книги из ГПНТБ / Эпштейн Д.А. Химия в промышленности учеб. пособие по факультатив. курсу для учащихся X классов

Рекомендовано Министерством просвещения СССР

Эпштейи Д. А.

Э73 Химия в промышленности. Факультативный курс. Пособие для учащихся X класса. М., «Про­ свещение», 1973.

набран курсивом). Желательно, чтобы вы, используя приобре­ тенные ранее знания, самостоятельно обдумывали пути решения каждой проблемы и затем уже сопоставляли ваши мысли с при­ веденными далее научными данными.

В тексте книги, в конце некоторых параграфов и всех глав поставлены вопросы и даны задания (набраны петитом), основ­ ная цель которых — содействовать расширению вашего круго­ зора.

Такая работа с книгой, думается, многим из вас доставит удовольствие от сознания, что вы в какой-то мере овладели зна­

КАК ОЦЕНИВАЮТ РАБОТУ ХИМИЧЕСКИХ ЗАВОДОВ. КАКИЕ П Р О Б Л Е М Ы Р Е Ш А Е Т НАУКА — ХИМИЧЕСКАЯ ТЕХНОЛОГИЯ

Работу любых промышленных предприятий, в том числе и химических заводов, оценивают на основе определенных техни­ ко-экономических показателей. Рассмотрим некоторые из них.

§1. План выпуска продукции

Всоциалистическом государстве каждое предприятие имеет план, определяющий количество каждого из продуктов, которое оно должно Производить.

Выполнение плана является в нашем государстве основным законом деятельности любого промышленного предприятия. Для этого используют возможно полнее и эффективнее сырье, энергию и оборудование, рационально организуют труд работ­ ников производства. Опираясь на достижения развивающейся науки, совершенствуя технологические процессы, внедряя новую технику, организуя социалистическое соревнование, наши пред­ приятия не только систематически выполняют государственные планы, но и перевыполняют их.

§ 2. Качество химических продуктов

Такие промышленные продукты, как обувь, одежда, радио­ приемники и тысячи других, непосредственно потребляет населе­ ние. Многие промышленные продукты используют как сырье на других предприятиях, например сталь — на металлообрабаты­ вающих заводах, серную кислоту — на заводах минеральных удобрений. И в тех и в других случаях необходима уверенность, что продукт соответствует своему назначению, обладает опре­ деленными физическими и химическими свойствами. Легко себе представить, например, какие трудности возникают, если на ме­ таллообрабатывающий завод для производства какого-либо из­ делия поступает металл разного качества.

свойства продукта, но и предписываются методы их определе­ ния.

§ 3. Классификация химических продуктов и общие

требования к отдельным классам продуктов

Особенностью химической промышленности, в отличие от других отраслей производства, является огромный ассортимент продукции — он исчисляется десятками тысяч названий про­ дуктов. Вам, знакомым с химией, это не покажется удивитель­ ным. Очень велико число химических превращений, совершаю­ щихся в природе, но еще более в химических лабораториях — синтезировано в научных лабораториях более 3 млн. соединений и ежегодно прибавляется несколько тысяч новых.

Классифицируя химические продукты по тем или иным признакам, можно сформулировать общие требования к целому классу продуктов.

Часто химические продукты классифицируют по областям их

ются общие требования к каждой группе продуктов. Например, минеральные удобрения должны быть возможно более кон­ центрированными, желательно комплексными, содержащими все питательные вещества, необходимые данному растению в опре­ деленных почвенно-климатических условиях. Аналогично выяв1 ляют, на основе связей между свойствами веществ и эффектив­

очень важной группой химических продуктов — химическими реактивами.

чистоты. Ведь применив для анализа реактив, содержащий не­ желательные примеси, вы не получите правильных результа­ тов. То же относится к любому химическому опыту — от самого

чеііпя в химических лабораториях используют реактивы, отли­ чающиеся по степени чистоты: химически чистые, чистые для анализа, чистые, технические. В последнее время потребова­ лись реактивы особой чистоты (сверхвысокой очистки).

Второй классификационный признак — общая сырьевая база производства. Так, говорят о коксохимических продуктах, к ко* торым относят вещества самого разнообразного состава и назна­

Химику привычно, делить вещества в соответствии с их хи­ мическими свойствами на такие классы: простые вещества, ми­ неральные кислоты, щелочи, соли, спирты, альдегиды, карбоновые кислоты и т. д. Общие свойства веществ, относящихся к од­ ному химическому классу, также определяют в ряде случаев сходство способов их производства и требования к ним потре­ бителей.

