За продолжительные столетия человечество накопило довольно много нужных сведений из области химии. Но ни химической науки, ни науки о химических производствах — химической разработке не существовало до тех пор, пока не были открыты фундаментальные законы химии — закон сохранения массы веществ, атомно-молекулярная теория. Это случилось во второй половине XVIII и начале XIX в. Открытию этих законов человечество обязано отечественному великому соотечественнику М. В. Ломоносову, выдающемуся французскому химику Лавуазье, британцу другим учёным и Дальтону. Теория озарила броским светом множество разрозненных фактов и открыла дорогу новым и дальнейшим экспериментам теоретическим открытиям в области химии. Особенно принципиально важно было открытие периодического закона Д. И. Менделеевым и структурной теории А. М. Бутлеровым. Опираясь на развивающуюся химию, формировалась и химическая разработка. Существенно стремительнее, чем раньше, создавались новые химические производства, совершенствовались химическая аппаратура, автомобили химического производства. Познакомимся с некоторыми самые важными достижениями химической разработке в исторической последовательности.
Неприятность СОДЫ
Во второй половине XVIII в. Западная Европа вступила во время стремительного промышленного развития. Заметно увеличивалось население, росли города. Потребовалось больше обуви и одежды, а поэтому — химических продуктов, используемых в производстве кожи и тканей — соды, красителей и др. Сода нужна кроме этого при производстве мыла, стекла. В конце XVIII в. чувствовался резкий ее недочёт.
В отличие от вторых натриевых солей, и в особенности от хлористого натрия, соды в природе мало. Она содержится в некоторых природных водах — в озерах Египта, Калифорнии, Китая, Сибири. Залежи природной соды немногочисленны. Помимо этого, кое-какие растения, произрастающие на морских берегах, концентрируют натрий, и исходя из этого зола этих растений содержит соду. Из этих-то источников и приобретали раньше соду. Она была дорогой и слишком мало чистой. В то время, когда потребность в ней увеличилась, пригодились новые методы ее получения, новые виды сырья. В качестве сырья возможно было применять каменную соль. Но как перевоплотить ее в соду, как заменить атомы хлора на группу СО3?
Отрасли химической индустрии
В конце XVIII в. Парижская академия наук заявила конкурс на лучший метод получения соды. Лучшим был признан метод Леблана, по которому хлористый натрий сперва превращали действием серной кислоты в сернокислый натрий (попытайтесь составить уравнение данной и следующих реакций); после этого сернокислый натрий восстанавливали углем в сернистый натрий и в один момент действием известняка (углекислого кальция) превращали сернистый натрий в углекислый, т. е. в соду. Процесс был сложный, но однако он взял весьма широкое распространение и использовался в течение практически всего XIX в. Данный первый пример из истории современной химической индустрии наглядно показывает наиболее значимую изюминку химических способов производства — возможность неограниченного производства продуктов из распространенного в природе сырья.
РАЗВИТИЕ ПРОИЗВОДСТВА СЕРНОЙ КИСЛОТЫ
Присмотритесь к составленным вами уравнениям реакций. Какое еще сырье, не считая хлористого натрия, нужно для данного производства? Серная кислота, известняк и уголь. В случае, если последние два природа предоставляет нам в готовом виде, то серную кислоту необходимо готовить на фабриках, сжигая серу либо серный колчедан (FeS2). Дабы развить производство соды много, пригодилось усовершенствовать уже давно открытый метод производства серной кислоты при участии окислов азота, а основное — быстро расширить масштабы производства. Так в большинстве случаев и не редкость в химической индустрии — организация производства какого-либо нового химического продукта связана с созданием последовательности новых производств.
ОТБРОС ЛИ ХЛОРИСТЫЙ ВОДОРОД?
Обратимся еще раз к нашим реакциям и ответим на вопрос: лишь ли сода получалась на фабриках, трудившихся по методу Леблана? Выясняется, наровне с главным продуктом — содой — получались попутные (их довольно часто именуют побочными, а если они не находят применения, то отходами либо отбросами). Но отброс ли хлористый водород? В первые годы работы содовые фабрики вправду выбрасывали его в воздух. Соединяясь с водяными парами, он образовывал соляную кислоту. На заводе и в окрестностях создавались совсем невыносимые для человека и всего живого условия. Было нужно вмешаться кабинетам министров, каковые запретили производить хлористый водород в воздух. Тогда-то и были отысканы методы превращения его в полезнейшие вещества, владеющие белящими особенностями, к примеру хлорную известь.
Приобретали ее так. Хлористый водород окисляли в присутствии катализаторов кислородом воздуха, а появившимся хлором действовали на гашеную известь. Так ненужный отброс содового производства превратился в превосходное сырье.
Данный пример опять знакомит нас с неспециализированной закономерностью, характерной для химического производства. Могущество химии проявляется в том, что она позволяет превращать как словно бы никуда не пригодные материалы в полезнейшие продукты.
СОСТЯЗАНИЕ В ПРОЧНОСТИ
В случае, если из разных материалов приготовить проволочки и нити однообразного сечения, к примеру в 1 мм2, а после этого привешивать к ним гири , пока проволочки и нити не оборвутся, возможно будет сравнить прочность разных материалов. Проволочка из свинца выдерживает всего двухкилограммовую гирю, бронзовая — 40 кГ, простая металлическая — 55, шелковая нить — такую же тяжесть, а нить из синтетического волокна капрона целых 85 кГ.
На данный момент соду приобретают ка фабриках По другому методу, созданному бельгийскими инженерами братьями Сольве примерно сто лет назад. По методу Сольве поваренная соль преобразовывается в бикарбонат натрия (NaHC03), что при нагревании разлагается с образованием соды. Отпадает потребность в серной кислоте. Цена соды при новом методе ее производства оказалась многократно меньше, чем при методе Леблана. Ясно, что метод Сольве в маленькое время вытеснил ветхий — леблановский.
Но так как производство соды было связано с получением последовательности вторых, не меньше серьёзных, продуктов — соляной кислоты, хлора, хлорной извести и др. Эти продукты начали получать на фабриках кроме этого новыми, более идеальными методами, в базе которых лежит процесс электролиза. Пропуская через водный раствор поваренной соли электрический ток, приобретают в конечном итоге очень важные продукты — едкий натр, водород и хлор. Хлор применяют для производства хлорной извести, для получения разнообразных органических веществ.