Сода және хлор өндірісінің технологиясы

Сода — кө мір қ ышқ ыл натрий тұ здарының техникалық атауы. Сода ежелгі заманнан белгілі. Мысалы, Египетте кө л суынан алынғ ан соданы шыны қ айнатуда жә не жуынуғ а пайдаланғ ан. 18 ғ -ғ а дейін натрий жә не калий карбонаттарын сілті деп келген, тек француз ғ алымы А.Дюамельдю Монсо екеуін ажыратып, сода (Salsola Soda ө сімдігінің кү лінен алынуына байланысты) жә не сақ ар (поташ) деп атағ ан (1736). Табиғ атта сода трона, сода, термонатрит минералдары тү рінде кездеседі. Трона моноклиндік сингонияда кристалданып, ақ тү йіршікті немесе ұ нтақ ты, ауада сусызданатын масса кү йінде болады. Тронның қ аттылығ ы 2, 5-тен 1, 5-ке дейін, тығ ыздығ ы 2, 1 г/см3, соданікі 1, 4 г/см3.

Сода минералдары Қ азақ станда Қ ұ лынжон, Мельников, Петухов кен орындарында кездеседі. Сода қ олданылу аясына байланысты кальцинирленген (Na₂CO₃ — шыны, сабын, қ ағ аз, бояғ ыш заттар алуда қ олданылады), ас (NaHCO₃ — тамақ ө неркә cібінде, сусындарғ а қ осуда, медицинада), кристалдық (Na₂CO₃MnH₂O), каустик. (NaOH — техника мен тұ рмыста кү йдіргіш натр деп аталады) болып бө лінеді.

Соданы алудың негізгі кө зі 19 ғ -ғ а дейін тең із балдырларының кү лі мен жағ алаулық ө сімдіктер болды. Натрий карбонатын ө ндірістік жолмен алуды 1789 ж. француз ғ алымы Н.Леблан (1742 — 1806) ұ сынғ ан. 1791 жылы Францияда оның ә дісі бойынша сода ө ндіру басталды. Бұ л ә дісте натрий сульфаты майдаланғ ан ә ктас жә не кө мір қ оспасымен бірге пеште кү йдіріледі: Na₂SO₄+2C+CaCO₃= =Na₂CO₃+CaS+2CO₂H Бұ л ә дістің кө птеген кемшілігі болды, сондық тан қ азіргі уақ ытта бельгиялық ғ алым Э.Сольве (1838 — 1922) ә дісі кең інен қ олданылады.^[1]

• Жаратылысы. Сода кө л шө гінділерінде тұ нба тұ здар қ атарында кездеседі; кү рғ ақ климатты ыстық жерлерде топырақ бетіне сортад тү рінде шығ ады.^[2]
• Хлор (лат. Clorum), Cl – элементтердің периодтық жү йесінің VІІ тобындағ ы химиялық элемент, атомдық номері 17, атомдық массасы 35, 45; галогендер тобына жатады. Молекуласы екі атомнан (Cl2) тұ рады; ө ткір иісті сарғ ылт, жасыл тү сті улы газ; тығ ыздығ ы 0, 3214 г/см3. Балқ у t – 101°С; Табиғ атта екі тұ рақ ты изотопы (35Cl мен 37Cl) бар. Жасанды радиоактивті изотоптарының ішіндегі маң ыздылары [34Сl(Т1/2 32, 4 мин); 36Сl (Т1/2 = 3, 08× 105 жыл); 38Сl(Т1/2 37, 29 мин)] химиялық жә не биохимиялық процестерді зерттеуде пайдаланылады. Хлорды алғ аш швед химигі К. Шелле пиролюзитті тұ з қ ышқ ылымен ә рекеттестіріп алғ ан (1774). Жер қ ыртысындағ ы салмақ мө лшері 4, 5102%. Хлор ө те активті элемент, бос кү йінде жанартау лавасында ғ ана, ал байланысқ ан тү рінде тау жыныстарында, тең із, мұ хит, ө зен суларында, ө сімдік жә не жануарлар организмдерінде кездеседі. Байланыстағ ы хлор кө птеген минералдардың: галит, сильвин, сильвинит, карналлит, т.б. қ ұ рам бө лігі. Қ алыпты жағ дайда хлор — сарғ ыш жасыл, ерекше ө ткір иісті газ, тығ ыздығ ы 3, 214 г/л, ауадан 2, 5 есе ауыр, қ айнау t –33, 6С, балқ у t –100, 98С. Суда жақ сы ериді. Тотығ у дә режелері +1, +3, +4, +5, +7. Хлор химиялық активті болғ андық тан оның қ осылыстары кө птеген металдармен, бейметалдармен тікелей ә рекеттестіру арқ ылы, ал оттек, азот, кө міртек, инертті газдармен хлор қ осылыстары жанама жолмен алынады. Хлор кальций гидрототығ ымен белгілі жағ дайда ә рекеттесіп, маң ызды техникалық ө німдер (хлорлы ә к, гипохлорит, кальций хлораты, т.б.) тү зеді. Хлор кө птеген органикалық қ осылыстармен де ә рекеттеседі (қ. Хлорлау). Лабораторияда хлорды 4HCl+MnO2=MnCl2+Cl2+2H2O реакциясы арқ ылы, ал ө неркә сіпте ас тұ зының (NaCl) ерітіндісін электролиздеп алады. Хлорды ауыз суды хлорлауғ а, мата, қ ағ аз ағ артуда, тұ з қ ышқ ылы мен органикалық синтезде, хлоры бар қ осылыстар даярлауда, т.б. қ олданылады. Қ азақ станда хлор Павлодар химия зауытында ө ндіріледі. ^[1][2]
• Химиялық қ асиеттері
• Химиялық белсенді, ө те кү шті тотық тырғ ыш: сутегімен реакцияласады, металдармен жә не бейметалдармен де реакцияласады: 3Cl2 + 2Fe = 2FeCl2 2Cl + Si = SiCl4
• Суда жә не сілтілердің судағ ы ерітінділерінде дисмутацияланады: Cl2 + 2NaOH(суық) = NaClO + NaCl + H2O 3Cl2 + 6NaOH(ыстық) = NaClO3 + 5NaCl + 3H2O
• Cl2-нің алынуы жә не қ олданылуы
• Хлорды алу: a) ө неркә сіпте 2KCl(балқ ыма) → 2K + Cl2↑ 2NaCl + 2H2O→ H2↑ +Cl2↑ + 2NaOH
• ә) зертханада 1) 4HCl(конц.) + MnO2 = Cl2↑ + MnCl2 + 2H2O 2) 16HCl(конц.) + 2KMnO4 = 5Cl2↑ + 2MnCl2 + 8H2O + 2KCl 3) 4HCl(конц.) + Ca(ClO)2 = 2Cl2↑ + 32H2O + CaCl2 4) 6HCl(конц.) + KClO3 = 3Cl2↑ + 3H2O + KCl
• Конмутация (3) жә не (4) реакцияларында ә рі тотық сыздандырғ ыш HCl, ә рі тотық тырғ ыштар Ca(ClO)2 жә не KClO3 хлор берушілер болып келеді.Хлор - негізгі химиялық ө ндіріс ө німдерінің бірі, бром мен йодты, хлоридтерді, қ ұ рамында оттегі бар туындыларды алу ү шін қ олданылады. Қ ағ азды ағ артады, ауыз суды дезинфекциялауғ а пайдаланады.