Chemie ist eine Wissenschaft, die im Alltag eine sehr breite Anwendung findet. Die rasante Entwicklung auf dem Gebiet der Chemie hat viel zum Fortschritt in verschiedenen Bereichen wie Gesundheit, Umwelt, Industrie und anderen Bereichen beigetragen, die eng mit der Chemie verbunden sind. Wenn Sie darauf achten, sind alle Aspekte des Lebens untrennbar mit chemischen Produkten verbunden. Die Lebensmittel, die wir essen, Medikamente, Reinigungsmittel wie Seife, Reinigungsmittel, Zahnpasta und Transportmittel sind ein kleiner Teil der verwendeten chemischen Produkte.
Natürlich kann jeder die Vorteile dieser verschiedenen chemischen Produkte spüren, die das Leben leichter machen. Es ist anzumerken, dass die Chemie Teil eines Wissenschaftsgebiets ist, das die Zusammensetzung, Zusammensetzung, Struktur, Eigenschaften der Materie und ihre Veränderungen sowie die Energie, die mit diesen Veränderungen einhergeht, untersucht.
In dieser Diskussion werden wir über den Prozess der Herstellung von Elementen und Verbindungen berichten. Hier ist der fragliche Prozess, der Alkali, Alkaliboden, Halogen, Aluminium und viele mehr umfasst.
Alkali (Natrium)
Die Herstellung von Natriumelementen und -verbindungen kann nach dem Downs-Verfahren erfolgen, nämlich durch Elektrolyse von geschmolzenem NaCl. NaCl enthaltende Salzlösung wird zur Trockne eingedampft, dann wird der gebildete Feststoff zerkleinert und geschmolzen. Um die Heizkosten zu senken, wird NaCl (Schmelzpunkt 8010C) mit 1 Teil CaC12 gemischt, um die Schmelztemperatur auf 5800C zu senken.
Boden alkalisch (Magnesium)
Die Herstellung von Magnesiumelementen und -verbindungen kann durch das Downs-Verfahren erfolgen. Dabei wird Magnesium durch Zugabe von Ca (OH) 2 zu Meerwasser als Magnesiumhydroxid ausgefällt. Danach Salzsäure zugeben, um das Chlorid zu erhalten, das dann Magnesiumchloridkristalle (MgCl.6H2O) erhält.
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Danach Elektrolyse von geschmolzenen Magnesiumkristallen, indem zuerst das teilweise hydrolysierte Magnesiumchlorid zu dem geschmolzenen Gemisch aus Natrium und Calciumchlorid gegeben wird. Dies geschieht, um die Bildung von MgO beim Erhitzen der MgCl.6H2O-Kristalle zu vermeiden. Dann wird das Magnesium an der Kathode gebildet.
Halogen
- Fluor
Die Herstellung von Fluorelementen und -verbindungen kann unter Verwendung des Moissan-Verfahrens gemäß dem Namen der ersten Person, die Fluor isoliert, H. Moissan (1886), erhalten werden. Dieses Verfahren verwendet das Verfahren der gelösten HF-Elektrolyse in geschmolzenem KHF2. Durch Reaktion: 2 HF H.2(g) + F.2(G)
- Chlor
Chlor kann auf drei Arten hergestellt werden, nämlich durch den Diakon- (Oxidations-) Prozess. HCl wird mit Luft gemischt und dann durch CuCl geleitet2 Dies wirkt als Katalysator und die Reaktion findet bei einer Temperatur von ± 4300 ° C und einem Druck von 20 atm statt. Der zweite Weg ist die Elektrolyse der NaCl-Lösung unter Verwendung einer Membran. Die dritte Methode ist die Elektrolyse von geschmolzenem NaCl.
- Brom
Im industriellen Maßstab wird Brom durch Gewinnung von Meerwasser hergestellt. Dies ist auf den hohen Br - Meerwassergehalt (ca. 70 ppm) zurückzuführen. Zunächst wurde der pH-Wert von Meerwasser auf 3,5 eingestellt und dann mit Cl umgesetzt2(g) Br - zu Br zu oxidieren2(G).
- Jod
Im industriellen Maßstab wird Jod durch Umsetzung von NaIO erhalten3 mit Natriumbisulfit (NaHSO3). Niederschlag I.2 welches gefiltert und gereinigt werden kann.
Aluminium
Die Herstellung von Aluminiumelementen und -verbindungen erfolgt nach dem Hall-Heroult-Verfahren, wobei diese Verarbeitung zwei Stufen umfasst, nämlich die Raffinierungsstufe und die Elektrolysestufe.
- In der Raffinierungsstufe wird in dieser Stufe das aus Bauxit, das Eisenoxid (Fe203) und Siliciumdioxid enthält, hergestellte Aluminium durch Auflösen des Bauxits in NaOH (aq) gereinigt. Alkalisches Eisenoxid (Fe203) löst sich nicht in NaOH-Lösung. Reaktion: Al2Ö3(s) + 2NaOH (ag) → 2NaAlO2(ag) + H 2 O.
