Химия - готовые работы

Дипломный проект состоит из пояснительной записки на ____страницах и графической части на __ листах, выполнен в соответствии с заданием на дипломное проектирование и содержит следующие разделы.
Введения, в котором обозначены основные моменты производства бу-тиловых спиртов, перспективы его развития, сырьевая база.
На основании анализа имеющейся литературы и проделанной патент-ной проработки в литературном обзоре изложены основные принципы про-ведения процесса экстракции. Рассмотрены основные характеристики при-меняемых экстрагентов. Изложены основные направления развития процесса экстракции. Рассмотрена структура выбора экстракторов.
В исследовательской части приводятся результаты эксперименталь-ных данных по исследованию процесса экстракции эфиров из ''эфирной го-ловки'' цеха №52 химически очищенной водой. Опыты проводились на экс-периментальной установке с применением центробежного смесителя. Проде-ланные опыты показывают преимущество экстракции с применением цен-тробежных смесителей над противоточной экстракцией в экстракционной колонне.
В технологической части дипломного проекта проведен выбор и обоснование схемы процесса переработки эфирной головки. На основании анализа работы действующей установки в процессе выявились следующие недостатки: в экстракционной колонне идет неинтенсивное экстрагирование эфиров, что приводит к получению продукции плохого качества, которая не может быть использована в виде товарной продукции или компонента товар-ной продукции. Поэтому с целью улучшения качества эфиров и применения его как товарного продукта (высокооктановой добавки), а также увеличения выделения бутиловых спиртов и возвращение их в товарный продукт. В ка-честве реконструкции предложено производить смешение эфирной части и экстракта в центробежном насосе с последующим отстаиванием его в экс-тракционной колонне.

Дипломный проект состоит из пояснительной записки страниц, графической части на 6 листов, выполнен в соответствии с заданием на дипломное проектирование и содержит следующие разделы.
Введения, в котором обозначены основные моменты, сущность и назначение процесса каталитического риформинга, перспективы его развития, сырьевая база.
На основании анализа имеющейся литературы и проделанной патентной проработки в литературном обзоре изложены основные направления переработки бензиновых фракций с целью повышения октанового числа.
Рассмотрено влияние основных параметров процесса риформинга (температура, объемная скорость, соотношение водородсодержащего газа к сырью, давление, физико-химических свойств имеющихся катализаторов, влияние содержания сернистых соединений в исходном сырье на активность катализатора). Показано промышленное оформление процесса, в частности приводится несколько разновидностей технологических схем, используемых для получения высокооктанового компонента бензина, рассмотрены их достоинства и недостатки. Описаны кинетика, термодинамика и химизм процесса гидроочистки и риформинга бензиновых фракций.
В исследовательской части приводятся основные положения и результаты проводимого пассивного эксперимента, обработанного на ЭВМ программой “STATISTICA”. Получено уравнение регрессии, с помощью которого изучено влияние основных факторов процесса на октановое число бензина. Математическая модель процесса и построенные по модели с помощью ЭВМ поверхности откликов дают наглядное представление о специфике протекаемого процесса.
В технологической части дипломного проекта проведен выбор и обоснование схемы каталитического риформинга фракции 85-180 0С Оренбургского газового конденсата. На основании анализа работы действующий установки производства высокооктанового компонента бензина и по мнению ведущих специалистов цеха, опираясь на данные, полученные в исследовательской части выявились следующие недостатки: закоксовывание трубных пучков в сырьевых теплообменниках блока риформинга, возникаю работают в условиях высоких температур и в среде водородсодержащего газа, что обуславливает протекание

