Ce este chimia cărbunelui. Vezi ce înseamnă „Cărbune” în alte dicționare

Structura

Productie

Clasificare

Principalele caracteristici

Domenii de utilizare

Regenerare

Poveste

Carbonut carbune activat

Documentație

Materii prime și compoziție chimică

Cărbunele activat (sau activ) (din latină carbo activatus) este un adsorbant - o substanță cu o structură poroasă foarte dezvoltată, care este obținută din diferite materiale care conțin carbon de origine organică, cum ar fi cărbune, cocs de cărbune, cocs de petrol, coajă de nucă de cocos. , nucă, miez de caise, măsline și altele culturi de fructe. Cărbunele activ (carbolen) din coajă de nucă de cocos este considerat cel mai bun din punct de vedere al calității curățării și al duratei de viață, iar datorită rezistenței sale ridicate poate fi regenerat de multe ori.

Carbonul activat este din punct de vedere chimic una dintre formele de carbon cu structura imperfectă practic lipsit de impurități. Cărbunele activ este format din 87-97% din greutate carbon, poate conține și hidrogen, oxigen, azot, sulf și alte substanțe. În compoziția sa chimică, cărbunele activat este similar cu grafitul, un material folosit, inclusiv în creioanele convenționale. Cărbunele activat, diamantul, grafitul sunt toate forme diferite de carbon, care practic nu conțin impurități. După caracteristicile lor structurale, carbonii activi aparțin grupului de soiuri microcristaline de carbon - acestea sunt cristalite de grafit, formate din planuri lungi de 2-3 nm, care la rândul lor sunt formate din inele hexagonale. Cu toate acestea, este încălcat orientarea tipică pentru grafit a planurilor individuale ale rețelei unul față de celălalt în cărbuni activi - straturile sunt deplasate aleatoriu și nu coincid în direcția perpendiculară pe planul lor. Pe lângă cristaliții de grafit, carbonii activați conțin de la una până la două treimi de carbon amorf, împreună cu heteroatomi. Masa eterogenă, constând din cristaliți de grafit și carbon amorf, determină structura poroasă particulară a carbonilor activați, precum și proprietățile lor de adsorbție și fizico-mecanice. Prezența oxigenului legat chimic în structura cărbunelui activ, care formează compuși chimici de suprafață de natură bazică sau acidă, afectează în mod semnificativ proprietățile lor de adsorbție. Conținutul de cenușă al cărbunelui activ poate fi de 1-15%, uneori este anesteziat la 0,1-0,2%.

Structura

Cărbunele activ are un număr foarte mare de pori și, prin urmare, are o suprafață foarte mare, drept urmare are o adsorbție mare (1 g cărbune activ, în funcție de tehnologia de fabricație, are o suprafață de 500 până la 1500 m 2). Este nivelul ridicat de porozitate care face ca carbonul activat să fie „activat”. Creșterea porozității cărbunelui activ are loc în timpul unui tratament special - activare, care crește semnificativ suprafața de adsorbție.

În cărbunii activați se disting macro-, mezo- și micro-pori. În funcție de dimensiunea moleculelor care trebuie păstrate pe suprafața cărbunelui, trebuie să se producă cărbune cu diferite rapoarte ale dimensiunilor porilor. Porii din cărbune activ sunt clasificați în funcție de dimensiunile lor liniare - X (jumătate de lățime - pentru un model de por cu fante, rază - pentru cilindric sau sferic):

  • 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 - macropori.

Pentru adsorbția în micropori (volum specific 0,2-0,6 cm3/g și 800-1000 m2/g), proporțional ca mărime cu moleculele adsorbite, mecanismul de umplere a volumului este în principal caracteristic. În mod similar, adsorbția are loc și în supermicropori (volum specific 0,15-0,2 cm 3 /g) - regiuni intermediare dintre micropori și mezopori. În această regiune, proprietățile microporilor degenerează treptat, în timp ce apar proprietățile mezoporilor. Mecanismul de adsorbție în mezopori constă în formarea secvențială a straturilor de adsorbție (adsorbția polimoleculară), care se termină cu umplerea porilor prin mecanismul condensării capilare. În cărbunii activi convenţionali, volumul specific al mezoporului este de 0,02-0,10 cm3/g, aria de suprafaţă specifică este de 20-70 m2/g; cu toate acestea, pentru unii cărbuni activi (de exemplu, clarificare), aceste cifre pot ajunge la 0,7 cm 3 /g, respectiv 200-450 m 2 /g. Macroporii (volum și suprafață specific, respectiv, 0,2-0,8 cm 3 /g și 0,5-2,0 m 2 /g) servesc drept canale de transport care aduc moleculele de substanțe absorbite în spațiul de adsorbție al granulelor de cărbune activ. Micro- și mezoporii alcătuiesc cea mai mare parte a suprafeței cărbunelui activ, respectiv, ei aduc cea mai mare contribuție la proprietățile lor de adsorbție.
Microporii sunt deosebit de potriviți pentru adsorbția de molecule mici, iar mezoporii pentru adsorbția de molecule organice mai mari. Materia prima din care sunt obtinute are o influenta decisiva asupra structurii porilor carbonilor activi. Carbonii activați pe bază de coajă de nucă de cocos se caracterizează printr-o proporție mai mare de micropori, iar carbonii activați pe bază de cărbune - o proporție mai mare de mezopori. O proporție mare de macropori este caracteristică cărbunelui activ pe bază de lemn. În cărbunele activ, de regulă, există toate tipurile de pori, iar curba de distribuție diferențială a volumului lor în funcție de dimensiune are 2-3 maxime. În funcție de gradul de dezvoltare a supermicroporilor, carbonii activați se disting cu o distribuție îngustă (acești pori sunt practic absenți) și largi (dezvoltați semnificativ).

