Chemia to nauka, która ma bardzo szerokie zastosowanie w życiu codziennym. Szybki rozwój w dziedzinie chemii przyczynił się w znacznym stopniu do postępu w różnych dziedzinach, takich jak zdrowie, środowisko, przemysł i inne, które są ściśle związane z chemią. Jeśli zwrócisz uwagę, wszystkie aspekty życia są nierozerwalnie związane z produktami chemicznymi. Żywność, którą jemy, leki, środki czystości, takie jak mydło, detergenty, pasta do zębów, transport to niewielka część używanych produktów chemicznych.
Oczywiście każdy może poczuć korzyści płynące z różnych produktów chemicznych, które ułatwiają życie. Należy zauważyć, że chemia jest częścią dziedziny nauki, która bada skład, skład, strukturę, właściwości materii i jej przemiany oraz energię, która towarzyszy tym zmianom.
W tej dyskusji ujawnimy proces powstawania pierwiastków i związków. Oto omawiany proces, który obejmuje zasady, gleby alkaliczne, halogen, aluminium i wiele innych.
Alkalia (Sód)
Produkcja pierwiastków i związków sodu może odbywać się za pomocą procesu Downs, czyli elektrolizy stopionego NaCl. Solankę zawierającą NaCl odparowuje się do sucha, po czym powstałe ciało stałe kruszy się i topi. W międzyczasie, aby obniżyć koszty ogrzewania, NaCl (temperatura topnienia 8010 ° C) miesza się z 1 częścią CaCl2 w celu obniżenia temperatury topnienia do 5800 ° C.
Gleba Alkaliczna (Magnez)
Produkcja pierwiastków i związków magnezu może odbywać się w procesie Downs. Gdzie magnez wytrąca się jako wodorotlenek magnezu przez dodanie Ca (OH) 2 do wody morskiej. Następnie dodać kwas solny, aby otrzymać chlorek, który następnie otrzymuje kryształy chlorku magnezu (MgCl.6H2O).
(Przeczytaj także: Co to jest aparat Golgiego?)
Następnie elektroliza stopionych kryształów magnezu poprzez dodanie najpierw częściowo zhydrolizowanego chlorku magnezu do stopionej mieszaniny chlorku sodu i wapnia. Ma to na celu uniknięcie tworzenia się MgO podczas ogrzewania kryształów MgCl.6H2O. Następnie na katodzie utworzy się magnez.
Fluorowiec
- Fluor
Przygotowanie pierwiastków i związków fluoru można uzyskać za pomocą procesu Moissan, zgodnie z imieniem pierwszej osoby, która wyodrębniła fluor, H. Moissana (1886). Ten proces wykorzystuje metodę elektrolizy rozpuszczonego HF w stopionym KHF2. W wyniku reakcji: 2 HF H2(g) + F.2(sol)
- Chlor
Chlor można wytwarzać na 3 sposoby, a mianowicie w procesie diakonu (utleniania), HCl jest mieszany z powietrzem, a następnie przepuszczany przez CuCl2 który działa jak katalizator, a reakcja zachodzi w temperaturze ± 4300 ° C i pod ciśnieniem 20 atm. Drugi sposób, elektroliza roztworu NaCl za pomocą diafragmy. Trzecią metodą jest elektroliza stopionego NaCl.
- Brom
Na skalę przemysłową brom jest wytwarzany poprzez ekstrakcję wody morskiej. Wynika to z dużej zawartości Br - wody morskiej (ok. 70 ppm). Początkowo pH wody morskiej doprowadzono do 3,5, a następnie przereagowano z Cl2(g) utleniać Br - do Br2(sol).
- Jod
Na skalę przemysłową jod uzyskuje się w reakcji NaIO3 z wodorosiarczynem sodu (NaHSO3). Opady I2 które można filtrować i oczyszczać.
Aluminium
Produkcja elementów i związków aluminiowych odbywa się w procesie Halla-Heroulta, gdzie obróbka ta obejmuje dwa etapy, czyli etap rafinacji i etap elektrolizy.
