe egyszerűen hatalmas.

A szénből ként, vanádiumot, germániumot, cinket és ólmot vonnak ki.

Maga a szén kiváló tüzelőanyag.

A kohászatban vas olvasztására, vas, acél előállítására használják.

A szén elégetése után nyert hamut építőanyagok előállításához használják fel.

A szénből speciális feldolgozás után benzolt és xilolt nyernek, amelyeket lakkok, festékek, oldószerek, linóleum előállításához használnak fel.

A szén cseppfolyósításával első osztályú folyékony tüzelőanyagot kapunk.

A szén a grafitgyártás nyersanyaga. Valamint a naftalin és számos más aromás vegyület.

A szén vegyi feldolgozásának eredményeként jelenleg több mint 400 féle ipari terméket állítanak elő.

A szén különféle változataiban barnától feketéig terjedhet. Jó tüzelőanyag, ezért hőenergia elektromos energiává alakítására használják. A növényi tömeg felhalmozódása és a benne zajló fizikai és kémiai folyamatok eredményeként jön létre.

A szén különféle módosításai

A fapép mocsaras talajban való felhalmozódása tőzeg képződéséhez vezet, amely a szén előfutára. A tőzegképlet meglehetősen bonyolult, ráadásul az ilyen típusú szénre nincs specifikus sztöchiometrikus arány. A száraz tőzeg szén-, hidrogén-, oxigén-, nitrogén- és kénatomokból áll.

  1. Barnaszén vagy lignit.
  2. Bitumen.
  3. Antracit.

Ennek az átalakulási láncnak a végterméke a kemény grafit vagy grafitszerű szén, amelynek képlete a tiszta szén C.

Karbon fa

Körülbelül 300 millió évvel ezelőtt, a karbon-korszakban bolygónk földjének nagy részét óriási páfrányerdők borították. Fokozatosan ezek az erdők kihaltak, és a fa felhalmozódott a mocsaras talajban, amelyen nőttek. A nagy mennyiségű víz és szennyeződés akadályokat gördített az oxigén bejutására, így az elhalt fa nem bomlott le.

Az újonnan elhalt fa sokáig fedte a régebbi rétegeket, melyek nyomása és hőmérséklete fokozatosan emelkedett. A kapcsolódó geológiai folyamatok végül széntelepek kialakulásához vezettek.

karbonizációs folyamat

A "karbonizáció" kifejezés a szén metamorf átalakulását jelenti, amely a farétegek vastagságának növekedésével, a tektonikus mozgásokkal és folyamatokkal, valamint a rétegek mélységétől függő hőmérséklet-emelkedéssel jár.

A nyomásnövekedés elsősorban megváltozik fizikai tulajdonságok szén, amelynek kémiai képlete változatlan marad. Különösen a sűrűsége, keménysége, optikai anizotrópiája és porozitása változik. A hőmérséklet emelkedése megváltoztatja a szén képletét a széntartalom növekedése, valamint az oxigén és a hidrogén csökkenése irányába. Ezek a kémiai folyamatok a szén tüzelőanyag-jellemzőinek növekedéséhez vezetnek.

Ez a szénmódosítás nagyon gazdag szénben, ami magas hőátbocsátási tényezőhöz vezet, és meghatározza a fő tüzelőanyagként való felhasználását az energiaiparban.

A kőszén képlete bitumenes anyagokból áll, amelyek desztillációja lehetővé teszi az aromás szénhidrogének és a kohászati ​​eljárásokban széles körben használt kokszként ismert anyag kinyerését. A bitumenes vegyületek mellett a szénben sok a kén. Ez az elem a szénégetésből származó levegőszennyezés fő forrása.

A szén fekete és lassan ég, lángot hozva létre sárga szín. A barnaszénnel ellentétben fűtőértéke magasabb, 30-36 MJ/kg.

A szén képlete összetett összetételű, és számos szén-, oxigén- és hidrogénvegyületet, valamint nitrogént és ként tartalmaz. A kémiai vegyületek ilyen sokfélesége egy egész irány kifejlődésének kezdete volt vegyipar- karbokémia.

Jelenleg a szenet szinte kicserélték földgázés az olaj, de felhasználásának két fontos területe továbbra is létezik:

  • a hőerőművek fő tüzelőanyaga;
  • szén oxigénmentes elégetésével nyert kokszforrás zárt nagyolvasztókban.

A földkéreg vastagságában kialakult kőzetek a hőmérséklet, nyomás, a földkéreg mozgása és egyéb fizikai és kémiai viszonyok hatására a metamorfózis szakaszain mennek keresztül: tőzeg, barnaszén, szén, antracit.