Există o atracție intermoleculară în porii cărbunelui activ, ceea ce duce la apariția unor forțe de adsorbție (forțe van der Waals), care sunt similare ca natură cu forța gravitațională, singura diferență fiind că acţionează la nivel molecular, și nu la nivel astronomic. Aceste forțe determină o reacție asemănătoare unei precipitații în care substanțele adsorbite pot fi îndepărtate din fluxurile de apă sau gaze. Moleculele de contaminanți îndepărtați sunt reținute pe suprafața cărbunelui activat de forțele intermoleculare Van der Waals. Astfel, carbonii activați îndepărtează contaminanții din substanțele care se purifică (spre deosebire, de exemplu, de decolorare, când moleculele de impurități colorate nu sunt îndepărtate, ci sunt transformate chimic în molecule incolore).
Pot apărea și reacții chimice între substanțele adsorbite și suprafața cărbunelui activ. Aceste procese se numesc adsorbție chimică sau chemisorbție, totuși, în general, procesul de adsorbție fizică are loc în timpul interacțiunii carbonului activat și a substanței adsorbite. Chimisorbția este utilizată pe scară largă în industrie pentru purificarea gazelor, degazarea, separarea metalelor, precum și în cercetare științifică. Adsorbția fizică este reversibilă, adică substanțele adsorbite pot fi separate de la suprafață și readuse la starea lor inițială în anumite condiții. În chimisorbție, substanța adsorbită este asociată cu suprafața prin legături chimice, schimbând-o Proprietăți chimice. Chemisorbția nu este reversibilă.

Unele substanțe sunt slab adsorbite pe suprafața cărbunelui activ convențional. Aceste substanțe includ amoniacul, dioxidul de sulf, vaporii de mercur, hidrogenul sulfurat, formaldehida, clorul și cianura de hidrogen. Pentru îndepărtarea eficientă a acestor substanțe, se folosesc cărbuni activi impregnați cu reactivi chimici speciali. Cărbunii activi impregnați sunt utilizați în aplicații specializate în tratarea aerului și a apei, în aparate de respirație, în scopuri militare, în industria nucleară etc.

Productie

Pentru producerea cărbunelui activ, se folosesc cuptoare de diferite tipuri și modele. Cele mai răspândite sunt: ​​cuptoarele rotative cu mai multe rafturi, cu arbore, orizontale și verticale, precum și reactoarele cu pat fluidizat. Principalele proprietăți ale carbonului activ și, mai ales, structura poroasă sunt determinate de tipul de materie primă inițială care conține carbon și de metoda de prelucrare a acesteia. În primul rând, materiile prime care conțin carbon sunt zdrobite până la o dimensiune de particule de 3-5 cm, apoi supuse carbonizării (pirolizei) - prăjire la temperatură ridicată într-o atmosferă inertă fără acces la aer pentru a elimina substanțele volatile. În stadiul de carbonizare, se formează cadrul viitorului carbon activ - porozitate și rezistență primară.

Cu toate acestea, cărbunele carbonizat (carbonizat) obținut are proprietăți de adsorbție slabe deoarece dimensiunea porilor este mică și suprafața internă este foarte mică. Prin urmare, carbonizatul este supus activării pentru a obține o structură specifică a porilor și pentru a îmbunătăți proprietățile de adsorbție. Esența procesului de activare este deschiderea porilor care sunt în stare închisă în materialul de carbon. Acest lucru se face fie termochimic: materialul este preimpregnat cu o soluție de clorură de zinc ZnCl 2, carbonat de potasiu K 2 CO 3 sau alți compuși și încălzit la 400-600 ° C fără aer sau, cel mai comun mod de prelucrare. - cu abur supraîncălzit sau dioxid de carbon CO 2 sau amestecul acestora la o temperatură de 700-900 °C în condiţii strict controlate.
Activarea cu vapori de apă este oxidarea produselor carbonizate la produse gazoase în conformitate cu reacția - C + H 2 O -> CO + H 2; sau cu un exces de vapori de apă - C + 2H 2 O -> CO 2 + 2H 2. Este utilizat pe scară largă pentru a primi o alimentare la aparat pentru activarea unei cantități limitate de aer simultan cu abur saturat. O parte din cărbune se arde și temperatura necesară este atinsă în spațiul de reacție. Producția de cărbune activ în această variantă de proces este semnificativ redusă. Carbonul activ se obține și prin descompunerea termică a polimerilor sintetici (de exemplu, clorură de poliviniliden).

Activarea aburului face posibilă obținerea de cărbuni cu o suprafață internă de până la 1500 m 2 per gram de cărbune. Datorită acestei suprafețe uriașe, carbonii activați sunt adsorbanți excelenți. Cu toate acestea, nu toată această zonă poate fi disponibilă pentru adsorbție, deoarece moleculele mari de substanțe adsorbite nu pot pătrunde în porii mici. În procesul de activare, se dezvoltă porozitatea necesară și suprafața specifică și are loc o scădere semnificativă a masei substanței solide, numită burnout.

Ca rezultat al activării termochimice, se formează cărbune activ gros poros, care este folosit pentru albire. Ca urmare a activării aburului, se formează cărbune activ fin poros, care este folosit pentru curățare.

În continuare, cărbunele activ este răcit și supus sortării și cernurii preliminare, unde nămolul este cernut, apoi, în funcție de necesitatea obținerii parametrilor specificati, cărbunele activ este supus unei prelucrări suplimentare: spălare cu acid, impregnare (impregnare cu diverse chimicale), măcinare și uscare. După aceea, cărbunele activ este ambalat în ambalaje industriale: saci sau big bag.

Clasificare

Cărbunele activ se clasifică după tipul de materie primă din care este fabricat (cărbune, lemn, nucă de cocos etc.), după metoda de activare (termochimică și abur), după scop (gaz, recuperare, limpezire). și purtători de carbon ai catalizatorilor chimici absorbanți), precum și sub formă de eliberare. În prezent, cărbunele activ este produs în principal sub următoarele forme:

  • pulbere de carbon activ
  • cărbune activ granular (particule zdrobite, de formă neregulată),
  • carbon activ turnat,
  • carbon activ extrudat (granule cilindrice),
  • tesatura impregnata cu carbon activ.

Cărbunele activ sub formă de pulbere are particule mai mici de 0,1 mm (mai mult de 90% din compoziția totală). Cărbunele pulbere este folosit pentru curățarea industrială a lichidelor, inclusiv pentru tratarea apelor uzate menajere și industriale. După adsorbție, cărbunele pulbere trebuie separat de lichidele care urmează să fie purificate prin filtrare.

Dimensiunea particulelor de cărbune activat granular de la 0,1 la 5 mm (mai mult de 90% din compoziție). Cărbunele activ granular este utilizat pentru purificarea lichidelor, în principal pentru purificarea apei. La curățarea lichidelor, cărbunele activ este plasat în filtre sau absorbante. Cărbunii activați cu particule mai mari (2-5 mm) sunt folosiți pentru purificarea aerului și a altor gaze.

