Ανακάλυψη της διαδικασίας δημιουργίας στοιχείων και ενώσεων

Η χημεία είναι μια επιστήμη που έχει μια πολύ ευρεία εφαρμογή στην καθημερινή ζωή. Η ταχεία ανάπτυξη στον τομέα της χημείας συνέβαλε πολύ στην πρόοδο σε διάφορους τομείς, όπως η υγεία, το περιβάλλον, η βιομηχανία και άλλοι τομείς που σχετίζονται στενά με τη χημεία. Εάν προσέξετε, όλες οι πτυχές της ζωής δεν μπορούν να διαχωριστούν από τα χημικά προϊόντα. Τα τρόφιμα που τρώμε, τα φάρμακα, τα υλικά καθαρισμού, όπως σαπούνι, απορρυπαντικά, οδοντόκρεμα, μεταφορά είναι ένα μικρό μέρος των χημικών προϊόντων που χρησιμοποιούνται.

Φυσικά όλοι μπορούν να αισθανθούν τα οφέλη αυτών των διαφόρων χημικών προϊόντων, τα οποία κάνουν τη ζωή πιο εύκολη. Πρέπει να σημειωθεί ότι η Χημεία είναι μέρος ενός επιστημονικού πεδίου που μελετά τη σύνθεση, τη σύνθεση, τη δομή, τις ιδιότητες της ύλης και τις αλλαγές της, και την ενέργεια που συνοδεύει αυτές τις αλλαγές.

Σε αυτήν τη συζήτηση, θα αποκαλύψουμε τη διαδικασία δημιουργίας στοιχείων και ενώσεων. Εδώ είναι η εν λόγω διαδικασία, η οποία περιλαμβάνει αλκάλια, εδάφη αλκάλι, αλογόνο, αλουμίνιο και πολλά άλλα.

Άλκαλι (νάτριο)

Η παραγωγή στοιχείων και ενώσεων νατρίου μπορεί να γίνει χρησιμοποιώντας τη μέθοδο Downs, δηλαδή την ηλεκτρόλυση του λειωμένου NaCl. Το αλατόνερο που περιέχει NaCl εξατμίζεται έως ξηρού και στη συνέχεια το στερεό που σχηματίζεται συνθλίβεται και τήκεται. Εν τω μεταξύ, για τη μείωση του κόστους θέρμανσης, το NaCl (σημείο τήξης 8010C) αναμιγνύεται με 1 μέρος CaC12 για μείωση της θερμοκρασίας τήξης στους 5800C.

Αλκαλικό έδαφος (μαγνήσιο)

Η παραγωγή στοιχείων και ενώσεων μαγνησίου μπορεί να επιτευχθεί μέσω της διαδικασίας Downs. Όπου, το μαγνήσιο καταβυθίζεται ως υδροξείδιο του μαγνησίου προσθέτοντας Ca (OH) 2 στο θαλάσσιο νερό. Μετά από αυτό, προσθέστε υδροχλωρικό οξύ για να πάρετε το χλωρίδιο, το οποίο στη συνέχεια λαμβάνεται κρύσταλλοι χλωριούχου μαγνησίου (MgCl.6H2O).

(Διαβάστε επίσης: Τι είναι η συσκευή Golgi;)

Μετά από αυτό, ηλεκτρόλυση συντηγμένων κρυστάλλων μαγνησίου προσθέτοντας πρώτα μερικώς υδρολυμένο χλωριούχο μαγνήσιο στο συντηγμένο μίγμα νατρίου και χλωριούχου ασβεστίου. Αυτό γίνεται για να αποφευχθεί ο σχηματισμός MgO όταν θερμαίνονται οι κρύσταλλοι MgCl.6H2O. Στη συνέχεια, το μαγνήσιο θα σχηματιστεί στην κάθοδο.