Szén

A szén összetétele nedvességet és ásványi szennyeződéseket tartalmaz. A szénben lévő nedvesség csökkenti az égéshőt. A szén legkárosabb szennyeződése a különféle vegyületekben (pirit, kalcium, vas-szulfát) található kén. A szén kénvegyületekkel való elégetésekor kén-dioxid (kén-dioxid) keletkezik, amely káros az emberi egészségre, fémek korrózióját okozza, és mérgezi a légkört. Viszonylag alacsony kéntartalom (1%-2%) a Donyec-medence szénében. A középső és északi szénmedencében a kéntartalom már 3,5% vagy több.

A szén kémiai összetétele:

  • szén - 50% - 96%
  • Hidrogén - 3% - 6%
  • Oxigén - 25% - 37%
  • Nitrogén - 0 - 2,7%

Tőzeg

A tőzeget ma az élet számos területén használják. Ezt és Mezőgazdaság, állattenyésztés, biokémia, orvostudomány, energetika. A tőzeg nemcsak a talaj szerkezetét javítja, hanem a víz és a levegő tulajdonságait is. A tőzeg kevesebb káros szennyeződést és ként tartalmaz. A tőzeg széntartalma 50-60%.

Barnaszén

A barnaszén tőzegből képződött sűrű földes massza, jól megőrzött fás szerkezetű. Füstös lánggal könnyen megég, kellemetlen szagot árasztva. A világ teljes barnaszénkészlete megközelítőleg 4,9 billió tonna. A fő tartalékok Oroszországban, Németországban, Lengyelországban és Csehországban vannak. A barnaszenet sokkal kevesebben használják, mint a követ. A barnaszén száraz desztillációja során ammónia képződik, ecetsavval. A száraz desztilláció során paraffint, gombokat, karkötőket és néhány egyéb apróságot is kapnak. A fosszilis szén közül a legfiatalabb a barnaszén. A barnaszén összetétele:

  • 50% - 77% - szén,
  • 26% - 37% - oxigén,
  • 0-2% - nitrogén,
  • 3% - 5% - hidrogén.

A modern technológiák ma már lehetővé teszik barnaszénből szintetikus gáz előállítását, amely a fűtőolaj alternatívája.

Szén

A kőszén a fosszilis tüzelőanyagok egyik fajtája, átmeneti állapot a barnaszéntől az antracitig. Minden másnál több kőszenet fejlesztenek ki, évente körülbelül 2,5 milliárd tonnát, ami Földünk minden lakosára számolva körülbelül 700 kg. A szenet villamosenergia-termelésre használják hőerőművekben, tüzelőanyagként magánházakban, gyárakban és még sok másban. A kőszén világító lánggal ég, és magasabb az égéshője, mint a barnaszénnek.

A szén összetétele 3-12% nedvességet tartalmaz, akár 32% illékony gyúlékony anyagokat is tartalmaz.

A szén kémiai összetétele a következőket tartalmazza:

  • szén 75%-tól 93%-ig (fajtától, helytől függően),
  • hidrogén 4-6%,
  • oxigén 3%-ról 19%-ra
  • nitrogén akár 2,7%

Antracit

Az antracit nagy sűrűség, ragyogás jellemzi, égéshője a legmagasabb, de nem gyullad jól. Különösen szénelektródák, elektródatömeg gyártására használják. A kohászat alapanyagaként használják. Az antracit főleg 6 kilométeres mélységben fordul elő.

A legmagasabb széntartalommal rendelkezik, 95% - 97%, hidrogén - 1% - 3%.

Aktív szén

Az aktív szén olyan porózus szerkezetű anyag, amelyet különféle szerves eredetű széntartalmú anyagokból nyernek, amelyek közé tartozik a szén, kőolaj, szénkoksz, kókuszdióhéj, dió, olívamag, sárgabarack. A legjobb aktív szén a kókuszdióhéjból készült karbolén, sokszor regenerálható.

Az aktív szén összetétele 87-97% szenet tartalmaz, hidrogént, nitrogént, oxigént is tartalmaz, nem tartalmaz szennyeződéseket. Az aktív szén kémiai összetétele hasonló a ceruzában és a gyémántban használt grafithoz.

Az aktív szén a következő osztályokra oszlik:

  • nyersanyag típusa szerint (fa, kókuszdió, szén stb.),
  • az aktiválási módszer szerint (gőz vagy termokémiai),
  • a felszabadulás formája szerint (por, granulátum, öntött, aktív szénnel impregnált szövet)
  • cél szerint (derítés, gáz, rekuperáció, katalizátorok).