Введение
Азот, азотная кислота, аммиак и его водный раствор, аммиачные удобрения различного типа широко используются в различных областях промышленности, в быту, медицине, сельском хозяйстве военной сфере.
Азот используют для пожаротушения. Большее использование имеет жидкий азот, его используют в ракетной технике, при строительстве метрополитенов и туннелей для замораживания плывущих грунтов.
В сельском хозяйстве используют азотные удобрения и гидроксид аммония для обработки полей. Азотная кислота используется в огромных количествах для производства удобрений, в химическом синтезе для нитрования органических веществ, для изготовления пироксилиновых порохов и бризантных взрывчатых веществ. Большие количества азотной кислоты идут на изготовление ракетного топлива, где азотная кислота используется в качестве окислителя, многих видов искусственных волокон, пластмасс, связующих материалов, лаков и красок, химико-фармацевтических препаратов. Аммиак используют в качестве хладагента в промышленных морозильных установках, в качестве компонента полирующих и очищающих жидкостей, в медицине.
Как видим у этих веществ огромный список использования. И производят их, также, в очень больших количествах.
И азот и азотная кислота и аммиак, как правило, производятся на одном химическом комбинате, так как конечный продукт первого производства – азот – является сырьём для изготовления аммиака, окислением которого получают азотную кислоту. Объединение этих производств экономически выгодно, поскольку позволяет сократить расходы на транспортировку.
В данной работе мы сделаем попытку рассмотреть производство азота и азотной кислоты, постараемся выделить те его виды, которые имеют повышенную опасность для персонала и требуют жестко придерживаться правил техники безопасности при их проведении. Рассмотрим и способы повышения безопасности азотнокислотных производств, как для рабочих, так и населения окружающих территорий, которое может пострадать при авариях на комбинатах.
Безопасность
химических предприятий и ее обеспечение.
Безопасность технологических процессов определяется спосо¬бом производства, его аппаратурным оформлением, квалифи¬кацией персонала.
При проведении технологических процессов предусматрива¬ют:
• устранение непосредственного контакта работающих с ис¬ходными материалами, заготовками, полуфабрикатами, готовой продукцией и отходами производства, оказывающими вредное воздействие;
• замену опасных и вредных операций на менее вредные и безопасные;
комплексную механизацию, автоматизацию, применение дистанционного управления технологическими процессами и операциями при наличии опасных и вредных производственных факторов;
• герметизацию оборудования.
Безопасность технологических процессов обеспечивается также своевременным удалением и обезвреживанием отходов производства.
Все работающие должны иметь профессиональную подготов¬ку, соответствующую характеру труда.
В большинстве технологических про¬цессов непосредственный контакт работающих с химическими веществами исключен либо сокращен до минимума. Для этого процессы производства ведут в закрытой аппаратуре, а там. где это невозможно, - отделяют рабочую зону от открытых химических продуктов. Безопасность технологиче¬ских процессов и отдельных производственных операций можно существенно повысить, если изменить отдельные технологиче¬ские приемы работы. Например, если заменить сухой размол твердых веществ мокрым, транспортировать сыпучие продук¬ты пневмотранспортом, подавать пылящие токсичные продукты не в сухом виде, а в виде пасты или раствора.
Безопасность транспортирования аммиачной селитры, серы, едкого натра и других продуктов можно повысить, превращая твердые продукты в растворы, расплавы, суспензии и перека¬чивая их по трубопроводам. Дистанционное управление процессами производства, при¬менение робототехники и средств механизации на стадиях за¬грузки, приемки, транспортирования сырья, материалов и готовой продукции позволяют устранить непосредственный кон¬такт работающих с химическими продуктами при производст¬ве продукции. Для повышения безопасности из рецептур исключают токсичные и опасные для здоровья про¬дукты и заменяют на менее токсичные, вводят специальные добавки (флегматизаторы), которые замедляют или прекраща¬ют нежелательную реакцию, меняют режим производства.
Во многих случаях в процесс вводят добавки, снижающие опасность взрыва не участвующих в реакции продуктов. Необходимо, чтобы концентрации горючих ве¬ществ в смеси с окислителем были меньше нижнего или выше верхнего концентрационного предела воспламенения. При на¬рушении безопасного соотношения между горючим веществом и окислителем возможен взрыв. Для его предотвращения в реакционную среду вводят флегматизаторы. Применяют актив¬ные (ингибиторы) и инертные (пассивные) флегматизаторы.
Активные флегматизаторы (оксид углерода, хлор- и бром-замещенные углеводороды и др.) вводят в процесс в очень не¬больших количествах. Они взаимодействуют с продуктами реак¬ции, в результате цепные реакции горения и взрыва прекраща¬ются. Побочный эффект применения активных флегматизаторов – резкое снижение температуры продуктов сгорания, спо¬собствующее прекращению процесса горения и взрыва.
Пассивные флегматизаторы (азот, диоксид углерода, водя¬ной пар) снижают объемное содержание окислителя ниже кри¬тического значения, при котором реакция горения становится уже невозможной и горючие пары и газы не воспламеняются. Если в реакционной смеси содержание кислорода не превышает 10% (об.), то горение, как правило, не происходит. Пассивные флегматизаторы, если они не влияют на нормальный ход тех¬нологического процесса, можно вводить в реакционную зону заблаговременно. Инертные флегматизаторы применяют не только для флегматизации технологических процессов с взрывоопасными средами, но и для продувки аппаратов и трубопроводов при подготовке их к ремонту и чистке, а также перед пуском сис¬темы после длительной остановки или вскрытия; при транспор¬тировании легковоспламеняющихся жидкостей и горючих пылей; при испытании на герметичность оборудования, предна¬значенного для работы с горючими веществами; для заполнения свободного пространства емкостей с легковоспламеняющимися жидкостями.
Безопасные условия труда на производстве определены должностными инструкциями и инструкцией по технике безопаснос¬ти, производственной санитарии и пожарной безопасности. На территории цехов и производств химического предприятия за¬прещается находиться в нерабочее время и без разрешения соответствующего руководителя.
Все работы должны выполняться в строгом соответствии с технологическим регламентом и рабочими инструкциями.
Правилами внутреннего трудового распорядка определены требования к персоналу, обеспечивающие его безопасность. Запрещается курить в не отведенных местах, находиться на ра¬бочем месте без средств индивидуальной защиты. Многие ра¬боты следует проводить только под контролем инженерно-тех¬нических работников и т. д.
Руководители пред¬приятия, технических служб, начальники цехов, производств, смен и участков имеют конкретные обязанности по технике без¬опасности, утвержденные как Единая система работы по тех¬нике безопасности в химической промышленности.
Например, начальник смены (мастер участка) обеспечивает безопасное ведение технологического процесса, контролирует соблюдение инструкций на рабочих местах по применению ра¬ботающими средств индивидуальной защиты, инструктирует работающих по технике безопасности и т. д.
Главный механик предприятия руководит работой по тех¬нике безопасности в подчиненных службах, организует техни¬ческий надзор за безопасным состоянием зданий, сооружений, оборудования и т. д. Согласно Единой системе работ по техни¬ке безопасности эти функции инженерно-технических работни¬ков включены в должностные положения и инструкции.
В каждом цехе (про¬изводстве) должна быть разработана одна для всех профессий и должностей цеха (производства) инструкция по технике без¬опасности, производственной санитарии и пожарной безопас¬ности. В ней указывают характерные основные опасности в це¬хе (производстве) и общие для данного коллектива меры за¬щиты.
Для взрывопожароопасных производств разрабатывают планы ликвидации аварии, также заводские и производст¬венные (цеховые) инструкции, определяющие порядок и меры безопасности при огневых, газоопасных и других периодически выполняемых работах.
Для рабочих в зависимости от должности, профессии, специфи¬ки предприятия, установлены следующие инструктажи: вводный, первичный, повторный, внеплановый, текущий, специальный, а также проверки знаний техники без¬опасности: первичная, периодическая и внеочередная.
Для инженерно-технических работников, включая руководи¬телей предприятий, установлены вводный инструктаж, первич¬ная, периодическая и внеочередная проверки знаний.
Бухгалтеры, экономисты и другие инженерно-технические работники, непосредственно не связанные с производством, проходят только вводный инструктаж.

