Trimiterea muncii tale bune la baza de cunoștințe este ușoară. Utilizați formularul de mai jos
Elevii, studenții absolvenți, tinerii oameni de știință care folosesc baza de cunoștințe în studiile și activitatea lor vor fi foarte recunoscători.
1. Proprietățile lichidelor
2. Proprietățile fizico-chimice ale nitroglicerinei
3 Tehnologie de producție
Nitroglicerina este un lichid uleios galben. Extrem de puternic și periculos în obținerea explozivilor. Capacitate de lucru 550 ml. Explozie de impact, șoc, scădere de temperatură. Obținut prin nitrarea glicerolului. Puritatea glicerolului depinde de randamentul și de siguranța obținerii nitroglicerinei. Glicerina diluată cu apă trebuie să aibă o culoare gălbuie și o reacție neutră la litmus. Temperatura de topire glicerol 19 C, punctul de fierbere de 290 C. Prepararea 1 c glicerol la t = 20 ° C încet (în picături), se toarnă în amestec de acid 8 c constând din 60% H2SO4 concentrat și 40% HNO3 conc. Procesul trebuie să treacă fără separarea fumului maro. Cu o creștere a temperaturii la 50 ° C, o explozie este inevitabilă. După terminarea nitrării, nitroglicerina este separată de amestecul de nitrare și spălată cu apă și soluție de sodiu 5% până când toți acizii sunt eliminați, ceea ce îi crește sensibilitatea.
Aceeași substanță, în funcție de raportul dintre energiile medii cinetice și potențialul mediu al particulelor, poate fi în una din cele trei stări agregate: solidă, lichidă sau gazoasă.
Acest raport al energiilor este determinat de condițiile externe - temperatura și presiunea. Condițiile pentru trecerea unui gaz într-un lichid sunt determinate de izotermele stării materiei. O izotermă este o curbă a dependenței de volumul unui gaz la presiune la o temperatură constantă.
Să luăm în considerare un exemplu (Figura 1):
Fig. 1. Izoterme gaze la temperaturi T1 Vârful punctat VKS limitează aria stărilor în două faze ale substanței (lichid + vapori). Această curbă și izotermul critic împart diagrama P-V sub izotermă în trei regiuni. Sub curba VKS este localizată o stare în două faze în care lichidul este în echilibru cu vapori saturați, la stânga este o regiune de stare lichidă și în dreapta este o regiune de vapori. Deasupra izotermei ACTKR este starea gazoasă a substanței. Mai clar, aceste zone sunt prezentate în Figura 2. Fig. 2. Fazele stării în sistemul lichid + vapori: Ж - lichid, П - vapori, Г - gaz. Aburul (II) diferă de starea gazoasă (D) prin aceea că este supus unei comprimări izotermice în starea lichidă. Gazul la T> TCR nu poate fi transformat într-un lichid la orice presiune. Valorile PKR, VKR, TCR se numesc parametri critici de gaz. Astfel, lichidele au două faze: lichid și vapori. Evaporarea este un proces care apare de pe suprafața unui lichid. Evaporarea se explică prin apariția de pe stratul de suprafață a unui lichid de molecule care posedă cea mai mare viteză și energie. Deci, ca rezultat al evaporării, lichidul se răcește. În consecință, evaporarea este un proces endotermic de eliberare a căldurii de evaporare. În mod natural, dacă lichidul se evaporă de pe o anumită suprafață, atunci și această suprafață se răcește. Această proprietate a lichidului este utilizată, de exemplu, când stingerea incendiilor cu apă: evaporarea rapidă a apei răcește zona de combustie. Apropo, corpul nostru emite sudoare în vreme caldă. Care este sensul ei? Și ideea este că atunci când transpirația se evaporă, pielea umană se răcește și nu se supraîncălzește. Evaporarea are loc la orice temperatură și crește atunci când crește până la fierbere. La punctul de fierbere, evaporarea intensă are loc nu numai pe suprafața sa, dar și pe întregul volum al lichidului, cu formarea bulelor de vapori. În acest caz, efectul de răcire crește brusc. Dacă se produce fierberea la presiune constantă, atunci temperatura lichidului rămâne constantă, deoarece toate intrările de căldură sunt cheltuite integral pentru producerea de abur (Figura 3). Fig. 3. Termograma încălzirii lichidului la P = const: Tkip - punctul de fierbere. Cu o presiune crescândă într-un vas închis, punctul de fierbere crește. De exemplu, apa TCTC este egală cu 1000C la P = 101,3 kPa și TKIP = 1890С la P = 1013 kPa (10 atm). Acesta este cazul, în cazane de abur special, în cazul în care există apă în formă lichidă la o temperatură peste 1000C (așa numita supraîncălzită apă) sau într-o oala sub presiune (cu RIZB = 0,2 atm TCIP = 1200C). Dacă opriți încălzirea și folosiți aburul, fierberea continuă până când temperatura scade la 1000˚C și presiunea atmosferică. Dacă presiunea este scăzută brusc (de exemplu, cu o țeavă de izbucnire a cazanului), apa supraîncălzită se transformă instantaneu în abur cu o saltare bruscă a presiunii și a exploziei. Dimpotrivă, în condiții de presiune atmosferică scăzută, punctul de fierbere scade. Aceasta crește explozivitatea lichidelor inflamabile, datorită ratelor crescute de evaporare și creării de concentrații explozive de vapori. Fiecare temperatură a lichidului corespunde cantității maxime de vapori deasupra lichidului. Aceasta este așa numita vapori saturați, adică vapori, care este în echilibru cu lichidul. Presiunea unei astfel