Aktív szén alkalmazása

Az aktív szenet széles körben használják az élet számos területén, az iparban:

  • víztisztítás xenobiotikumoktól, dioxinoktól,
  • az élelmiszeriparban (alkohol, szénsavas italok gyártása, zsírok és olajok szagtalanítása, derítése stb.)
  • az olaj- és gáziparban, a vegyiparban, a feldolgozóiparban,
  • környezetvédelmi tevékenységben (ipari szennyvíz tisztítása, olaj és olajtermék kiömlések felszámolása, tisztítás füstgázok satöbbi.)
  • a kohászatban, bányászatban,
  • az üzemanyag- és energiaiparban,
  • a nukleáris iparban
  • az orvostudományban (a test megtisztítása a méreganyagoktól),
  • a gyógyszeriparban (széntabletta, vérpótló, antibiotikumok stb.),
  • az alapok előállításában személyi védelem(lélegeztető maszk, gázálarc),
  • medencék, akváriumok víztisztítására.

MEGHATÁROZÁS

Szén- a szén kémiai elem egyik allotróp módosulata.

A szénatom szerkezetét az ábra mutatja. 1. Ráadásul faszén, a szén létezhet egyszerű gyémánt vagy grafit anyag formájában, amely a hatszögletű és köbös rendszerhez tartozik, koksz, korom, karabin, grafén polikumulén, fullerén, nanocsövek, nanoszálak, asztralén stb.

Rizs. 1. A szénatom szerkezete.

A szén kémiai képlete

A szén kémiai képlete- C. Azt mutatja, hogy ennek az anyagnak a molekulája egy szénatomot tartalmaz (Ar = 12 amu). A kémiai képlet szerint kiszámíthatja a szén molekulatömegét:

M(C) \u003d M r (C) × 1 mol = 12,0116 g/mol

A szén szerkezeti (grafikus) képlete

Szemléltetőbb az a szén szerkezeti (grafikus) képlete. Megmutatja, hogyan kapcsolódnak egymáshoz az atomok a molekulán belül (2. ábra).


Rizs. 2. A szén allotróp módosulatainak szerkezete: a) gyémánt; b - grafit; c) - fullerén.

Elektronikus képlet

Elektronikus képlet, amely az atomban lévő elektronok energia-alszintek közötti eloszlását mutatja az alábbiakban:

6 C 1s 2 2s 2 2p 2

Ebből is látszik, hogy a szén a p-család elemei közé tartozik, valamint a vegyértékelektronok száma is - a külső energiaszinten 4 elektron található (2s 2 2p 2).

Példák problémamegoldásra

1. PÉLDA

Gyakorlat A klór tömeghányada foszfor-kloridban 77,5%. Határozza meg a legegyszerűbb képlet kapcsolatokat.
Döntés

Kiszámít tömeghányad foszfor a vegyületben:

ω(P) = 100% - ω(Cl) = 100% - 77,5% = 22,5%

Jelöljük a vegyületet alkotó elemek móljainak számát "x"-el (foszfor) és "y"-vel (klór). Ekkor a mólarány így fog kinézni (a D. I. Mengyelejev periódusos rendszeréből vett relatív atomtömegek értékeit egész számokra kerekítjük):

x:y = ω(P)/Ar(P): ω(Cl)/Ar(Cl);

x:y= 22,5/31: 77,5/35,5;

x:y = 0,726: 2,183 = 1:3

Tehát a foszfor klórral alkotott vegyületének képlete PCl 3 lesz. Ez foszfor(III)-klorid.
Válasz PCl 3

2. PÉLDA

Gyakorlat Határozza meg a kálium mangánnal és oxigénnel alkotott vegyületének legegyszerűbb képletét, ha a kálium tömeghányada 24,7%, a mangán 34,8%.
Döntés Az X elem tömeghányadát a HX összetétel molekulájában a következő képlettel számítjuk ki:

ω (X) = n × Ar (X) / M (HX) × 100%

Számítsa ki az oxigén tömeghányadát a vegyületben:

ω(P) = 100% - ω(K) - ω(Mn)= 100% - 24,7% - 34,8% = 40,5%

Jelöljük a vegyületet alkotó elemek móljainak számát "x" (kálium), "y" (mangán) és "z" (oxigén). Ekkor a mólarány így fog kinézni (a D. I. Mengyelejev periódusos rendszeréből vett relatív atomtömegek értékeit egész számokra kerekítjük):

x:y:z = ω(K)/Ar(K): ω(Mn)/Ar(Mn): ω(O)/Ar(O);

x:y:z= 24,7/39: 34,8/55: 40,5/16;

x:y:z= 0,63:0,63:2,53 = 1:1:4

Ez azt jelenti, hogy a kálium, mangán és oxigén vegyületének képlete KMnO 4 -nek fog kinézni. Ez kálium-permanganát.
Válasz KMnO 4