Получение и применение веществ

Получение вешеств

Наименование вещества

Применение веществ

1.Сжижение воздуха и разделение на смеси

2.Удаление кислорода путем выгорания из воздуха

Азот

1.Производство аммиака

2.Хладагент

3.Инертная среда в промышленности.

1.Из аммиака:

4NH₃ +5O₂=4NO+ 6H₂O:

2NO+O₂= 2NO₂

4NO₂+O₂+ 2H₂O= 4HNO₃

Азотная кислота

1)Минеральные удобрения

2)Производство серной кислоты

Древесина, каменный уголь, битумный уголь, скорлупа кокосовых орехов и др. Указанное сырьё сначала обугливают, затем подвергают активации.

Активированный уголь

Медицина,

адсорбент в противогазах

1.При гидролизе белков

2.СН₃СОН+ NH₄Сl+NaCN=NH₂CH₂COOH

Аланин, 2-аминокапропановая кислота

Лекарственное средство

Получают каталитическим окислением:

СН₂=СН-СН₃+ О₂^Сu,t= СН₂=СН-СНO+ H₂= СН₂=СН-СН₂OH

Гидролиз галогеноалкена: СН₂=СН-СН₃ + Сl₂= СН₂=СН-СН₂Cl+ HCl при температуре 500⁰С

Алиловый спирт

1.Производство глицерина

2.Производство алиловый эфиров.

1.Электролиз оксида в криолите(Na₃AlF₃)

Al₂O₃= 2Al+ O₂

Алюминий

1.Самолётостроение, машиностроение

2.алюмотермии

3.Передаче электричества

1.Синтез из водорода и азота при температура 500 °C, давление 350 атмосфер и катализаторе пористое железо с примесями Al2O3 и K2O

Аммиак

1.производство минеральных удобрений

2.Происзводство азотной кислоты

3.Производство органических соединений.

1.В промышленности получают в две стадии: первой стадии бензол нитруется смесью концентрированной азотной и серной кислот при температуре 50—60 °C, в результате образуется нитробензол. На втором этапе нитробензол гидрируют при температуре 200—300 °C в присутствии катализаторов:

C₆H₅NО₂ +2Н₂= C₆H₅NH₂ + Н₂О

Впервые восстановление нитробензола было произведено с помощью железа:

C₆H₅NО₂ +9Fe+4H₂O = C₆H₅NH₂ +3Fe₃O

Другим способом получение анилина является восстановление нитросоединений — реакция Зинина:

C₆H₅NО₂ + 3(NH₄)₂ S= +3(NH₄)₂S= C₆H₅NH₂+6NH₃+3S+2 + 6NH₃ +S+ 2Н₂О

Анилин

1.Производство полиуретанов- заменителей резины.

2.Для производства красителей

3.Взрывчатых веществ.

4.Лекарственных препаратов.

1.Кумольный способ:

1) С₆H₆+ CH₃CH=CH₂= С₆H₅CH(CH₃)₂

2) С₆H₅CH(CH₃)₂ +O₂= С₆H₅C(OOH)(CH₃)₂

3) С₆H₅C(OOH)(CH₃)₂ ^(H2SO4)= С₆H₅OH +(CH₃)₂CO

2.Из изопропанола: (CH₃)₂CН OН + O₂=(CH₃)₂CO + Н₂О₂

3.Окисление пропена

CH₃CH=CH₂+ PdCl₂+ H₂O^{50-120 C, P=(}CH₃)₂CO +Pd+2HCl

Ацетон

1. Растворитель (уйт –спирт, скипидар)

2. Производство уксусного ангидрида, диацетилового спирта и других органических соединений

3. Производство полиуретанов, эпоксидных смол: полимеров.

1.Дегидрирование бутана (катализаторы оксид хрома на оксиде алюминия»

2.Метод Лебедева: 2C₂H₅OH ^{ZnO,Al2O3, 400 C} =CH₂=CH-CH=CH₂+2 H₂O+ H₂

3.Из ацетилена, из циклогексена

Бутадиен 1-3

1.Производство каучука

2. Синтез хлоропрена.

1.Входит в состав миндаля

2.Из толуола C₇H₈ + Cl₂ + свет = C₆H₅CHCl₂ (бензальхлорид) + гидролиз H₂O (кат. порошок Fe, бензоат Fe) = (выход 76%) C₆H₅CHO

3. C₇H₈ + MnO₂ + H₂SO_{4 65% (t40°C)} = C₆H₅CHO + MnSO₄ + 2H₂O

Бензойный альдегид

1 Используют для синтеза миндальной кислоты.

