Химик-технолог

Пути познания серной кислоты

Познание - это солнечный свет, без которого не может развиваться человечество.

Н.Бердяев

«О мощности государства можно судить по количеству серной кислоты,

которое оно производит»

Д.И.Менеделеев

Учебный текст 1. Процесс производства серной кислоты сопровождается образованием вредных веществ, оказывающих негативное влияние на живую и неживую природу.

Концентрации сернистого ангидрида, аэрозолей серной кислоты в радиусе 0,5–3 км от источника выброса составляют 2,4-0,8 и 0,9-0,5 мг/м³.

Резкое повышение количества выбросов серосодержащих соединений в воздух, возникающее при отклонении производственного процесса от технологического регламента, приводит к образованию кислотных дождей.

Кислотные осадки – любые осадки, кислотность которых выше нормы (рН=5,6). Впервые были зарегистрированы в Англии в 1907-1908г. Сейчас бывают осадки с рН =2,2-2,3.

Источники кислотных осадков: кислотные оксиды: SO₂, SO₃

Механизм образования кислотных осадков: газы + пары воды = растворы кислот с рН< 7.

Кислотные дожди оказывают влияние на окружающую среду.

Выполните задания (1):

Для химиков-технологов:

1.Природные материалы (сырьё), кроме основного компонента содержат примеси.

ОБРАЗЕЦ
чистое вещество примеси

Решить задачу:

Представьте себе, что вы химик – технолог завода по производству серной кислоты.

Рассчитайте, какое количество пирита по массе содержится в данном образце руды, если массовая доля примесей в нем составляет 10%.

Алгоритм решения:

Дано: Решение:

m(руды) = _____ г Рассмотрим состав руды:

w % (примесей) = 10 % руда

____________________ FeS₂ (пирит) примеси

Найти: m (FeS₂) = ? 1) Вычислим массовую долю пирита в данном образце:

;

w(пирита) =

2) Вычислим массу чистого вещества - пирита, содержащегося в данном образце руды:

Ответ: m (пирита)=

Выполните задание (2):

При производстве серной кислоты для окисления SO₂ применяют два метода __________________________________________________________________________________.

Любое химическое производство создается на основе общих научных принципов. Выберите (подчеркните) научные принципы организации, применяемые при производстве серной кислоты, и соотнесите со стадиями процесса.

Научные принципы организации химических производств

Общие принципы	Частные принципы
Создание оптимальных условий проведения химических реакций	Противоток веществ, прямоток веществ, увеличение площади поверхности соприкосновения реагирующих веществ, использование катализатора, повышение давления, повышение концентрации реагирующих веществ
Полное и комплексное использование сырья	Циркуляция, создание смежных производств (по переработки отходов)
Использование теплоты химических реакций	Теплообмен, утилизация теплоты реакций
Принцип непрерывности	Механизация и автоматизация производства
Защита окружающей среды и человека	Автоматизация вредных производств, герметизация аппаратов, утилизация отходов, нейтрализация выбросов в атмосферу

В результате аварий, нарушения технологического процесса в производстве серной кислоты в окружающую среду попадают вредные химические вещества __________________________________________________________________________________.

Выполните задания (3):

Просмотрев видеоопыты, заполните таблицу:

	Химическая реакция	Экологические последствия
Почему погибли проростки огурцов?	Cu + H2SO4(конц.) CuSO4+…… + H2O
Горение серы	S + O2 
Взаимодействие с водой	….. + H2O Образуются __________ __________ Т.к. в воздухе содержится кислород и пары воды, то происходят процессы: SO2 SO3 H2SO4

Выполните задания (4): ответьте на вопрос - возможны ли кислотные осадки на территории нашего Ямальского района?

Для химиков-технологов: провести химический анализ образцов воды, взятых из водопровода, т.е. речной воды и озера, расположенного вблизи поселка Новый Порт.

Ход работы

1. 
   В стакан с образцом водопроводной воды опустите универсальную индикаторную бумажку, она (покраснела/не покраснела) ______________. Отлейте немного воды в пробирку и добавьте несколько капель раствора хлорида бария BaCl₂, белый осадок (выпал/не выпал)____________.
   
2. 
   В стакан с образцом воды из озера опустите универсальную индикаторную бумажку, она(покраснела/не покраснела) ______________. Отлейте немного воды в пробирку и добавьте несколько капель раствора хлорида бария BaCl₂, белый осадок (выпал/не выпал)____________.
   

Вывод: сульфат-ионы в образцах воды, взятых из водопровода, т.е. речной воды и озера, расположенного вблизи поселка Новый Порт __________________________________________.

Домашнее задание:

1. 
   Выполните задание по web-квесту на основе ресурсов Интернета.
   

Применение скрубберов сокращает нежелательные выбросы. Что собой представляют скрубберы? https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A1%D0%BA%D1%80%D1%83%D0%B1%D0%B1%D0%B5%D1%80

На получение 1 т серной кислоты расходуют 0,85 т серного колчедана – FeS₂ или 0,35 т серы. А почему потребительский фактор существенно влияет на размещение заводов по производству серной кислоты?

https://www.terrus.ru/sources/articles/540/2.5_l.shtml

Проверьте свои знания, выполнив тест «Производство серной кислоты», расположенный на школьном сайте.

www.nshi.ru\sp

2. 
   Вы директор предприятия, изображенного на рисунке. Экспертами-экологами обнаружены отклонения от нормы состава воды из близлежащего озера и установлена причина: большие выбросы SO₂ вашим предприятием.
   

Что вы предпримете?

– Закроете предприятие

– Усовершенствуете очистные сооружения

– Займетесь очисткой воды в озере.

Обоснуйте выбранный вами вариант.