de vapori se numește presiunea vaporilor de saturație. Elasticitatea vaporilor saturați este cantitatea maximă posibilă de vapori în aer deasupra lichidului la o temperatură dată, adică presiunea parțială maximă. La niveluri mai înalte, vaporii încep să se condenseze. Pe măsură ce crește temperatura, presiunea de vapori crește. De exemplu, pentru vaporii de apă la 00С este de 611 Pa sau 0,6% la 200˚ - 2,3%, la un punct de fierbere de 100˚ - 100% (figura 4). Fig. 4. Diagrama saturației vaporilor de saturație Dependența presiunii de vapori saturate Ρn de temperatura lichidului Τj se calculează prin ecuația Antoine: lgPH = A - B / (C + Tg), unde: A, B, C sunt constante termodinamice. Această ecuație este utilizată pentru evaluarea condițiilor pentru explozivitatea amestecurilor de aburi și aer. Proprietățile fizico-chimice ale nitroglicerinei Esterglicerolul și acidul azotic. Lichid vâscos lichid transparent (asemănător uleiului), predispus la subrăcire. solvenți organici miscibili, este aproape insolubil în apă (0,13% la 20 ° C, 0,2% la 50 ° C, 0,35% la 80 ° C, în conformitate cu alte 1,8% la 20 ° C și 2,5% la 50 ° C) . Când se încălzește cu apă până la 80 ° C, se hidrolizează. Se rupe rapid cu alcalii. Producția de nitroglicerină urmată de separarea sa de acidul rezidual este unul dintre cele mai periculoase procese tehnologice chimice. Ecuația de formare a nitroglicerinei: Р Р Р +3 HN03> Pentru a efectua acest lucru este necesară o monitorizare deosebit de atentă a materiilor prime și a echipamentelor. O condiție necesară pentru siguranța producției constă în respectarea exactă a tehnologiei și a regulilor muncii care trebuie îndeplinite de lucrători cu înaltă calificare și de personal tehnic și tehnic bine pregătit. Cu toate acestea, posibilitatea unei explozii în producerea de nitroglicerină nu este complet exclusă. Soluția rădăcină la problema funcționării în siguranță a personalului de întreținere din această producție nu poate fi decât control complet automat și telecomandă. Această organizare a procesului oferă o garanție completă a lipsei de victime într-o posibilă explozie și reduce probabilitatea unei explozii, deoarece procesul de producție va fi guvernată de mecanismele prezent, cele mai multe instalații pentru a produce nitroglicerină transferat la controlul automat și de control de la distanță. Toate etapele tehnologice de producere a nitroglicerinei, grație stării agregate lichide a reactivilor și a ratei ridicate a interacțiunii lor, se realizează cu ușurință în dispozitive continue, care, la rândul lor, pot fi ușor automatizate. Esterificarea glicerinei, efectuată prin amestecul acid sulfuric-acid azotic, are loc cu o rată ridicată. Aceasta este facilitată de buna solubilitate a glicerinei în acid și, în consecință, reacția se desfășoară în soluție. Produsul reacției, nitroglicerina, este separat ca un strat separat datorită solubilității scăzute, creând astfel un mediu heterogen. Nitroglicerina nu dizolvă glicerina, prin urmare, nu își reduce concentrația și, prin urmare, nu interferează cu esterificarea. Cu toate acestea, formarea stratului de nitroglicerină agravează într-o oarecare măsură condițiile de esterificare, deoarece o porțiune semnificativă a acidului azotic trece de la stratul acid în nitroglicerină. Aceasta conduce la o scădere a capacității de esterificare a amestecului acid sulfuric-acid azotic și, în plus, mărește riscul procesului. Acidul azotic, dizolvat în nitroglicerină, promovează descompunerea acestuia. Procese periodice. De mai mult de 60 de ani, nitroglicerina a fost produsă în dispozitive cu dimensiuni mici, tipărite, proiectarea cărora exclude posibilitatea unor eventuale efecte sau fricțiuni. Amestecarea în timpul etapei de esterificare și clătire a fost efectuată cu aer comprimat, nitroglicerina a fost transferată de la un dispozitiv la altul numai prin gravitate. Cel mai perfect proces tehnologic pentru obținerea nitroglicerinei a fost dezvoltat de Nobel. Conform acestei metode, esterificarea a fost efectuată într-un aparat cilindric - un nitrat echipat cu o bobină pentru alimentarea cu apă a răcirii. Amestecarea nitromasului sa efectuat prin aer comprimat. Separarea nitroglicerinei și a acidului uzat a fost efectuată într-un separator - un vas cilindric, care a furnizat de asemenea aer comprimat pentru amestecare în cazul creșterii temperaturii emulsiei divizate. Separarea a fost cea mai periculoasă parte a procesului datorită încălzirii spontane destul de frecvente a nitromasului, mai ales când a fost întârziată în acest aparat. Pentru a reduce durata separării, separatorul a avut o înălțime mică. O creștere a vitezei de separare a emulsiei prin creșterea temperaturii sau creșterea masei emulsiei separate în producerea de nitroglicerină este inacceptabilă. La începutul c - Pentru a scurta durata separării în nitromas, s-au introdus aditivi care modifică tensiunea superficială a picăturilor emulsiei: parafină, petrolatum. talc etc. Pentru a distruge silicatul coloidal (care se încadrează în nitrometrul cu acid azotic), s-a adăugat fluorură de sodiu, care nu numai că descompune dioxidul de siliciu prin ecuația