2.Красителей,

3. Душистых веществ

4.Растворитель

1.Основной промышленный метод получения формальдегида — окисление метанола: 2CH₃OH+O₂ = 2HCHO+2H₂O( на серебряном катализаторе и t-650⁰C)

2. окислением метана: CH₄+O_{2 =}HCHO+H₂O

(t-450⁰C? давление 1-2 MПа, кат –фосфат алюминия)

Муравьиный альдегид, формальдегид

1.Дубление кож.

2.Производство кинопленки

3.Антисептик-медицина

4.Производство пластмасс и смол

5. В составе косметических средств.

1. Восстановление бензилальдегида

C₆H₅CHO+H₂= C₆H₅CH₂OH

1. Гидролиз хлористого бензила

C₆H₅CH₂Cl+ H₂O= C₆H₅CH₂OH+ HCl

Бензиловый спирт

C₆H₅CH₂OH.

1. Парфюмерия

2. Растворитель

1.Из нефти – при перегонке и каталитическом риформинге

2.Коксование каменного угля

3.Из ацетилена – тримеризация при С_ак и 400⁰С

Бензол

1.Производство – этилбензола, кумола, циклогексана, нитробензола, хлорбензола

2.Растворитель

3.В состав бензина для повышения октанового числа.

Это руда оксида железа в смеси с гидратной водой. Имеет цвет темно-коричневый цвет

Железняк бурый Fe₂O₃ 3Н₂О

Производство железа

Производство железа

Это руда оксида железа в смеси с гидроксидов и оксидов алюминия и кремния. Имеет цвет от темно-коричневого до светло-желтого.

Красный железняк Fe₂O₃

Черно цвета руда. Обладает магнитными свойствами

Магнитный железняк Fe₃O₄

(Железный шпат) Белого цвета.

Шпаточный железняк

FeCO₃

Пищевая добавка- для производства консервов. Для производства комбикормов.

Похож внешне на металл

Железный колчедан (пирит) FeS₂

1.Применяется для производства серной кислоты. (Чугун получается хрупкий)

2. Получение серы.

3.Железнего купороса.

Сульфид железа - FeS

Используют для производства чугуна.

1.Дегидрирование этилбензола при t 600-650⁰С и в присутствии перегретова пара С₆Н₅С₂Н₅=С₈Н₈+Н₂

2.Окислительная конденсация бензола

С₆Н₆ + С₂Н₄=С₈Н₈

Винилбензол(стирол) С₈Н₈

1.Полимеры

1.С₂Н₂ + НСl⟶CH₂=CH-Cl

Винилхлорид

1.Полимеры -

1. Конверсия метан с водяным паром

СН₄+Н₂О= СО+3Н₂

Каталитическое окисление метана кислородом: 2СН₄+О₂ = 2СО+4Н₂

1. Электролиз растворов солей

Водород

1.Производство аммиака, метанола, мыла, пластмасс.

2.Производство маргарина

3.Охлаждение электрогенераторов.

-

Воздух

1.Сырье для получения азота и кислорода

1. Электролиз расплавов солей - галогенидов щелочных и щелочно-земельных металлов.

Галогены

1.В составе солей в промышленности и пищевой промышленности: соляная кислота, фтор для зубных паст.

2.Криолит – для электролиза оксида алюминия.

3.Фармацевтическая промышленность – настойка йода.

1. Гидролиз жиров.

2. Реакция в водном растворе щелочей с 1,2,3 трихлорпропаном

Глицерин, пропантриол-1,2,3

1.Медицина.

2.Пищевая промышленность

3.Косметология

4.Производство пластмасс, лаков и красок.

1.получают в две стадии: СН₃СООН+ СL₂= СН₂СLCOOH+ HCl; СН₂СLCOOH+ NH₃= СН₂NH₂COOH + HCl

Глицин

1. Лекарственный препарат

2. Пищевая добавка

1. Из изобутилена и альдегида:

СН₃С(СН₃)=СН₂ + 2СН₂О = диметилдиоксан=СН₂С(СН₃)СН=СН₂+ СН₂О + Н₂О

Изопрен( 2 метилбутадиен -1,3)

1. Производство изопренового каучука.

Может быть нескольких видов, получают из каменного угля, нефти, торфа,

Кокс

1. Металлургия,

2. Топливо

SiO₂+ 2Mg= 2MgO+ Si

Кремний

1.Сырье для металлургической промышленности, компонент сплавов

2.Производство кремний органических соединений.

3. Солнечные батареи

4.Производство пластмасс.

Есть в природе

Криолит

Na₃AlF₆

Для получения алюминия при электролизе оксида алюминия

Изопропилбензол. Получают в реакции бензола и пропена.