Die Lösung wird dann angesäuert, um Al (OH) 3 (s) auszufällen. Reines Al2O3 kann hergestellt werden, indem Al (OH) 3 erhitzt und dann filtriert wird, um Al2O3 zu erhalten. Reaktion: NaAlO2(ag) + HCl (ag) + H 2 O → Al (OH)3(s) + NaCl (ag) 2Al (OH)3(s) → Al2Ö3(s) + 3H2O (g)
- Die Elektrolysestufe Al2Ö3 (mit einem Schmelzpunkt von 2.030 ° C) wird mit Kryolith (Na) gemischt3AlF6) (um den Schmelzpunkt auf 1.000 ° C zu senken). Al Lösung2Ö3 In Kryolith wird es unter Verwendung von Kohlenstoff als Kathode und Anode elektrolysiert.
Stickstoff
Die Herstellung von Stickstoffgaselementen und -verbindungen (N2) erfolgt durch Verflüssigung und fraktionierte Destillation von Luft. Flüssiger Stickstoff destilliert zuerst, weil sein Siedepunkt kleiner als Sauerstoff ist. Danach kann Stickstoffgas (N2) durch Umsetzung einer Lösung von NH4Cl (Ammoniumchlorid) und NaNO3 (Natriumnitrit) hergestellt werden.
Sauerstoff
Die Herstellung von Sauerstoffelementen und -verbindungen (O2) erfolgt durch Zersetzung von Salzen, die viel Sauerstoff enthalten. Bestimmte Verbindungen, die große Mengen an Sauerstoff enthalten, wie Kaliumchlorat, Kaliumpermanganat, Kaliumnitrat usw., erzeugen bei starker Erwärmung Sauerstoffgas.
Schwefel
Die Herstellung von Elementen und Schwefelverbindungen kann durch Extraktion nach dem Frasch-Verfahren erfolgen. Der unterirdische Schwefel wird verflüssigt, indem überhitztes Wasser durch das äußere Rohr einer Anordnung von drei konzentrischen Rohren geleitet wird.
Der flüssige Schwefel wird durch Pumpen heißer Luft herausgedrückt. Danach wird der Schwefel gefrieren gelassen, so dass der auf diese Weise erhaltene Schwefel eine Reinheit von bis zu 99,6% aufweist, da sich Schwefel nicht in Wasser löst.
Silikon
Die Herstellung von Elementen und Siliciumverbindungen kann durch Mischen von Siliciumdioxid und Koks (als Reduktionsmittel) und Erhitzen in einem Elektroofen bei 3.0000 ° C mit SiO 2 (1) + C (s) Si (1) + 2 CO erhalten werden (g) Reaktion.
Eisen
Die Herstellung von Eisenelementen und -verbindungen kann durch Strahlen in einer als Hochofen bezeichneten Vorrichtung erfolgen, die aus Ziegeln besteht, die sehr hitzebeständig sind. In diesem Ofen sind drei Arten von Materialien enthalten, nämlich mit Sand übersätes Eisenerz, Kalkstein (CaCO3) zum Binden von Verunreinigungen und Kohlenstoff (Koks) als Reduktionsmittel.
Kupfer
Kupfer wird durch ein pyrometallurgisches Verfahren aus Pyritkupfer extrahiert, dies beinhaltet einen Metallreduktionsprozess. Wo diese Extraktion die Schritte des Zerkleinerns und Konzentrierens, Röstens, Schmelzens oder Schmelzens und Bessemerisierens umfasst. Die Stufen sind:
- Kupfer wird aus Kupferpyrit gewonnen.
- Das Kupfer wird zuerst zerkleinert und dann filtriert.
- Das zerkleinerte Erz wird mittels eines sprudelnden Flotationsprozesses konzentriert.
- Das konzentrierte Erz wird in einem Nachhallofen mit freier Luftzufuhr geröstet.
- Das geröstete Erz wird mit Koks und Sand gemischt und dann in Gegenwart von Luft in einem Hochofen geschmolzen.
- Beim Schmelzen enthält die Schmelze hauptsächlich Kupfersulfid mit einer kleinen Menge Eisensulfid, das als matt bekannt ist, und wird in einen Bessemer-Konverter überführt.
- Im Bessemer-Konverter verfestigt sich das Metall und setzt Schwefeldioxidgas frei, was zu Blasen im Metall führt, die als Blasenkupfer oder Kupferblister bekannt sind.
- Anschließend wird 99% reines Kupfer, bekannt als Blisterkupfer, raffiniert. Weiterhin erfolgt die Reinigung durch elektrolytisches Raffinieren.