- Na etapie rafinacji aluminium produkowane z boksytu zawierającego tlenek żelaza (Fe2O3) i krzemionkę oczyszcza się na tym etapie poprzez rozpuszczenie boksytu w NaOH (aq). Alkaliczny tlenek żelaza (Fe203) nie rozpuszcza się w roztworze NaOH. Reakcja: Al2O3(s) + 2NaOH (ag) → 2NaAlO2(ag) + H2O
Roztwór następnie zakwasza się w celu wytrącenia Al (OH) 3 (s). Czysty Al2O3 można wytwarzać ogrzewając Al (OH) 3, a następnie filtrując go w celu uzyskania Al2O3. Reakcja: NaAlO2(ag) + HCl (ag) + H2O → Al (OH)3(s) + NaCl (ag) 2Al (OH)3(s) → Al2O3(s) + 3H2O (g)
- Etap elektrolizy, Al2O3 (o temperaturze topnienia 2030 ° C) miesza się z kriolitem (Na3AlF6) (aby obniżyć temperaturę topnienia do 1000 ° C). Rozwiązanie Al2O3 w kriolicie elektrolizuje się przy użyciu węgla jako katody i anody.
Azot
Produkcja pierwiastków i związków gazowych azotu (N2) odbywa się poprzez skraplanie i destylację frakcyjną powietrza. Najpierw destyluje ciekły azot, ponieważ jego temperatura wrzenia jest niższa od tlenu. Następnie można wytworzyć azot (N2) w reakcji roztworu NH4Cl (chlorek amonu) i NaNO3 (azotyn sodu).
Tlen
Przygotowanie pierwiastków i związków tlenu (O2) odbywa się poprzez rozkład soli zawierających dużo tlenu. Niektóre związki, które zawierają duże ilości tlenu, takie jak chloran potasu, nadmanganian potasu, azotan potasu itp., Wytwarzają tlen podczas silnego ogrzewania.
Siarka
Przygotowanie pierwiastków i związków siarki można uzyskać poprzez ekstrakcję w procesie Frascha. Siarka znajdująca się pod ziemią jest skraplana poprzez przepuszczanie przegrzanej wody przez zewnętrzną rurę układu trzech koncentrycznych rur.
Ciekła siarka jest wypychana przez pompowanie gorącego powietrza. Następnie siarka może zamarznąć, dzięki czemu otrzymana w ten sposób siarka ma czystość do 99,6%, ponieważ siarka nie rozpuszcza się w wodzie.
Silikon
Przygotowanie pierwiastków i związków krzemu można uzyskać przez zmieszanie krzemionki i koksu (jako reduktor) i podgrzanie ich w piecu elektrycznym w temperaturze 3,0000C z SiO2 (l) + C (s) Si (l) + 2 CO (g) reakcja.
Żelazo
Produkcja elementów i mieszanek żelaza może odbywać się poprzez wypalanie w urządzeniu zwanym wielkim piecem, wykonanym z cegieł o wysokiej odporności na ciepło. Gdzie w tym piecu znajdują się 3 rodzaje materiałów, a mianowicie ruda żelaza zaśmiecona piaskiem, wapień (CaCO3) do wiązania zanieczyszczeń i węgiel (koks) jako środek redukujący.
Miedź
Miedź jest pozyskiwana z miedzi pirytowej metodą pirometalurgiczną, w ramach procesu redukcji metalu. Gdzie ta ekstrakcja obejmuje etapy kruszenia i zagęszczania, prażenia, wytapiania lub topienia oraz bessemeryzacji. Etapy to:
- Miedź jest pozyskiwana z pirytu miedziowego.
- Miedź jest najpierw kruszona, a następnie filtrowana.
- Rozdrobniona ruda jest zagęszczana w procesie flotacji z bąbelkami.
- Zagęszczona ruda jest prażona w piecu pogłosowym z doprowadzeniem swobodnego powietrza.
- Ruda palona jest mieszana z koksem i piaskiem, a następnie topiona w wielkim piecu w obecności powietrza.
- Podczas wytapiania wytop zawiera głównie siarczek miedzi z niewielką ilością siarczku żelazawego, znanego jako kamień i jest przenoszony do konwertora Bessemera.
- W konwertorze Bessemera metal krzepnie i uwalnia dwutlenek siarki, co powoduje powstawanie pęcherzy w metalu zwanym blister miedzianym lub miedzianym.
- Następnie rafinowana jest w 99% czysta miedź, znana jako miedź konwertorowa. Ponadto oczyszczanie odbywa się poprzez rafinację elektrolityczną.