Cărbunele activ turnat este cărbune activ sub formă de diferite forme geometrice, în funcție de aplicație (cilindri, tablete, brichete etc.). Cărbunele turnat este folosit pentru a purifica diferite gaze și aer. La curățarea gazelor, carbonul activ este plasat și în filtre sau adsorbante.

Carbonul extrudat este produs cu particule sub formă de cilindri cu un diametru de 0,8 până la 5 mm, de regulă, este impregnat (impregnat) cu substanțe chimice speciale și utilizat în cataliză.

Țesăturile impregnate cu carbon vin într-o varietate de forme și dimensiuni, cel mai frecvent utilizate pentru purificarea gazului și a aerului, cum ar fi în filtrele de aer auto.

Principalele caracteristici

Dimensiunea granulometrică (granulometrie) - dimensiunea părții principale a granulelor de cărbune activ. Unitate de măsură: milimetri (mm), mesh USS (US) și mesh BSS (engleză). Un tabel rezumat al conversiilor dimensiunii particulelor USS - milimetri (mm) este dat în fișierul corespunzător.

Densitatea în vrac - masa de material care umple o unitate de volum sub acțiunea propriei greutăți. Unitatea de măsură este gramele pe centimetru cub (g/cm 3).

Suprafața este aria suprafeței unui solid împărțită la masa acestuia. Unitatea de măsură este un metru pătrat pe gram de cărbune (m 2 /g).

Duritate (sau rezistență) - toți producătorii și consumatorii de cărbune activ folosesc metode semnificativ diferite pentru a determina rezistența. Majoritatea metodelor se bazează pe următorul principiu: o probă de cărbune activat este supusă unei solicitări mecanice, iar măsura rezistenței este cantitatea de fracție fină formată în timpul distrugerii cărbunelui sau măcinării de dimensiuni medii. Ca măsură de rezistență, cantitatea de cărbune nedistrus este luată ca procent (%).

Umiditate - cantitatea de umiditate conținută în cărbune activ. Unitatea de măsură este procentul (%).

Conținut de cenușă - cantitatea de cenușă (uneori considerată doar solubilă în apă) din cărbune activ. Unitatea de măsură este procentul (%).

pH-ul extractului apos - valoarea pH-ului soluției apoase după fierberea unei probe de cărbune activ în ea.

Acțiune de protecție - măsurarea timpului de adsorbție a unui anumit gaz de către cărbune înainte de începerea transmiterii concentrațiilor minime de gaz de către un strat de cărbune activ. Acest test este utilizat pentru cărbunii utilizați pentru purificarea aerului. Cel mai adesea, cărbunele activ este testat pentru benzen sau tetraclorură de carbon (alias tetraclorură de carbon CCl 4).

Adsorbția STS (adsorbție pe tetraclorură de carbon) - tetraclorura de carbon este trecută prin volumul de cărbune activ, saturația are loc până la o masă constantă, apoi se obține cantitatea de abur adsorbită, raportată la greutatea cărbunelui în procente (%).

Indicele de iod (adsorbția iodului, numărul de iod) - cantitatea de iod în miligrame pe care o poate adsorbi 1 gram de cărbune activ, sub formă de pulbere dintr-o soluție apoasă diluată. Unitate de măsură - mg/g.

Adsorbția de albastru de metilen - cantitatea de miligrame de albastru de metilen absorbită de un gram de cărbune activ dintr-o soluție apoasă. Unitate de măsură - mg/g.

Decolorarea melasei (numărul sau indicele melasei, indicele melasei) - cantitatea de cărbune activ în miligrame necesară pentru o clarificare de 50% a unei soluții standard de melasă.

Domenii de utilizare

Cărbunele activ absoarbe bine substanțe organice, cu molecul mare, cu structură nepolară, de exemplu: solvenți (hidrocarburi clorurate), coloranți, ulei etc. Capacitatea de adsorbție crește odată cu scăderea solubilității în apă, cu o nepolaritate mai mare a structura și o creștere a greutății moleculare. Cărbunii activați adsorb bine vaporii de substanțe cu puncte de fierbere relativ ridicate (de exemplu, benzen C 6 H 6), și mai rău - compuși volatili (de exemplu, amoniac NH 3). La presiuni relative de vapori p p / p us mai mici de 0,10-0,25 (p p - presiunea de echilibru a substanței adsorbite, p us - presiunea vaporilor saturați), cărbunele activ absoarbe ușor vaporii de apă. Cu toate acestea, când p p / p us este mai mare de 0,3-0,4, se observă o adsorbție vizibilă, iar în cazul p p / p us = 1, aproape toți microporii sunt umpluți cu vapori de apă. Prin urmare, prezența lor poate complica absorbția substanței țintă.

Cărbunele activat este utilizat pe scară largă ca adsorbant care absoarbe vapori din emisiile gazoase (de exemplu, la curățarea aerului de sulfura de carbon CS 2), captarea vaporilor de solvenți volatili în scopul recuperării acestora, pentru purificarea soluțiilor apoase (de exemplu, zahăr). siropuri și băuturi alcoolice), ape potabile și uzate, în măști de gaz, în tehnologia vidului, de exemplu, pentru crearea pompelor de sorbție, în cromatografia de adsorbție în gaz, pentru umplerea absorbanților de mirosuri în frigidere, purificarea sângelui, absorbția substanțelor nocive din tractul gastrointestinal, etc. Cărbunele activ poate fi, de asemenea, un purtător de aditivi catalitici și o polimerizare a catalizatorului. Pentru a conferi proprietăți catalitice carbonului activ, în macro- și mezopori sunt introduși aditivi speciali.

Odată cu dezvoltarea producției industriale de carbon activ, utilizarea acestui produs crește în mod constant. Cărbunele activ este utilizat în prezent în multe procese de purificare a apei, Industria alimentară, în procesele de tehnologie chimică. În plus, purificarea gazelor reziduale și a apelor uzate se bazează în principal pe adsorbția cu cărbune activ. Și odată cu dezvoltarea tehnologiei nucleare, cărbunele activ este principalul adsorbant al gazelor radioactive și al apelor uzate din centralele nucleare. În secolul al XX-lea, utilizarea cărbunelui activ a apărut în complex proceselor medicale, de exemplu, hemofiltrarea (purificarea sângelui pe cărbune activ). Se folosește cărbune activ:


Apa este clasificată ca deșeuri, ape subterane și apă potabilă. trăsătură caracteristică Această clasificare este concentrația de contaminanți, care pot fi solvenți, pesticide și/sau halo-hidrocarburi, cum ar fi hidrocarburile clorurate. Se disting următoarele intervale de concentrație, în funcție de solubilitate:

  • 10-350 g/litru pt bând apă,
  • 10-1000 g/litru pentru apa subterana,
  • 10-2000 g/litru pentru apa reziduala.