Лантаноиды очень сходны по химическим свойствам. Близость свойств соединений лантаноидов обусловлена тем, что застройка внутренней 4f-оболочки атомов мало сказывается на состоянии валентных электронов. В образовании химической связи 4f-электроны лантаноидов обычно не принимают участия.
Электроны заполняют 4f-, а не 5d-подуровень потому, что в этом случае они обладают меньшей энергией. Однако разница в энергиях 4f- и 5d-состояний очень мала. Благодаря этому один из 4f -электронов (а в некоторых случаях, например, у церия, два 4f--электрона) легко возбуждается, переходя на 5d-подуровень, и становится, таким образом, валентным электроном. Поэтому в большинстве своих соединений лантаноиды имеют степень окисления +3, а не +2. Это обстоятельство объясняет близость свойств лантаноидов к свойствам элементов подгруппы скандия.
В пределах одного периода с возрастанием порядкового номера размеры атомов элементов уменьшаются. Подобная закономерность наблюдается не только для элементов главных подгрупп, но, за немногими исключениями, и для элементов побочных подгрупп. Такое же уменьшение радиусов атомов имеет место и в случае лантаноидов (лантаноидное сжатие).
Как и в случае лантаноидов, у элементов семейства актиноидов происходит заполнение третьего снаружи электронного слоя (подуровня 5f); строение же наружного и, как правило, предшествующего электронных слоев остается неизменным. Это служит причиной близости химических свойств актиноидов. Однако различие в энергетическом состоянии электронов, занимающих 5f- и 6d-подуровни в атомах актиноидов, еще меньше, чем соответствующая разность энергий в атомах лантаноидов. Поэтому у первых членов семейства актиноидов 5f-электроны легко переходят на подуровень 6d и могут принимать участие в образовании химических связей. В результате от тория до урана наиболее характерная степень окисления элементов возрастает от +4 до +6. При дальнейшем продвижении по ряду актиноидов происходит энергетическая стабилизация 5f-состоянии, а возбуждение электронов на 6d-подуровень требует большей затраты энергии. Вследствие этого от урана до кюрия наиболее характерная степень окисления элементов понижается от +6 до +3 (хотя для нептуния и плутония получены соединения со степенью окисления этих элементов +6 и +7). Берклий и следующие за ним элементы во всех своих соединениях находятся в степени окисления +3.

Электролиз растворов хлористого натрия в ваннах со стальным катодом и графитовым анодом .
Дает возможность получать гидроксид натрия, хлор и водород в одном аппарате (электролизере). При прохождении постоянного электрического тока через водный раствор хлорида натрия можно ожидать выделения хлора:
2CI- — 2е  С12 (а)
а также кислорода:
20Н- - 2е  1/2О2 + Н2О (б)
или
H20-2e1/2О2 + 2H+
Нормальный электродный потенциал разряда ОН--ионов составляет + 0,41 в, а нормальный электродный потенциал разряда ионов хлора равен + 1,36 в. В нейтральном насыщенном растворе хлористого натрия концентрация гидроксильных ионов около 1 ·10-7 г-экв/л. При 25° С равновесный потенциал разряда гидроксильных ионов будет