Кумол

1. Добавка к высокооктановому топливу.

2. Для получения фенола и ацетона

В природе: природный газ, попутный нефтяной и каменноугольный газ.

В лаборатории гидролиз карбида алюминия и нагревание натронной известие: 2NaOH+ CH₃COOH=Na₂CO₃+ H₂O+CH₄ :

2NaOH+ CH₃COONa=Na₂CO₃+CH₄

Метан

1.Топливо

2.Сырье для синтеза веществ: производство метанола и аммиака.

Из синтеза газа:

СО+Н₂= СН₃ОН – медно-цинковом оксидном катализаторе, t-250, давление 7 МПа

Метанол

1. Растворитель

2. Антифриз- жидкость, замерзающая при низкой температуре.

3. Производство формальдегида

4. Производство лаков и красок.

5. Топливо для гоночных машин

В природе

1.Перегонка- нагревание и разделение на фракции в зависимости от температуры

2.Риформинг – каталитический - каталитическая ароматизация нефтепродуктов

3.Каталитический крекинг – полученеи углеводородов с меньшим количество углерода в цепи – р

4.Коксование – разложение с образованием разложение кокса

5. Изомеризация - получение изомеров с разветвленным строением.

Нефть

Источник углеводородов.

Есть в природе

Нитрат натрия – натронная селитра, натриевая селитра, чилийская селитра

1.Все как удобрение

Нитрат аммония –аммонийная селитра, аммиачная селитра.

Взрывчатые вещества

Нитрат калия (калийная селитра, индийская селитра)

В состав пороха

1.Нитрование бензола азотной кислотой в смеси с серной

Зеленоватая жидкость с запахом миндаля

Нитробензол

1. Производство анилина,

2. Растворитель (эфиров целлюлозы)

Есть в природе – кварц, кремнезем, речной песок

В лаборатории: Na₂SiO₃+2CH₃COOH=2CH₃COONa+ H₂SiO₃( h₂O+ SiO₂)

Оксид кремния

1.Производство стекла, керамики, бетонных изделий.

2.Производство резины

3.Радиотехника, зажигалки

4.Пищевая промышленность

В природе в природном газе и попутных газах

Пропан

1.Топливо.

2.Для резки металлов.

3.Автомобильное топливо.

1.Гидролиз галогеноалканов и присоединение воды к пропену.

2.Гидрирование ацетона.

Пропанол-2 (изоамиловый спирт)

1.Косметология, парфюмерия

2.Бытовая химия в качестве заменителя этанола.

3.Дезинфицирующее средство.

Есть в природе

Сера

1.Производство серной кислоты.

2.Производство резины

3.Производство спичек.

1. Контактный способе: обжиг серного колчедана или серы до SO₂; окисление до SO₃; растворение в воде (разбавленной серной кислоте).

2. Нитрозный способ: SO₂+NO₂+ H₂O=H₂SO₄+NO

3. Редко используемый способ: H₂S+ CuSO₄= CuS+ H₂SO₄

Серная кислота

1. Обработка руд при добыче редких металлов.

2. Производство минеральных удобрений

3. Производство аккумуляторов.

4. Производство красителей и химических волокон

5. Пищевой промышленности.

6. В органическом синтезе.

1. Конверсия метана водяным паром или кислородом: 2СН₄+ О₂=2 СО+ 4Н₂

2. СН₄+ Н₂О=СО+ 3Н₂

Синтез –газ(СО+ Н₂) от 1:1 до 1:3

1.Производство метанола

2.Получение электрической и тепловой энергии.

Кальцинированная -Na₂CO₃

Сода

Производство стекла, мыла, чистящих средств, эмалей. Для смягчения жесткости воды. Производство щелочи

Кристаллическая -Na₂CO₃ * 10Н₂О(натрит)

Питьевая или пищевая NaНCO₃

Пищевая промышленность

Каустическая NaOH

1.Производство бумаги, целлюлозы

2.Производство мыла

3. Получение биодизельное топливо.

1. Окисление о-ксилола( 1,4 диметилбензола)

Терефталевая кислота – 1,4 бензолдикарбоновая кислота

1.Получение полиэфиров, из которых получают полимеры

1.Хлорирование метана на свету.

Тетрахлористый углерода, хлористый углерод, тетрахлорметан

1. Растворитель жиров, смол, каучука

2. В огнетушителях.

1. Сжигание углеводородов.

2. Взаимодействие карбонатов с кислотами.

3. Разложение карбонатов металлов

Углекислый газ

1. Огнетушители

1. Пиролиз метана.