Tratarea apei din piscine nu se încadrează în această clasificare, deoarece aici avem de-a face cu declorarea și deozonarea, și nu cu eliminarea pură prin adsorbție a poluantului. Declorarea și deozonarea sunt utilizate în mod eficient în tratarea apei din piscine folosind cărbune activ din coajă de nucă de cocos, care are avantajele unei suprafețe mari de adsorbție și, prin urmare, un efect excelent de declorinare cu densitate mare. Densitatea mare permite refluxul, fără a spăla cărbunele activ din filtru.

Cărbunele activat granular este utilizat în sistemele fixe de adsorbție staționară. Apa poluată curge printr-un strat permanent de cărbune activ (în principal de sus în jos). Pentru ca acest sistem de adsorbție să funcționeze liber, apa trebuie să fie lipsită de orice particule solide. Acest lucru poate fi garantat printr-un pretratare adecvat (de exemplu, cu un filtru de nisip). Particulele care intră în filtrul staționar pot fi îndepărtate prin contracurent al sistemului de adsorbție.

Cu multe Procese de producție sunt emise gaze nocive. Aceste substanțe toxice nu trebuie eliberate în aer. Cele mai frecvente substanțe toxice găsite în aer sunt solvenții, care sunt esențiali pentru producerea materialelor de zi cu zi. Pentru separarea solvenților (în principal hidrocarburi, cum ar fi hidrocarburile clorurate), cărbunele activ poate fi utilizat cu succes datorită rezistenței sale la apă.

Purificarea aerului se împarte în purificarea aerului poluat și recuperarea solvenților în funcție de cantitatea și concentrația de poluant din aer. La concentrații mari, este mai ieftin să se recupereze solvenții din cărbunele activ (de exemplu, cu ajutorul aburului). Dar dacă substanțele toxice există la o concentrație foarte scăzută sau într-un amestec care nu poate fi refolosit, se folosește cărbune activ turnat de unică folosință. Cărbunele activ turnat este utilizat în sistemele staționare de adsorbție. Jeturile de ventilație contaminate trec printr-un strat permanent de cărbune într-o direcție (în principal de jos în sus).

Unul dintre principalele domenii de aplicare a cărbunelui activ impregnat este purificarea gazelor și a aerului. Aerul poluat din multe procese tehnice conține substanțe toxice care nu pot fi îndepărtate complet de cărbunele activ convențional. Aceste substanțe otrăvitoare, în mare parte anorganice sau instabile, substanțe polare, pot fi foarte otrăvitoare chiar și la concentrații scăzute. În acest caz, se folosește cărbune activ impregnat. Uneori, prin diferite reacții chimice intermediare între componenta poluantă și substanța activă din cărbune activ, poluantul poate fi îndepărtat complet din aerul poluat. Carbonii activați sunt impregnați (impregnați) cu argint (pentru purificarea apei potabile), iod (pentru purificarea de dioxid de sulf), sulf (pentru purificarea de mercur), alcalii (pentru purificarea de acizi și gaze gazoase - clor, dioxid de sulf, azot). dioxid etc. d.), acid (pentru purificarea de baze gazoase și amoniac).

Regenerare

Deoarece adsorbția este un proces reversibil și nu modifică suprafața sau compoziția chimică a cărbunelui activ, contaminanții pot fi îndepărtați din cărbunele activ prin desorbție (eliberarea de substanțe adsorbite). Forța van der Waals, care este principala forță motrice în adsorbție, este slăbită, astfel încât poluantul să poată fi îndepărtat de pe suprafața cărbunelui, se aplică trei metode tehnice:

  • Metoda fluctuației temperaturii: efectul forței van der Waals scade pe măsură ce temperatura crește. Temperatura este crescută de un curent fierbinte de azot sau de o creștere a presiunii aburului la o temperatură de 110-160 °C.
  • Metoda fluctuației presiunii: Pe măsură ce presiunea parțială scade, efectul forței van der Waals scade.
  • Extracție - desorbție în faze lichide. Substanțele adsorbite sunt îndepărtate chimic.

Toate aceste metode au dezavantaje, deoarece substanțele adsorbite nu pot fi îndepărtate complet de pe suprafața cărbunelui. O cantitate semnificativă de contaminant rămâne în porii cărbunelui activ. Când se utilizează regenerarea cu abur, 1/3 din toate substanțele adsorbite rămân încă în cărbune activ.

Regenerarea chimică este înțeleasă ca tratarea unui sorbent cu reactivi organici sau anorganici lichizi sau gazoși la o temperatură, de regulă, nu mai mare de 100 °C. Atât absorbanții de carbon cât și cei fără carbon sunt regenerați chimic. Ca urmare a acestui tratament, sorbatul fie este desorbit fără modificări, fie produsele interacțiunii sale cu agentul de regenerare sunt desorbite. Regenerarea chimică are loc adesea direct în aparatul de adsorbție. Majoritatea metodelor de regenerare chimică sunt foarte specializate pentru un anumit tip de sorbat.

Regenerarea termică la temperatură joasă este tratarea unui sorbant cu abur sau gaz la 100-400 °C. Această procedură este destul de simplă și în multe cazuri se efectuează direct în adsorbante. Datorită entalpiei sale ridicate, vaporii de apă sunt folosiți cel mai adesea pentru regenerarea termică la temperatură scăzută. Este sigur și disponibil în producție.

Regenerarea chimică și regenerarea termică la temperatură scăzută nu asigură recuperarea completă a cărbunilor de adsorbție. Regenerarea termică este un proces foarte complex, în mai multe etape, care afectează nu numai sorbatul, ci și sorbantul în sine. Regenerarea termică este apropiată de tehnologia producției de carbon activ. În timpul carbonizării diferitelor tipuri de sorbați pe cărbune, majoritatea impurităților se descompun la 200–350 ° C, iar la 400 ° C, aproximativ jumătate din totalul adsorbat este de obicei distrus. CO, CO 2 , CH 4 - principalii produși de descompunere ai sorbatului organic sunt eliberați la încălzire la 350 - 600°C. În teorie, costul unei astfel de regenerări este de 50% din costul noului cărbune activ. Acest lucru indică necesitatea de a continua căutarea și dezvoltarea de noi metode extrem de eficiente de regenerare a adsorbanților.