Равновесный потенциал разряда, ионов хлора при концентрации NaCI в растворе 4,6 г-экв/л равен

Следовательно, на аноде с малым перенапряжением должен в первую очередь разряжаться кислород.
Однако на графитовых анодах перенапряжение кислорода много выше перенапряжения хлора и поэтому на них будет происходить в основном разряд ионов С1- с выделением газообразного хлора по реакции (а).
Выделение хлора облегчается при увеличении концентрации NaCI в растворе вследствие уменьшения при этом величины равновесного потенциала. Это является одной из причин использования при электролизе концентрированных растворов хлорида натрия, содержащих 310—315 г/л.
На катоде в щелочном растворе происходит разряд молекул воды по уравнению
Н20 + е = Н + ОН- (в)
Атомы водорода после рекомбинации выделяются в виде молекулярного водорода
2Н  Н2 (г)
Разряд ионов натрия из водных растворов на твердом катоде невозможен вследствие более высокого потенциала их разряда по сравнению с водородом. Поэтому остающиеся в растворе гидроксид - ионы образуют с ионами натрия раствор щелочи.
Процесс разложения NaCI можно выразить таким образом следующими реакциями:

т. е. на аноде идет образование хлора, а у катода — водорода и гидроксида натрия.
При электролизе, наряду с основными, описанными процессами, могут протекать и побочные, один из которых описывается уравнением (б). Помимо этого, хлор, выделяющийся на аноде, частично растворяется в электролите и гидролизуется по реакции

В случае диффузии щелочи (ионов ОН-) к аноду или смещения катодных и анодных продуктов хлорноватистая и соляная кислоты нейтрализуются щелочью с образованием гипохлорита и хлорида натрия:
НОС1 + NaOH = NaOCl + Н20
НС1 + NaOH = NaCl + Н20
Ионы ClO- на аноде легко окисляются в ClO3-. Следовательно, из-за побочных процессов при электролизе будут образовываться гипохлорит, хлорид и хлорат натрия, что приведет к снижению выхода по току и коэффициента использования энергии. В щелочной среде облегчается выделение кислорода на аноде, что также будет ухудшать показатели электролиза.

Одно из самых замечательных полезных ископаемых - алмазы.
Алмазы известны с глубокой древности. Уже тысячи лет назад они привлекали внимание людей своей красотой. Короны и скипетры царей были украшены сверкающими бриллиантами - гранеными алмазами. Но с конца XIX в. алмазы стали ценить уже не только за их красоту, но и за твердость. Был изобретен алмазный бур - и оказалось, что он бурит твердый камень много быстрее любого другого бура. Появились шлифовальные круги с алмазной крошкой - и оказалось, что они шлифуют неподатливые металлы лучше любых других шлифовальных кругов. Были созданы алмазные резцы - непревзойдённый инструмент для обработки сверхтвердых сплавов. Из драгоценной безделушки алмаз превратился в важнейший и притом незаменимый материал для промышленности. Алмазы родились глубоко под землей, когда раскаленная магма прорывала земную кору, образуя в ней своеобразные трубы, похожие на жерла вулканов.