Αλαγόνο

  • Φθόριο

Η παρασκευή στοιχείων και ενώσεων φθορίου μπορεί να επιτευχθεί χρησιμοποιώντας τη διαδικασία Moissan, σύμφωνα με το όνομα του πρώτου ατόμου που απομονώθηκε φθόριο, H. Moissan (1886). Αυτή η διαδικασία χρησιμοποιεί τη μέθοδο διαλυμένης HF ηλεκτρόλυσης σε συντηγμένο KHF2. Με την αντίδραση: 2 HF H 2 (g) + F 2 (g)

  • Χλώριο

Το χλώριο μπορεί να γίνει χρησιμοποιώντας 3 τρόπους, δηλαδή η διαδικασία διακόνου (οξείδωση), HCl αναμιγνύεται με τον αέρα, στη συνέχεια ρέει μέσω CuCl 2 το οποίο δρα ως καταλύτης και η αντίδραση λαμβάνει χώρα σε θερμοκρασία της τάξης του ± 4300C και πίεση 20 atm. Ο δεύτερος τρόπος, η ηλεκτρόλυση του διαλύματος NaCl χρησιμοποιώντας διάφραγμα. Η τρίτη μέθοδος είναι η ηλεκτρόλυση του λιωμένου NaCl.

  • Βρώμιο

Σε βιομηχανική κλίμακα, το βρώμιο παράγεται με την εξαγωγή θαλασσινού νερού. Αυτό οφείλεται στην υψηλή περιεκτικότητα σε θαλάσσιο νερό Br (περίπου 70 ppm). Αρχικά, το ρΗ του θαλασσινού νερού γίνεται σε 3,5 και στη συνέχεια αντιδρά με Cl 2 (g) για να οξειδώσουν Βγ - να Br 2 (g).

  • Ιώδιο

Σε βιομηχανική κλίμακα, ιώδιο λαμβάνεται με αντίδραση ΝθΙΟ 3 με όξινο θειώδες νάτριο (NaHSO 3 ). Το ληφθέν , διηθείται και καθαρίζεται Ι 2 ίζημα .

Αλουμίνιο

Η παραγωγή στοιχείων και ενώσεων αλουμινίου επιτυγχάνεται χρησιμοποιώντας τη διαδικασία Hall-Heroult, όπου αυτή η επεξεργασία περιλαμβάνει δύο στάδια, δηλαδή το στάδιο διύλισης και το στάδιο της ηλεκτρόλυσης.

  • Στο στάδιο της διύλισης, σε αυτό το στάδιο, το αργίλιο που παράγεται από οξείδιο σιδήρου που περιέχει βωξίτη (Fe203) και διοξείδιο του πυριτίου διαλύεται με διάλυση του βωξίτη σε NaOH (υδ). Οξείδιο του σιδήρου (Fe203) που είναι αλκαλικό δεν διαλύεται σε διάλυμα NaOH. Αντίδραση: Al 2 O 3 (s) + 2NaOH (ag) → 2NaAlO 2 (ag) + H2O

Το διάλυμα στη συνέχεια οξινίζεται για να καθιζάνει Al (OH) 3 (s). Το καθαρό Al2O3 μπορεί να παραχθεί με θέρμανση Al (OH) 3 και στη συνέχεια με φιλτράρισμα για να ληφθεί το Al2O3. Αντίδραση: NaAlO 2 (AG) + HCl (AG) + H2O → Al (OH) 3 (s) + NaCl (AG) 2AL (ΟΗ) 3 (s) → Al 2 O 3 (s) + 3H 2 O (g )

  • Το στάδιο ηλεκτρόλυσης, Al 2 O 3 (με σημείο τήξεως 2.030 ° C) αναμιγνύεται με κρυόλιθο (Νβ 3 ALF 6 ) (για να μειωθεί το σημείο τήξεως έως 1.000 ° C). Το διάλυμα Al 2 O 3 στον κρυολίτη ηλεκτρολύεται χρησιμοποιώντας άνθρακα ως κάθοδο και άνοδο.

Αζωτο

Η παραγωγή στοιχείων και ενώσεων αερίου αζώτου (Ν2) πραγματοποιείται με υγροποίηση και κλασματική απόσταξη αέρα. Το υγρό άζωτο αποστάζει πρώτα επειδή το σημείο βρασμού του είναι μικρότερο από το οξυγόνο. Μετά από αυτό, αέριο άζωτο (Ν2) μπορεί να παρασκευαστεί με την αντίδραση ενός διαλύματος ΝΗ4ΟΙ (χλωριούχο αμμώνιο) και NaNO3 (νιτρώδες νάτριο).