Reactivare - regenerarea completă a cărbunelui activ prin intermediul aburului la o temperatură de 600 °C. Poluantul este ars la această temperatură fără a arde cărbunele. Acest lucru este posibil datorită concentrației scăzute de oxigen și prezenței unei cantități semnificative de abur. Vaporii de apă reacţionează selectiv cu materia organică adsorbită, care este foarte reactivă în apă la aceste temperaturi ridicate, şi are loc arderea completă. Cu toate acestea, arderea minimă a cărbunelui nu poate fi evitată. Această pierdere trebuie compensată cu cărbune nou. După reactivare, se întâmplă adesea ca cărbunele activ să prezinte o suprafață internă mai mare și o reactivitate mai mare decât carbonul original. Aceste fapte se datorează formării de pori suplimentari și a poluanților cocsați în cărbunele activ. Structura porilor se schimbă și ea - cresc. Reactivarea se realizează într-un cuptor de reactivare. Există trei tipuri de cuptoare: cuptoare rotative, cu arbore și cuptoare cu debit variabil de gaz. Cuptorul cu debit variabil de gaz are avantajul pierderilor și frecării reduse prin ardere. Cărbunele activ este încărcat în curentul de aer și gazele de ardere pot fi apoi transportate în sus prin grătar. Cărbunele activ devine parțial fluid datorită fluxului intens de gaz. Gazele transportă, de asemenea, produsele de ardere în timpul reactivării de la cărbunele activ la post-arzător. Se adaugă aer la postcombustie, astfel încât gazele care nu au fost complet aprinse pot fi acum ars. Temperatura crește la aproximativ 1200 °C. După ardere, gazul curge într-o spălătorie de gaz în care gazul este răcit la o temperatură între 50-100 °C prin răcire cu apă și aer. În această cameră, acidul clorhidric, care este format din clorhidrocarburi adsorbite din cărbune activat purificat, este neutralizat cu hidroxid de sodiu. Datorită temperaturii ridicate și răcirii rapide, nu are loc formarea de gaze toxice (cum ar fi dioxine și furani).

Poveste

Cea mai veche referire istorică la utilizarea cărbunelui se referă la India antică, unde scripturile sanscrite spuneau că apa potabilă trebuie mai întâi trecută prin cărbune, păstrată în vase de cupru și expusă la lumina soarelui.

Proprietățile unice și benefice ale cărbunilor erau cunoscute și în Egiptul antic, unde cărbunele era folosit în scopuri medicinale încă din anul 1500 î.Hr. e.

Anticii romani foloseau și cărbunele pentru a purifica apa de băut, berea și vinul.

La sfârșitul secolului al XVIII-lea, oamenii de știință știau că carbolina era capabilă să absoarbă diferite gaze, vapori și substanțe dizolvate. LA viata de zi cu zi oamenii au observat: dacă, la fierbere apă într-o oală în care cina a fost gătită înainte, se aruncă câțiva cărbuni, atunci gustul și mirosul alimentelor dispar. De-a lungul timpului, cărbunele activ a început să fie folosit pentru purificarea zahărului, pentru a capta benzina din gazele naturale, pentru a vopsi țesăturile și pentru a tăbăci pielea.

În 1773, chimistul german Karl Scheele a raportat despre adsorbția gazelor pe cărbune. Ulterior s-a descoperit că și cărbunele poate decolora lichidele.

În 1785, farmacistul din Sankt Petersburg T. E. Lovitz, care mai târziu a devenit academician, a atras mai întâi atenția asupra capacității cărbunelui activ de a purifica alcoolul. Ca urmare a experimentelor repetate, el a descoperit că chiar și o simplă agitare a vinului cu praf de cărbune vă permite să obțineți o băutură mult mai curată și mai bună.

În 1794, cărbunele a fost folosit pentru prima dată într-o fabrică de zahăr engleză.

În 1808, cărbunele a fost folosit pentru prima dată în Franța pentru a clarifica siropul de zahăr.

În 1811, la prepararea cremei de pantofi negri, a fost descoperită capacitatea de decolorare a cărbunelui osos.

În 1830, un farmacist, făcând un experiment pe sine, a luat înăuntru un gram de stricnină și a rămas în viață, pentru că în același timp a înghițit 15 grame de cărbune activat, care a absorbit această otravă puternică.

În 1915, prima mască de gaz de carbon filtrantă din lume a fost inventată în Rusia de omul de știință rus Nikolai Dmitrievich Zelinsky. În 1916 a fost adoptat de armatele Antantei. Principalul material absorbant din el a fost cărbune activ.

Producția industrială de cărbune activ a început la începutul secolului al XX-lea. În 1909, în Europa a fost produs primul lot de cărbune activ sub formă de pulbere.

În timpul Primului Război Mondial, cărbunele activat din coajă de cocos a fost folosit pentru prima dată ca adsorbant în măștile de gaz.

Cărbunele activ este în prezent unul dintre cele mai bune medii de filtrare disponibile.

Carbonut carbune activat

Compania oferă o gamă largă de cărbuni activi Carbonut, care s-au dovedit într-o varietate de aplicații. procese tehnologice si industrii:

  • Carbonut WT pentru curățarea lichidelor și a apei (sol, canalizare și potabilă, precum și pentru tratarea apei),
  • Carbonut VP pentru purificarea diferitelor gaze și aer,
  • Carbonut GC pentru extracția aurului și a altor metale din soluții și paste în industria minieră și moteling,
  • Carbonut CF pentru filtre de tigari.

Cărbunele activ din nucă de cocos este produs exclusiv din cojile de nucă de cocos, așa cum au cea mai buna calitate curățare și cea mai mare capacitate de absorbție (datorită prezenței unui număr mai mare de pori și, în consecință, a unei suprafețe mai mari), cea mai lungă durată de viață (datorită durității mari și posibilității de regenerare multiplă), absența desorbției absorbite. substanțe și conținut scăzut de cenușă.

Cărbunii activi Carbonut sunt produși din 1995 în India pe echipamente automate și de înaltă tehnologie. Producția are o locație importantă din punct de vedere strategic, în primul rând, în imediata apropiere a sursei de materii prime - nucă de cocos, și în al doilea rând, în imediata apropiere a porturi maritime. Nuca de cocos crește pe tot parcursul anului, oferind o sursă neîntreruptă de materii prime de calitate în cantități mari, cu costuri de transport minime. Apropierea porturilor maritime evită, de asemenea, costuri suplimentare de logistică. Toate etapele ciclului tehnologic în producția de carbon activ Carbonut sunt strict controlate: aceasta este o selecție atentă a materiilor prime de intrare, controlul parametrilor principali după fiecare etapă intermediară de producție, precum și controlul calității final, produs finitîn conformitate cu standardele stabilite. Carbonut carbuni activi sunt exportati aproape in toata lumea si sunt la mare cautare datorita combinatiei excelente de pret si calitate.