Введение
Фосфор весьма распространённый элемент; его содержание в земной коре составляет 0.1 %, в морской воде его содержится гораздо меньше  (0,15-4,2) • 10-6 % . В свободном состоянии не встречается из-за своей химической ак-тивности, образует около 190 минералов, важнейшими из которых являются апатит Ca5(PO4)3F, фосфорит Ca3(PO4)2 и флюорит CaF2.
Фосфор — один из главных элементов-органогенов. Он входит в состав многих органических соединений, в том числе в состав соединений, из кото-рых состоят ткани животных и растений. Орга¬нические соединения фосфора играют важную роль в процессах жизнедеятельности организмов, принимают участие в биосинтезе нуклеиновых кислот, различных, ферментов, полисаха-ридов. Фос¬фор концентрируется живым веществом, где его содержание при¬мерно в 10 раз больше, чем в земной коре.
Фосфор – шестой по содержанию элемент в организме человека после ки-слорода, водорода, углерода, азота и кальция. Количество фосфора составляет 1–1,5% от массы тела. Суточная потребность в элементе для беременных и кормящих женщин составляет 1500 мг, для детей 2–6 лет 800 мг, детей 10–12 лет – 1200 мг, взрослого человека 800 мг.
Фосфор открыт в 1669 г. Самое интересное, пожалуй, то, что из всех древ-них и средневековых элементов только фосфору может быть припи¬сана со-вершенно точная (с точностью до года) дата обнару¬жения.
Открытие фосфора — это важное и неожиданное собы¬тие XVII в. Оно про-извело большое впечатление на просвещен¬ные умы, если не сказать, вызвало сенсацию. Причиной тому было совершенно необычное свойство вещества (элементом его назвать было бы преждевременно): оно само по себе при обыч¬ной температуре светилось на воздухе. Такого рода вещества (например, болонский камень — продукт прокаливания мине¬рала барита с углем и мас-лом, т. е. сульфид бария BaS) на¬зывались фосфорами (от греческого фос — «свети» и форо — «несу»). Так будущее название появилось раньше откры-тия самого элемента. Необычной была и история его открытия.
В Гамбурге жил разорившийся торговец Хенинг Брандт. Алхимия в то время уже постепенно начинала сдавать свои позиции, но вера в су¬ществование философского камня еще жила. Верил в него и X. Брандт. Желая поправить свои торговые дела, он стал отыс¬кивать первичную материю в раз-личных соединениях. В круг его исследований попала и человеческая моча. X. Брандт вы¬парил мочу до сиропообразной консистенции, затем перегнал и получил жидкость красного цвета, которую он назвал уринным маслом. Пе-регнав эту жидкость еще раз, X. Брандт обна¬ружил на дне реторты черный осадок: После долгого прокали¬вания остаток переходил в белое светящееся вещество, оседав¬шее на стенках колбы-приемника. Можно представить себе радость алхимика! Ведь он считал, что выделил элементарный огонь. X. Брандт постарался сохранить свой секрет в тайне и продолжал работы с фос-фором, надеясь получить с его помо¬щью золото из других металлов. Эти ра-боты, как и следовало, ожидать, ни к чему не привели. Не получив золота из неблагородных металлов, он решил заняться продажей нового диковинного вещества, стараясь при этом не сообщать никому способ его приготовления. Но и это не удалось. Фосфор, как только стал известен в Европе, сразу же привлек к себе вни¬мание многих ученых и они стали заниматься изучением фосфора, а позже и его соединений.
Ещё одной особенностью фосфора является то, что он является “чистым“ элементом — состоит только из атомов Р31. Изотопы фосфора 32Р и 33 Р в природе не встречаются, их получают с помощью ядерных реакций, их пе-риоды полураспада составляют соответственно 14,23 и 25,3 дня.
Глава 1. Фосфор – простое вещество.
1.1 Особенности химии фосфора.
Второй типический элемент V группы фосфор является неметаллом. По величине ОЭО он усту¬пает таким типичным неметаллам, как фтор, кислород, хлор, азот и сера. Увеличение главного квантового числа и атомного радиуса в группе при переходе от азота к фосфору обусловливает ряд осо¬бенностей химии фосфора.
Во-первых, сумма первых пяти ионизационных потенциалов резко падает от азота (266,8 В) к фосфору (176,7 В). Это ведет к стабильности положи-тельных степеней окисления, включая выс¬шую характеристическую степень окисления +5. Именно поэтому все производные фосфора, содержащие фос-фор в степенях окисления меньше +5, проявляют себя как восстановители. В то же время со¬единения фосфора (+5) окислителями не являются. Этим же объяс¬няется большая устойчивость кислородных соединений фосфора по сравнению с таковыми азота. Наоборот, водородные соединения фос¬фора ме-нее стабильны, чем водородные соединения азота.
Во-вторых, валентные возможности фосфора гораздо богаче, чем у азота, вследствие наличия у первого вакантных 3d-орбиталей.
При промотировании электрона на одну из 3d-орбиталей у атома фосфора появляются 5 не спаренных электронов, которые только по обменному меха-низму обеспечивают ковалентность, равную 5. Кроме того, свободные 3d-орбитали могут участвовать в образовании ковалентных связей по донорно-акцепторному механизму. В этом случае фосфор акцептирует на эти вакант-ные орбитали электронные пары партнеров-доноров. В соответствии с боль-шими валентными возможностями у фосфора появляются новые типы гибри-дизации, например, sp3d (к. ч. 5) и sp3d2 (к. ч. 6), которые в принципе не могут быть осуществлены в случае атома азота. Однако в химии фосфора наиболее часто встречаются производные, в которых его атомные орбитали подверже-ны 5p3-гибридизации.
В-третьих, в химии фосфора ярче проявляется склонность к об¬разованию полимерных структур. В противовес простой молекуле N2, в химии гомоа-томных соединений фосфора (различных модифи¬каций простых веществ) за-метна тенденция к образованию твердых полимеров. В химии фосфора хоро-шо известны как гомо-, так и гетероцепные полимеры. В этом отношении не-обходимо констатиро¬вать горизонтальную аналогию в ряду Si—P—S. К тому же фосфор обладает максимальным химическим сродством к кислороду и фтору, как кремний и сера.
Наконец, для фосфора расширяются возможности и для допол¬нительного  -связывания. При этом атомы фосфора могут образо¬вывать не только р-p, но и p-d -связи, причем последние в боль¬шинстве случаев предпочтительны.
1.2 Фосфор – простое вещество.
Атомы фосфора объединяются в двухатомные Р2, четырехатомные Р4 и по-лимерные Р2n молекулы. Молекулы Р2, dp-p = 190 пм построен¬ные аналогично N2, существуют лишь при температурах выше 1000°С. Средняя энергия связи в молекуле Р2 довольно высокая (490 кдж/моль); ее распад на атомы наблю-дается лишь выше 2000°С.
В жидком и растворенном состоянии, а также в парах при темпе¬ратурах ниже 1000°С устойчивы четырехатомные молекулы Р4, имею¬щие форму тетраэдра (рис. 1).
При конденсации паров образуется белый фосфор (пл. 1,8 г/см3). Он имеет молекулярную кристаллическую решетку, в узлах которой находятся моле-кулы Р4. Белый фосфор — представляет собой белое вещество с желтоватым оттенком (из-за примесей) с температурой плавления 44,1° С. По внешнему виду он очень похож на очищенный воск или парафин, легко режется ножом и деформируется от небольших усилий. Отливаемый в инертной атмосфере в виде палочек или слитков иной формы, он сохраняется в отсутствии воздуха под слоем очищенной воды или в специальных инертных средах. Химически белый фосфор чрезвычайно активен. Например, белый фосфор медленно окисляется кислородом воздуха уже при комнатной температуре, и светится (бледно-зеленое свечение). Явление такого рода свечения вследствие химических реакций окисления называется хемилюминесценцией или ус-таревшим термином - фосфоресценцией. При незначительном нагреве белый фосфор легко загорается ( чтобы его зажечь достаточно дотронутся до него горячей пробиркой).