Οξυγόνο

Η παρασκευή στοιχείων και ενώσεων οξυγόνου (Ο2) πραγματοποιείται με αποσύνθεση αλάτων που περιέχουν πολύ οξυγόνο. Ορισμένες ενώσεις που περιέχουν μεγάλες ποσότητες οξυγόνου όπως χλωρικό κάλιο, υπερμαγγανικό κάλιο, νιτρικό κάλιο κ.λπ. παράγουν αέριο οξυγόνο σε ισχυρή θέρμανση.

Θείο

Η παρασκευή στοιχείων και ενώσεων θείου μπορεί να επιτευχθεί με εκχύλιση μέσω της διαδικασίας Frasch. Το θείο που είναι υπόγειο υγροποιείται περνώντας υπερθερμαινόμενο νερό μέσω του εξωτερικού σωλήνα μιας διάταξης τριών ομόκεντρων σωλήνων.

Το υγρό θείο εξαναγκάζεται με άντληση ζεστού αέρα. Μετά από αυτό το θείο αφήνεται να παγώσει, έτσι ώστε το θείο που λαμβάνεται με αυτόν τον τρόπο να έχει καθαρότητα έως και 99,6% επειδή το θείο δεν διαλύεται στο νερό.

Σιλικόνη

Η παρασκευή στοιχείων και ενώσεων πυριτίου μπορεί να επιτευχθεί με ανάμιξη διοξειδίου του πυριτίου και οπτάνθρακα (ως αναγωγικός παράγοντας) και θέρμανση σε ηλεκτρικό κλίβανο στους 3.0000C με την αντίδραση Si02 (l) + C (s) Si (l) + 2 CO (g).

Σίδερο

Η κατασκευή στοιχείων σιδήρου και ενώσεων μπορεί να γίνει με ανατινάξεις σε μια συσκευή που ονομάζεται υψικάμινο που κατασκευάζεται από τούβλα που είναι ιδιαίτερα ανθεκτικά στη θερμότητα. Όπου υπάρχουν 3 είδη υλικών σε αυτόν τον κλίβανο, δηλαδή το σιδηρομετάλλευμα με άμμο, ασβεστόλιθο (CaCO3) για τη δέσμευση ακαθαρσιών και τον άνθρακα (κοκ) ως αναγωγικό παράγοντα.

Χαλκός

Ο χαλκός εξάγεται από πυρίτη χαλκό με πυρομεταλλουργική μέθοδο, αυτό περιλαμβάνει διαδικασία μείωσης μετάλλων. Όπου, αυτή η εκχύλιση περιλαμβάνει τα βήματα σύνθλιψης και συμπύκνωσης, ψησίματος, τήξης ή τήξης και χαμηλού βαθμού. Τα στάδια είναι:

  • Ο χαλκός εξάγεται από πυρίτη χαλκού.
  • Ο χαλκός συνθλίβεται πρώτα και στη συνέχεια διηθείται.
  • Το θρυμματισμένο μετάλλευμα συμπυκνώνεται μέσω μιας διαδικασίας επίπλευσης φυσαλίδων.
  • Το συμπυκνωμένο μετάλλευμα ψήνεται σε ένα φούρνο αντηχείου με δωρεάν παροχή αέρα.
  • Το ψημένο μετάλλευμα αναμιγνύεται με κοκ και άμμο και στη συνέχεια τήκεται σε υψικάμινο παρουσία αέρα.
  • Στην τήξη, το τήγμα περιέχει κυρίως θειούχο χαλκό με μικρή ποσότητα σουλφιδίου σιδήρου, γνωστό ως ματ και μεταφέρεται σε μετατροπέα Bessemer.
  • Στον μετατροπέα Bessemer, το μέταλλο στερεοποιείται και απελευθερώνει αέριο διοξείδιο του θείου, το οποίο έχει ως αποτέλεσμα κυψέλες στο μέταλλο γνωστό ως κυψέλη χαλκού ή χαλκού.
  • Στη συνέχεια, καθαρίζεται 99% καθαρός χαλκός, γνωστός ως χαλκός κυψέλης. Επιπλέον, ο καθαρισμός πραγματοποιείται με ηλεκτρολυτική διύλιση.