Documentație

Veți avea nevoie de Adobe Reader pentru a vizualiza documentația. Dacă nu aveți Adobe Reader instalat pe computer , vizitați www.adobe.com by Adobe, descărcați și instalați cea mai recentă versiune a acestui program (programul este gratuit). Procesul de instalare este simplu și durează doar câteva minute, acest program vă va fi util în viitor.

Daca vrei sa cumperi Cărbune activîn Moscova, regiunea Moscova, Mytishchi, Sankt Petersburg - vă rugăm să contactați managerii companiei. Livrarea se face și în alte regiuni ale Federației Ruse.

Cărbunele este o rocă sedimentară care se formează în cusătura pământului. Cărbunele este un combustibil excelent. Se crede că acesta este cel mai vechi tip de combustibil folosit de strămoșii noștri îndepărtați.

Cum se formează cărbunele

Pentru formarea cărbunelui este nevoie de o cantitate imensă de materie vegetală. Și este mai bine dacă plantele se acumulează într-un singur loc și nu au timp să se descompună complet. Locul ideal pentru asta sunt mlaștinile. Apa din ele este săracă în oxigen, ceea ce împiedică activitatea vitală a bacteriilor.

Masa de vegetație se acumulează în mlaștini. Neavând timp să putrezească complet, este comprimat de următoarele depuneri de sol. Așa se obține turba - materialul sursă pentru cărbune. Următoarele straturi de sol, parcă, sigilează turba în pământ. Ca urmare, este complet lipsit de acces la oxigen și apă și se transformă într-un strat de cărbune. Acest proces este lung. Deci, majoritatea rezervelor moderne de cărbune s-au format în epoca paleozoică, adică cu peste 300 de milioane de ani în urmă.

Caracteristici și tipuri de cărbune

(Cărbune brun)

Compoziția chimică a cărbunelui depinde de vârsta acestuia.

Cea mai tânără specie este cărbunele brun. Se află la o adâncime de aproximativ 1 km. Există încă multă apă în el - aproximativ 43%. Conține o cantitate mare de substanțe volatile. Se aprinde și arde bine, dar dă puțină căldură.

Cărbunele este un fel de „mijloc” în această clasificare. Apare la adâncimi de până la 3 km. Deoarece presiunea straturilor superioare este mai mare, conținutul de apă din cărbune este mai mic - aproximativ 12%, substanțe volatile - până la 32%, dar carbonul conține de la 75% la 95%. De asemenea, este foarte inflamabil, dar arde mai bine. Și datorită cantității mici de umiditate, dă mai multă căldură.

Antracit este o rasă mai veche. Apare la adâncimi de aproximativ 5 km. Are mai mult carbon și aproape deloc umiditate. Antracitul este un combustibil solid, se aprinde slab, dar căldura specifică de ardere este cea mai mare - până la 7400 kcal / kg.

(Cărbune antracit)

Cu toate acestea, antracitul nu este etapa finală în transformarea materiei organice. Când este expus la condiții mai dure, cărbunele se transformă în șuntita. La temperaturi mai ridicate se obține grafit. Și atunci când este supus unei presiuni ultra-înalte, cărbunele se transformă în diamant. Toate aceste substanțe - de la o plantă la un diamant - sunt făcute din carbon, doar structura moleculară este diferită.

Pe lângă principalele „ingrediente”, compoziția cărbunelui include adesea diverse „roci”. Acestea sunt impurități care nu ard, ci formează zgură. Conținut în cărbune și sulf, iar conținutul său este determinat de locul de formare a cărbunelui. Când este ars, reacţionează cu oxigenul şi formează acid sulfuric. Cu cât sunt mai puține impurități în compoziția cărbunelui, cu atât gradul său este mai mare.

Depozit de cărbune

Locul de apariție a cărbunelui se numește bazin de cărbune. Peste 3,6 mii de bazine carbonifere sunt cunoscute în lume. Suprafața lor ocupă aproximativ 15% din suprafața pământului. Cel mai mare procent de depozite din rezervele mondiale de cărbune în Statele Unite - 23%.Pe locul doi - Rusia, 13%. China închide primele trei țări lider - 11%. Cele mai mari zăcăminte de cărbune din lume sunt situate în SUA. Acesta este bazinul carbonifer din Appalachi, ale cărui rezerve depășesc 1600 de miliarde de tone.

În Rusia, cel mai mare bazin carbonifer este Kuznetsk, în regiunea Kemerovo. Rezervele lui Kuzbass se ridică la 640 de miliarde de tone.

Dezvoltarea zăcămintelor în Yakutia (Elginskoye) și în Tyva (Elegestskoye) este promițătoare.

Extracția cărbunelui

În funcție de adâncimea cărbunelui, se folosește fie o metodă de exploatare închisă, fie una deschisă.

Metodă de exploatare închisă sau subterană. Pentru această metodă, se construiesc puțuri de mine și adăposturi. Puțurile de mine sunt construite dacă adâncimea cărbunelui este de 45 de metri sau mai mult. Un tunel orizontal duce din el - un adit.

Există 2 sisteme de exploatare închisă: exploatarea în încăperi și pilon și exploatarea cu perete lung. Primul sistem este mai puțin economic. Se foloseste numai in cazurile in care straturile descoperite sunt groase. Al doilea sistem este mult mai sigur și mai practic. Vă permite să extrageți până la 80% din rocă și să livrați uniform cărbunele la suprafață.

Metoda deschisă este folosită atunci când cărbunele este puțin adânc. Pentru început, se efectuează o analiză a durității solului, se constată gradul de intemperii a solului și stratificarea stratului de acoperire. Dacă pământul de deasupra straturilor de cărbune este moale, este suficientă utilizarea buldozerelor și a racletelor. Dacă stratul superior este gros, atunci sunt aduse excavatoare și dragline. Un strat gros de rocă tare care se află deasupra cărbunelui este aruncat în aer.

Utilizarea cărbunelui

Zona de utilizare a cărbunelui este pur și simplu uriașă.

Sulful, vanadiul, germaniul, zincul și plumbul sunt extrase din cărbune.