1. Введение
Громадное значение в нашей жизни имеют природные и синтетические вы-сокомолекулярные органические соединения: целлюлоза, химические волокна, пластмассы, каучуки, резина, лаки, клеи, искусственная кожа и мех, пленки и др. Как природ¬ные, так и синтетические высокомолекулярные соединения обла¬дают совокупностью замечательных свойств. Они могут быть эла¬стичными или жест-кими, твердыми или мягкими, прозрачными или непроницаемыми для света и да-же сочетать самые неожиданные свойства: прочность стали при малой плотности, эластичность с тепло- и звукоизоляцией т. п. Подобная универсальность свойств наряду с легкой обраба¬тываемостью позволяет изготовлять детали и разнообраз-ные кон¬струкции любой формы, величины и окраски. Без синтетических материа-лов сейчас немыслим дальнейший технический прогресс в самолето-, машино- и судостроении, электротехнике, реактивной и атомной промышленности и других областях науки и техники.
Из пластмасс можно изготовлять корпуса судов, автомобилей, тракторов, части станков, изоляцию. Применение пластмасс в стан¬костроении позволяет по-новому решать ряд конструктивных задач, ведет к экономии труда, снижает себе-стоимость станков и улучшает их эксплуатационные качества. Литье металлов в оболочковые формы, изготовляемые из песка и синтетических смол, не только уменьшает затраты труда, но и сокращает расход металла на 30—40%.
Высокомолекулярные соединения надежно защищают металл, дерево и бетон от коррозии. Для этого отдельные части, а также целые агрегаты обкладывают листами пластмасс, каучука, покры¬вают пленками, лаками и эмалями.
Использование новых синтетических материалов в дополнение к сельскохо-зяйственному сырью позволяет значительно увеличить производство тканей, одежды, обуви, меха и различных предметов домашнего и хозяйственного обихо-да в нашей стране.
В настоящее время уже нет такой отрасли народного хозяйства, где не использовались бы в той или иной мере синтетические мате¬риалы.
2. Определения и основные понятия.
К высокомолекулярным соединениям (ВМС) относятся ве¬щества, состоящие из больших молекул. Резкой границы по молекулярной массе между высокомоле-кулярными и низкомо¬лекулярными соединениями нет. Условно принято считать вы¬сокомолекулярными соединения с молекулярной массой более 5000. Молеку-лярная масса особенно природных ВМС может достигать нескольких миллионов.
Высокомолекулярные соединения называют также поли¬мерами. В молекуле полимера химически связаны и законо¬мерно повторяются остатки исходного ве-щества — мономера. Большую молекулу полимера называют макромолекулой, или полимерной цепью. Повторяющиеся остатки моно¬мера называют элемен-тарными звеньями. Число звеньев в цепи (п) называют степенью полимериза¬ции (СП).
Степень полимеризации п увеличивается в течение реакции и может достичь значительной величины. В то же время п является средней величиной, т. е. в лю-бой момент процесса полимеризации или поликонденсации в полученном соеди-нении имеется смесь частиц с различным молекулярным весом. Это называют по-лидисперсностью или молекулярной неоднородностью и наглядно представ-лена на рис. 1.
Полимеры, образованные мономерами двух или нескольких типов называют сополимерами. Члены гомологических рядов, занимающие по размеру молекул область между мономерами и высокомолекулярными соединениями называют олигомерами(от греч. oligos-малый, маленький и meros-часть) .
Вследствие очень большой молекулярной массы при написа¬нии формул по-лимеров концевыми звеньями цепей пренебре¬гают. Например, формулу крахмала и целлюлозы записывают в виде (С6Н10О5)n, каучука (С5Н8) n и т. п.
В отличие от низкомолекулярных соединений полимер состоит из макромо-лекул разной длины (с разной степенью поли¬меризации). Поэтому в химии ВМС введено понятие о полимергомологах и полимергомологическом ряде. Полимер-гомологи — это полимерные соединения одинакового химиче¬ского строения, -отличающиеся степенью полимеризации, т. е., длиной цепей. Полимергомологи-ческий ряд — это ряд соединений, в котором каждый член отличается от преды¬дущего на элементарное звено. У целлюлозы члены полимергомологического ря-да отличаются на группу С6Н10О5, у природ¬ного каучука — на группу C5 H8.
Любой полимер представляет собой смесь полимергомологов. Поэтому по-лимеры характеризуются средней молекуляр¬ной массой. Средняя молекулярная масса — это произведение среднего числа звеньев (средней СП) на молеку¬лярную массу звена.

