Билет №27

Билет №27

1.Экологические проблемы, связанные с производством серной кислоты, и способы их решения.

2.Опыт. Проведение реакций, серной кислоты.

1. План ОТВЕТА

1.экологичекие проблемы, связанные с производством серной кислоты:

а) вещества – загрязнители атмосферы;

б) причины возникающих в производстве серной кислоты экологических проблем.

2.Пути разрешения экологических проблем, возникающих при производстве серной кислоты.

В начале рассказа важно подчеркнуть, что в сернокислотном производстве перерабатывают и получают такие вещества, как сероводород H2S, оксид серы (IV) SO2, оксид серы (IV) SO3, серную кислоту H2SO4. Эти вещества, присутствуют в воздухе, вредно отражаются на здоровье людей, губительно действуют на растения, разрушают постройки и т. п. Именно поэтому уделяется серьезное внимание проблеме охраны окружающей среды от загрязнения.

Далее в ответе можно выделить целый ряд экологических проблем, связанных с производством серной кислоты. Первая связана с обжигом серного колчедана FeS2 и других сульфидных руд. При обжиге, протекающем в << кипящем слое>>, получающийся оксид метала, например Fe2O3, выделяется в атмосферу:

4FeS2 + 11O2 = 2Fe2O3 + 8SO2

Это можно объяснить тем, что для аппаратов обжига в <<кипящем слое>> требуется порошок руды, подвергшийся сильному измельчению. В результате обжига образуется оксид железа или другого металла с очень маленькими частицами. С улавливанием этих частиц фильтры могут не справиться. Частицы оксида могут попасть в атмосферу при выгрузке из печи. Попадание в атмосферу измельченных оксидов железа или других металлов называют металлизацией атмосферы.

При производстве серной кислоты в атмосферу попадает много оксида серы(IV)

2SO2 + O2 = 2SO3

Это связано с тем, что производственные установки не всегда герметичны, а также с тем, что иногда автоматические системы управления не справляются с работой, что приводит к аварийным выбросам.

Для производства серной кислоты нередко используется сера, получаемая из сероводорода (это вещество является отходом ряда производств). Производится сера с помощью неполного окисления сероводорода 2H2S + O2 =2S + 2H2O. Эта технологическая схема настолько несовершенна, что около 20% серы идет на образование оксида серы (IV), который выделяется в атмосферу.

В ходе производства возможны выбросы в атмосферу оксида серы (VI) и серной кислоты:

SO3 + H2O = H2SO4

Эти выбросы считаются аварийными, но они возможны и, к сожалению, случаются нередко.

Один из способов разрешения экологических проблем – использование технологических схем, сводящих к минимуму загрязнение атмосферы:

1) непрерывность процесса:

2) циркуляционные процессы (непрореагировавшие вещества возвращаются в сферу реакции);

3) принцип противотока (увеличивается площадь поверхности реагирующих веществ и скорость реакции);

4) комплексное использование сырья, безотходная технология;

5) выбор оптимального сырея и режима его переработки.

Так, например, в мире около 80% серной кислоты производится из серы, а не из пирита FeS2. Это позволяет избежать металлизации атмосферы.

Еще один важный путь – это совершенствование технологического оборудования, в частности различных фильтров и поглотителей. Большое значение имеет профилактический ремонт оборудования, а также установка современных автоматических систем управления производством.

2.ОПЫТ

1. Взаимодействие с индикаторами: лакмус краснеет, метиловый оранжевый – розовеет.

2. Реакция с металлом:

H2SO4 + Zn = ZnSO4 + H2 (выделение водорода)

H+ + Zn0 = Zn2+ + H20↑

3.Взаимодействие с основным оксидом:

CuO+ H2SO4 = CuSO4 + H2O

CuO + 2H+ = Cu2+ + H2O

(изменение окраски – раствор становится голубым).

4. Реакция нейтрализации. К раствору NaOH добавляют индикатор – фенолфталеин. Окраска раствора становится малиновой. Затем приливают раствор серной кислоты, и окраска исчезает:

2NaOH + H2SO4 = Na2SO4 + 2H2O

OH - + H+ =H2O (реакция нейтрализации)

5. Взаимодействие с солями:

H2SO4 + BaCl2 = BaSO4 + 2HCl

SO42- + Ba2+ = BaSO4↓