Cărbunele în sine este un combustibil excelent.

Este folosit în metalurgie pentru topirea fierului, în producția de fier, oțel.

Cenușa obținută după arderea cărbunelui este folosită la producerea materialelor de construcție.

Din cărbune, după prelucrarea sa specială, se obține benzen și xilen, care sunt utilizate în producția de lacuri, vopsele, solvenți și linoleum.

Prin lichefierea cărbunelui se obține un combustibil lichid de primă clasă.

Cărbunele este materia primă pentru producerea grafitului. La fel și naftalina și o serie de alți compuși aromatici.

Ca urmare a prelucrării chimice a cărbunelui, se obțin în prezent peste 400 de tipuri de produse industriale.

Cărbunele în diferitele sale modificări poate avea o culoare de la maro la negru. Este un combustibil bun, deci este folosit la conversia energiei termice in energie electrica. Se formează ca urmare a acumulării de masă vegetală și a trecerii proceselor fizice și chimice în ea.

Diverse modificări ale cărbunelui

Acumularea de pulpă de lemn în solul mlaștinos duce la formarea turbei, care este precursorul cărbunelui. Formula de turbă este destul de complicată, în plus, nu există un raport stoechiometric specific pentru acest tip de cărbune. Turba uscată este formată din atomi de carbon, hidrogen, oxigen, azot și sulf.

  1. Cărbune brun sau lignit.
  2. Bitum.
  3. Antracit.

Produsul final al acestui lanț de transformări este grafitul dur sau carbonul asemănător grafitului, a cărui formulă este carbonul C pur.

Lemn carbonifer

Cu aproximativ 300 de milioane de ani în urmă, în perioada Carboniferului, cea mai mare parte a pământului planetei noastre era acoperită cu păduri de ferigi gigantice. Treptat, aceste păduri s-au stins, iar lemnul s-a acumulat în solurile mlăștinoase pe care creșteau. O cantitate mare de apă și murdărie a creat obstacole pentru pătrunderea oxigenului, astfel încât lemnul mort nu s-a descompus.

Multă vreme, lemnul nou mort a acoperit straturile mai vechi, a căror presiune și temperatură au crescut treptat. Procesele geologice asociate au dus în cele din urmă la formarea zăcămintelor de cărbune.

procesul de carbonizare

Termenul de „carbonizare” se referă la transformarea metamorfică a carbonului asociată cu o creștere a grosimii straturilor de lemn, mișcări și procese tectonice, precum și o creștere a temperaturii în funcție de adâncimea straturilor.

Creșterea presiunii se modifică în primul rând proprietăți fizice cărbune, a cărui formulă chimică rămâne neschimbată. În special, se modifică densitatea, duritatea, anizotropia optică și porozitatea. O creștere a temperaturii schimbă însăși formula cărbunelui către o creștere a conținutului de carbon și o scădere a oxigenului și a hidrogenului. Aceste procese chimice duc la o creștere a caracteristicilor combustibilului cărbunelui.

Această modificare a cărbunelui este foarte bogată în carbon, ceea ce duce la un coeficient ridicat de transfer termic și determină utilizarea lui în industria energetică ca principal combustibil.

Formula cărbunelui constă din substanțe bituminoase, a căror distilare permite extragerea din el hidrocarburi aromatice și o substanță cunoscută sub numele de cocs, care este utilizată pe scară largă în procesele metalurgice. Pe lângă compușii bituminoși, în cărbune există mult sulf. Acest element este principala sursă de poluare a aerului din arderea cărbunelui.

Cărbunele este negru și arde încet, creând o flacără Culoarea galbena. Spre deosebire de cărbune brun, puterea sa calorică este mai mare și se ridică la 30-36 MJ/kg.

Formula cărbunelui are o compoziție complexă și conține mulți compuși de carbon, oxigen și hidrogen, precum și azot și sulf. O astfel de varietate de compuși chimici a fost începutul dezvoltării unei întregi direcții în industria chimica- carbochimie.

În prezent, cărbunele a fost aproape înlocuit gaz naturalși ulei, dar două domenii importante de utilizare continuă să existe:

  • combustibilul principal la centralele termice;
  • sursă de cocs obținută prin arderea fără oxigen a cărbunelui în furnalele închise.

Rocile formate în grosimea scoarței terestre, datorită influenței temperaturii, presiunii, mișcării scoarței terestre și a altor condiții fizice și chimice, trec prin etapele metamorfismului: turbă, cărbune brun, cărbune, antracit.

Cărbune

Compoziția cărbunelui include umiditate și impurități minerale. Umiditatea din cărbune scade căldura de ardere. Cea mai dăunătoare impuritate din cărbune este sulful din diverși compuși (pirită, calciu, sulfat de fier). Când se arde cărbunele cu compuși de sulf, se formează dioxid de sulf (dioxid de sulf), care este dăunător sănătății umane, provoacă coroziunea metalelor și otrăvește atmosfera. Conținut relativ scăzut de sulf (1%-2%) în cărbunele din bazinul Donețului. În bazinele carbonifere centrale și nordice, conținutul de sulf este deja de 3,5% sau mai mult.

Compoziția chimică a cărbunelui:

  • Carbon - 50% - 96%
  • Hidrogen - 3% - 6%
  • Oxigen - 25% - 37%
  • Azot - 0 - 2,7%

Turbă

Turba este folosită astăzi în multe domenii ale vieții. Aceasta și Agricultură, zootehnie, biochimie, medicină, energie. Turba nu numai că îmbunătățește structura solului, dar îi îmbunătățește și proprietățile apei și ale aerului. Turba conține impurități mai puțin nocive și sulf. Turba are un conținut de carbon de 50% - 60%.

Cărbune brun

Cărbunele brun este o masă pământoasă densă formată din turbă, cu o structură lemnoasă bine conservată. Se arde usor cu o flacara fumurie, emanand un miros neplacut. Rezervele totale mondiale de cărbune brun sunt de aproximativ 4,9 trilioane de tone. Principalele rezerve sunt în Rusia, Germania, Polonia, Cehia. Cărbunele brun este folosit mult mai puțin decât piatra. În timpul distilării uscate a cărbunelui brun, se formează amoniac, cu acid acetic. De asemenea, în timpul distilării uscate se obține parafină, nasturi, brățări și alte lucruri mărunte. Cel mai tânăr dintre cărbunii fosili este cărbunele brun. Compoziția cărbunelui brun:

  • 50% - 77% - carbon,
  • 26% - 37% - oxigen,
  • 0 - 2% - azot,
  • 3% - 5% - hidrogen.