3. Классификация и номенклатура ВМС.
Из-за большого разнообразия ВМС единая система их клас¬сификации прак-тически невозможна. Классифицировать ВМС можно по разным признакам.
3.1. По происхождению ВМС подразделяются на природные, выделенные из природных материалов; к ним относятся при¬родный каучук, белки, сложные уг-леводы (полисахариды) и др., искусственные, полученные в результате химиче-ских превращений природных полимеров, и синтетические, по¬лученные синте-зом из низкомолекулярных соединений (моно¬меров).Например основу земной коры состав¬ляет высокомолекулярное соединение кремневый ангидрид (Si02)n - Разновидности кремневого ангидрида — кварц, гор¬ный хрусталь и аметист. Ру-бин и сапфир — полимерные окислы алюминия (А1203)n. К неорганическим по-лимерам относятся также силикаты сложного строения — слюда и асбест, моди¬фикации элементарного углерода — алмаз, графит.
3.2. По типу звеньев в цепях полимеры подразделяются на гомополимеры и сополимеры. У гомополимеров макромолекулы состоят из одинаковых элемен-тарных звеньев. Названия этих полимеров складываются из названия моно¬мера и приставки «поли», например полиэтилен, полистирол и т. д. У гетерополимеров, или сополимеров (совместных поли¬меров), макромолекулы состоят из двух или более различных элементарных звеньев.
3.3. В зависимости от химического состава и химического строе¬ния мак-ромолекул ВМС подразделяются на органические, неорганические и элементоор-ганические. К ор¬ганическим ВМС относят соединения, которые состоят из ато¬мов углерода и водорода, а также могут содержать атомы кис¬лорода, азота, серы и га-лоидов. К элементоорганическим ВМС относят соединения, которые построены не только из атомов углерода, но также и из других атомов (не считая водород, кислород, азот и серу), например кремния, бора и др. К неор¬ганическим ВМС от-носят соединения, не содержащие атомов углерода.
Органические ВМС подразделяют в свою очередь на два класса: карбоцеп-ные и гетероцепные полимеры. Цепи карбоцепных полимеров построены только из атомов угле¬рода. Другие атомы (кислород, азот, сера, галоиды) могут входить в состав заместителей. Цепи гетероцепных полимеров построены из атомов углеро-да и гетероатомов (кислорода, азота, серы).
 Карбоцепные полимеры далее подразделяются в соответ¬ствии с классификаци-ей, принятой в органической химии.
1. Полимерные предельные углеводороды (полиолефины), например полиэтилен (—СН2—СН2—)n.
2. Полимерные непредельные углеводороды (полидиены), например полибу-тадиен (—СН2—СН=СН—СН2—)n.
3. Галоидсодержащие полимеры, например полихлорвинил (СН2—СНС1—)п.
4. Полимерные спирты и их производные (сложные и про¬стые эфиры), на-пример поливиниловый спирт
Соответствующий ему мономер виниловый спирт СН2=СНОН в свободном виде не существует; получают поливиниловый спирт из его сложного эфира по-ливинил ацетата омылением.
5. Полимерные альдегиды, например полиакролеин
6. Полимерные кислоты и их производные, например поли¬акриловая кислота
и полиакриламид
7. Полимерные амины (полиамины), например поливиниламин
8. Полимерные ароматические соединения типа
9. Полимерные жирноароматические соединения, например полистирол
10. Сополимеры (их принято выделять в отдельную группу), например сопо-лимер бутадиена и стирола