§ 4. Виды химического сырья

Условимся называть сырьем все материалы, поступающие на заводы для переработки путем химических реакций, независимо от того, как они получены. Например, сырьем для производства водорода служит в большинстве случаев природный горючий газ, аммиака — водород и азот, азотной кислоты — аммиак, вода и кислород воздуха, аммиачной селитры — аммиак и азотная кислота. Основой химического производства является ископае­ мое минеральное сырье.. Это богатства, залегающие в недрах земли и добываемые горнорудной промышленностью. Минераль­ ное сырье делят на рудное, нерудное и горючее.

Рудное сырье используют для получения металлов и сплавов, нерудное — преимущественно для получения химических про­ дуктов. Эта классификация условна. Примером использования -сырья одновременно для металлургических и химических целей может» служить переработка сульфидных руд цветных металлов, сочетающая получение металла с производством химических продуктов — серы и серной кислоты.

К наиболее важным видам нерудного минерального сырья от­ носят поваренную соль, серу и серный колчедан, известняк,, апа­ титы и фосфориты, сильвинит. Впрочем, часто .г-оворят: апатито­ вые РУДЫ И Т . п.

Знания, полученные по химии и другим учебным предметам, позволяют

оценивали прежде всего по калорийности — количеству тепла, выделяющемуся при их сгорании в топочных устройствах. Но хотя п сейчас их используют преимущественно как источник энергии (большая часть которой получается на тепловых элект­ ростанциях), общепризнано их огромное значение как химиче­ ского сырья. Ведь из него получают азотные удобрения (водо­ род получают главным образом из метана при его взаимодей­ ствии с водяным паром), красители, фармацевтические препара­ ты, средства защиты растений и животных, пластические мас­ сы, химические волокна, каучуки. Этот неполный перечень пока­ зывает, что горючие ископаемые (в особенности газообразные и

продуктов. В этой связи уместно напомнить, что запасы горючих ископаемых в недрах земли небезграничны и необходимо разви­ вать ядерную энергетику для того, чтобы не оставить будущие поколения без этого химического сырья.

Немаловажное значение имеет также растительное и живот­ ное сырье: древесина, кожа, шерсть, шелк, отходы сельскохо­ зяйственного производства и др. Древесина, например, хими­ ческое сырье для производства целлюлозы, бумаги, искусствен­ ного шелка, этилового спирта и других химических продуктов.

§ 5. Проблема выбора сырья

Химическая наука открыла перед человечеством возможность получать необходимые продукты из самых разных видов сырья. Основной критерий, которым руководствуются при выборе сырья,— экономическая эффективность. Знакомясь с использо­ ванием химии в промышленности, вы всегда будете встречаться с проблемой выбора наиболее экономичных видов сырья. Огра­ ничимся здесь одним примером. В 1932 г. в Ярославле был пу­ щен первый завод синтетического каучука. На этом и пущен­ ных вскоре других заводах сырьем служил полученный при пе­ реработке картофеля этиловый спирт. Из него получали катали­

чисел, показывающих процесс трансформации сырьевой базы производства каучуков:

Благодаря этому были достигнуты успехи в развитии про­ изводства каучуков в четырех направлениях:

1) обеспечение производства каучука практически безгранич­

§ 6. Воздух — важнейшее химическое сырье

Проблемы, связанные с использованием воздуха и воды, вы­ делены для рассмотрения в первом разделе книги по двум при­ чинам, из которых одна очевидна — эти виды сырья потребляют­ ся многими химическими производствами. Другая менее очевид­ на: мы привыкли к мысли, что запасы воздуха и воды на земле практически безграничны, предоставляются природой почти без усилий с нашей стороны и потому бережное отношение к ним необязательно. Как мы убедимся в дальнейшем, это ошибочная точка зрения.

Количество кислорода в земной атмосфере велико, хотя и небезгранично — он такой же продукт фотосинтеза, как и го­ рючие ископаемые. Перспектива существенного понижения его концентрации в атмосфере далека, ио отравление воздуха про­ дуктами горения топлива и химическими отбросами — это ре­ альная опасность, нависшая над человечеством сегодня. Загряз­ нение воздуха создает большие трудности при его использова-