Tehnologiile moderne fac posibilă astăzi obținerea de gaz sintetic din cărbune brun, care este o alternativă la păcură.

Cărbune

Cărbunele este unul dintre tipurile de combustibili fosili, o stare de tranziție de la cărbune brun la antracit. Se dezvoltă mai mult cărbune decât oricare altul, aproximativ 2,5 miliarde de tone pe an, adică aproximativ 700 kg pentru fiecare locuitor al Pământului nostru. Cărbunele este folosit pentru a genera energie electrică la centralele termice, ca combustibil în case particulare, fabrici și multe altele. Cărbunele arde cu o flacără luminoasă și are o căldură de ardere mai mare decât cărbunele brun.

Compoziția cărbunelui include umiditate de la 3% la 12%, de asemenea, conține până la 32% substanțe inflamabile volatile.

Compoziția chimică a cărbunelui include:

  • carbon de la 75% la 93% (în funcție de soi, locație),
  • hidrogen de la 4% la 6%,
  • oxigen de la 3% la 19%
  • azot până la 2,7%

Antracit

Antracitul se caracterizează prin densitate mare, strălucire, are cea mai mare căldură de ardere, dar nu se aprinde bine. Folosit în special pentru fabricarea electrozilor de carbon, masa electrodului. Este folosit ca materie primă în metalurgie. Antracitul apare în principal la adâncimi de 6 kilometri.

Are cel mai mare conținut de carbon de 95% - 97%, hidrogen - 1% - 3%.

Cărbune activ

Cărbunele activat este o substanță cu o structură poroasă, obținută din diferite materiale care conțin carbon de origine organică, care includ cărbune, petrol, cocs de cărbune, coji de nucă de cocos, nuci, sâmburi de măsline, caise. Cel mai bun carbon activat este carbolena, facuta din coji de nuca de cocos, poate fi regenerata de multe ori.

Compoziția cărbunelui activat include 87% -97% carbon, conține și hidrogen, azot, oxigen, nu conține impurități. Compoziția chimică a cărbunelui activ este similară cu grafitul folosit în creioane și diamant.

Cărbunele activ este împărțit în clase:

  • după tipul de materie primă (lemn, nucă de cocos, cărbune etc.),
  • conform metodei de activare (abur sau termochimic),
  • după forma de eliberare (pulbere, granule, turnat, țesătură impregnată cu cărbune activ)
  • după scop (clarifiant, gaz, recuperare, catalizatori).

Aplicarea cărbunelui activ

Cărbunele activat este utilizat pe scară largă în multe domenii ale vieții, industrie:

  • purificarea apei din xenobiotice, dioxine,
  • în industria alimentară (în producția de alcool, băuturi carbogazoase, dezodorizarea și limpezirea grăsimilor și uleiurilor etc.)
  • în industria petrolului și gazelor, chimică, industria de prelucrare,
  • în activități de protecție a mediului (tratarea efluenților industriali, lichidarea scurgerilor de petrol și produse petroliere, curățare gaze de ardere si etc.)
  • în industria metalurgică, minieră,
  • în industria combustibilului și energiei,
  • în industria nucleară
  • în medicină (curățarea organismului de toxine),
  • în industria farmaceutică (tablete de cărbune, înlocuitori de sânge, antibiotice etc.),
  • în producerea de fonduri protectie personala(respiratoare, măști de gaz),
  • pentru purificarea apei din piscine, acvarii.

DEFINIȚIE

Cărbune- una dintre modificările alotrope ale elementului chimic carbon.

Structura atomului de carbon este prezentată în fig. 1. În plus cărbune, carbonul poate exista sub forma unei substanțe simple de diamant sau grafit aparținând sistemelor hexagonal și cubic, cocs, funingine, carabină, grafen policumulen, fullerenă, nanotuburi, nanofibre, astralenă etc.

Orez. 1. Structura atomului de carbon.

Formula chimică a cărbunelui

Formula chimică a cărbunelui- C. Arata ca molecula acestei substante contine un atom de carbon (Ar = 12 amu). Conform formulei chimice, puteți calcula greutatea moleculară a cărbunelui:

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

Formula structurală (grafică) a cărbunelui

Mai ilustrativ este formula structurală (grafică) a cărbunelui. Acesta arată modul în care atomii sunt interconectați în cadrul moleculei (Fig. 2).


Orez. 2. Structura modificărilor alotropice ale carbonului: a) diamant; b - grafit; c) - fullerene.

Formula electronica

Formula electronica, care arată distribuția electronilor într-un atom pe subnivelurile de energie este prezentată mai jos:

6 C 1s 2 2s 2 2p 2

De asemenea, arată că carbonul aparține elementelor familiei p, precum și numărul de electroni de valență - există 4 electroni în nivelul de energie exterior (2s 2 2p 2).

Exemple de rezolvare a problemelor

EXEMPLUL 1

Exercițiu Fracția de masă a clorului în clorură de fosfor este de 77,5%. A determina cea mai simplă formulă conexiuni.
Decizie

Calcula fractiune in masa fosfor în compus:

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

Să notăm numărul de moli de elemente care alcătuiesc compusul prin „x” (fosfor) și „y” (clorul). Apoi, raportul molar va arăta astfel (valorile maselor atomice relative luate din Tabelul periodic al lui D.I. Mendeleev vor fi rotunjite la numere întregi):

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

Deci formula pentru compusul fosforului cu clor va fi PCl 3. Este clorura de fosfor (III).
Răspuns PCl 3

EXEMPLUL 2

Exercițiu Determinați cea mai simplă formulă pentru compusul de potasiu cu mangan și oxigen, dacă fracția de masă a potasiului este de 24,7%, manganul de 34,8%.
Decizie Fracția de masă a elementului X din molecula compoziției HX se calculează prin următoarea formulă:

ω (X) = n × Ar (X) / M (HX) × 100%

Calculați fracția de masă a oxigenului din compus:

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

Să notăm numărul de moli de elemente care alcătuiesc compusul ca „x” (potasiu), „y” (mangan) și „z” (oxigen). Apoi, raportul molar va arăta astfel (valorile maselor atomice relative luate din Tabelul periodic al lui D.I. Mendeleev vor fi rotunjite la numere întregi):

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

Aceasta înseamnă că formula compusului de potasiu, mangan și oxigen va arăta ca KMnO 4. Este permanganat de potasiu.
Răspuns KMnO 4