Глава 1. Методы получения азотной кислоты, использовавшиеся ранее.
До первой мировой войны азотная кислота готовилась преи¬мущественно из натриевой селитры NaN03, мощные месторождения которой были откры-ты в начале XIX в. в Чили.
NaN03 + H2S04 = HN03 + NaHS04
Разложение селитры серной кислотой проводили в чугунных ре¬тортах, обогреваемых топочными газами. Выделяющиеся при этом пары азотной ки-слоты конденсировали в холодильнике. При ис¬пользовании 95—97%-ной серной кислоты и 96%-ной селитры уда¬валось получить 96—98%-ную азот-ную кислоту.
С начала XX в. некоторое количество азотной кислоты стали получать ду-говым методом. Однако этот метод, требовавший боль¬шого расхода электро-энергии, не получил широкого распростране¬ния .
Этот метод заключается в том, что при высокой температуре азот со-единяется с кислородом воздуха по уравнению
N2 + О2 2NO — 179,2 кдж
Выход N0 при повышении температуры возрастает , но даже при высокой температуре он невелик. Эго за¬трудняет дальнейшую переработку нитрозных газов. Скорость син¬теза велика. При 2000° С равновесие устанавливается почти мгно¬венно. Во избежание диссоциации N0 нитрозные газы на выходе из дуговой электропечи необходимо быстро охлаждать, затем NO окисляют до N02 и поглощают водой, получая азотную кислоту, или связывают с Са(ОН)2, получая кальциевую селитру. Расход энергии на 1 т связанного азо-та составляет около 60 000 квт-ч.
Успехи в области синтеза аммиака из элементов сделали амми¬ак основным источником получения азотной кислоты.
Первая установка по производству азотной кислоты из аммиака была пу-щена в Германии в 1909 г. Однако из-за несовершенства технологии эта уста-новка, как и другие, построенные вслед за ней, оказалась нерентабельной.
В 1914—1916 гг. у нас в стране инженер И. И. Андреев с сотрудниками де-тально исследовали этот процесс. Результаты исследования оказались на-столько плодотворными, что на их основании в 1916 г. в Юзовке (ныне г. До-нецк) был сооружен первый в Рос. сии завод по производству азотной кисло-ты.
Переработка аммиака в азотную кислоту начинается с его окис¬ления ки-слородом воздуха по реакции
4 NH3 + 502 = 4 NO + 6 Н20 + 910 кДж
Оксид азота (II), получающаяся в этом процессе, представляет собой бесцвет-ный газ, который легко окисляется до оксида азота(IV):
2NO + 02 = 2 N02 + 124 кДж
Оксид азота N02 — бурый, тяжелый, удушливый газ, при рас¬творении в воде дает азотную кислоту:
3 NO2 + Н20 = 2 HN03 + NO + 137 кДж.
Этот способ сейчас является основным способом получения азотной кисло-ты [1].
Глава 2. Сырьё для производства азотной кислоты.
Сырьем для получения азотной кислоты служат аммиак, воздух и вода.
Аммиак. Синтетический аммиак в большей или меньшей степе¬ни загряз-нен примесями. Такими примесями являются катализаторная пыль, смазочное масло (при сжатии поршневым компрес¬сором). Для получения чистого газо-образного аммиака служат испарительные станции и дистилляционные отде-ления жидкого аммиака. Дальнейшая очистка осуществляется в фильтрах, со-стоя¬щих из чечевицеобразных элементов, фильтрующим материалом в кото-рых служи г хлопчатобумажная замша. Тонкой очистке аммиачно-воздушиая смесь подвергается в фильтре с поролитовыми трубками.
Воздух. Атмосферный воздух, применяемый в производстве азот¬ной ки-слоты, забирается на территории завода или вблизи его. Этот воздух загряз-нен газообразными примесями и пылью. Поэто¬му он подвергается тщатель-ной очистке во избежание отравления катализатора окисления аммиака. Очи-стка воздуха осуществляет¬ся, как правило, в скруббере, орошаемом водой, за-тем в двухсту¬пенчатом фильтре.
Вода. Вода, применяемая для технологических нужд, подвер¬гается специ-альной подготовке: отстою от механических примесей, фильтрованию и хи-мической очистке от растворенных в ней солей.
Для получения реактивной азотной кислоты требуется чистый па¬ровой кон-денсат, который дополнительно очищают от возможных примесей .
Глава 3. Физико-химические основы процесса
3.1. Контактное окисление аммиака
В зависимости от условий между аммиаком и кислородом могут протекать следующие реакции :
4 NH3 + 5 О2 = 4 N0 + 6 Н2О + 946 кДж, (1)
4 NH3 + 3 02 = 2 N2 + 6 Н20 + 1328 кДж, (2)
4 NH3 + 4 О2 = 2 N2O +6 H20 + 1156 кДж. (3)
Одновременно с этими реакциями могут протекать (параллель¬но и последо-вательно) побочные реакции:
4 NH3 + 6 N0 = 5 N2 + 6 Н20
2NH3 = N2 + 3H2
2 NO = N2 + 02
Приведенные уравнения каталитического окисления аммиака являются суммарными и не отражают истинного механизма про¬цесса.
В табл. 1 приведены термодинамические характеристики этих реакций, из которых можно видеть, что наибольшую термодинами¬ческую вероятность имеет реакция (2), характеризующаяся наи¬большим изменением энергии Гиббса. Вероятность реакции (1) с повышением температуры возрастает поч-ти вдвое, а реакции (2) почти не изменяется.

Согласно значениям стандартных потенциалов система Sn2+ + 2e- → Sn0 по отношению к системе Fe2+ + 2e- → Fe0 является окислителем, т.е. при их контакте электроны будут переходить от Fe к ионам Sn2+