2. Пиролиз древесины

Углерод

1.Графит – карандаши, в ядерных реакторах.

2.Алмаз – бурение, драгоценности

3.Медицина

1.Окисление уксусного альдегида кислородом.

2.Окисление бутана кислородом при катализаторе – ацетате кобальта:

2C₄H₁₀+5O₂= 4CH₃COOH + 2H₂O

3.Каталитическое карбоксилирование метанола:

СН₃ОН + СО= СН₃СООН Катализатор – йодид кобальта.

4.Гидратация ацетилена с последующим окислением: С₂Н₂+Н₂О=СН₃СНО (катализатор – соли ртути 2+)

СН₃СНО ^CrO3,H2SO4= CH₃CООН

Уксусная кислота

1.Пищевая промышленность

2.Производство лекарств, растворителей, крашении, книгопечатании.

3.При проведении окислительных реакций.

1.Гидратация ацетилена.

2.Оксиление этанола в присутствие оксида меди или на медном, или серебряном каталиаторе.

3.Окисление этилена кислородом в присутствии хлорида палладия:СH₂=CH₂+ PdCl₂+ H₂O= CY₃CHO+ Pd+ 2HCl.

Уксусный альдегид

1.Получение уксусной кислоты, бутадиена.

2.Используется для поучения винилацетата – мо номера поливинилацетата(полимер)

1)2Ca(PO₄)₂+10C+6SiO₂= P₄+10CO+ 6CaSiO₃

2) 4HPO₃+10C=P₄+2H₂O+ 10CO

4HPO3 + 12C → 4P + 2H2 + 12CO.

Фосфор

1. Производство спичек

2. Металлургия – производство полупроводников.

Есть в природе, сходен по составу с аппатитом.

Фосфорит

Ca₃(PO₄)₂

Применяется ка удобрение и для получения фосфора.

1.Растворение оксида фосфора в воде.

2. Взаимодействие фосфора с азотной кислотой:

3P+ 5HNO₃ + 2H₂O= 3H₃PO₄+ 5NO

3.Из апатитовCa₃(PO₄)₂+ 3H₂SO₄=3CaSO₄+2H₃PO₄

Фосфорная кислота

1.Используют для резки и пайки металлов.

2.Производство удобрений

3. Для коррозионной защиты металлов.

4.В промышленности

5.В стоматологии.

1.Из ацетилена: димеризация ацетилена(винилацетилен); гидрогалогенирование в присутствие Cu₂Cl_2, HCl, FeCl₂

2. Из бутадиена: хлорирование, затем реакция с гидроксидом калия.

Хлорпрен( 2 хлор-1,3,бут адиен)

1. Получение каучука- неопрена, маслобензостойкий каучук.

1. Хлорирование пропана.

2. Из пропанола и галогеноводорода

Хлорпропан

1.Получение четырёххлористого углерода.

1. Хлорирование этана

2. Из этанола и хлороводорода

Хлорэтан

Для органического синтеза.

В природе

Этан

Топливо

1.Брожение углеводородов.

2.гидролиз галогеноалканов

Этанол

1. Пищевая промышленность

2. Топливо.

3. Получение органических веществ.

4. Медицина.

Дегидрирование этана

Этилен

1.Получение полимеров и органических веществ

1.Окисление дигалогеноалканов

2.Гидратация оксида этилена в присутствие ортофосфорной или серной кислот

Этандиоло-1,2(гликоль)

1. Антифриз.

2. Тормозная жидкость

3. Производство целлофана, полиуретанов, красителей, органических веществ.

Печь для обжига

Обжиг пирита(серного колчедана)

Контактный аппарат

Окисление оксидов – оксида серы (IV) до оксида серы (VI)

Поглотительная башня

Поглощение оксида серы (VI) разбавленной серной кислотой

Колонна для синтеза

Взаимодействие газов между собой( получение аммиака)

Ректификационная колонна

Цилиндрический сосуд для разделения смесей жидкостей на отдельны составляющие в зависимости от температуры кипения.

Электрофильтр

Очитка газов от мелких примесей твердых веществ

Циклон

Очистка газов от крупных примесей.

Доменная печь

Получение сплавов железа

Мартеновская печь

Печь для получения стали из чугуна и металлолома.

Коксовая печь

Для подработки угля в кокс без доступа воздуха

Сушильная башня

Очистка газов от избытка воды.

Ступка с пестиком

Для измельчения твердых веществ

Мензурка

Для измерения или хранения жидкости

Металлический шпатель

Для набора веществ

Фарфоровая чашка

Для выпаривания

«Кипящий слой»

Обжиг пирита (Принцип противотока)