ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Каустификация содового раствора из "Практикум по общей химической технологии" Каустификация содового раствора представляет собой основную операцию известкового способа получения едкого натра. Кроме того, каустификация является одной из стадий производства целлюлозы по сульфатному методу (при регенерации варочного раствора), в производстве глинозема по мокрому щелочному способу и др. Каустификация относится к типичным гетерогенным некаталитическим процессам, протекающим при невысокой температуре. [c.38] Процесс каустификация содового раствора служит характерным примером обратимого взаимодействия, идущего в кинетической области, в системе жидкость — твердое (Ж — Т). Ход реакции (а) определяется равновесием в этой многокомпонентной системе, причем направление и скорость реакции зависят главным образом от соотношения растворимостей наименее растворимых компонентов Са(0Н)2 и СаСОз, т. е. от концентраций ионов ОН и СО.Г в растворе. [c.39] Поскольку при каустификации в реакционной смеси всегда присутствует твердая фаза гидроокиси и карбоната кальция, то величины [СаСОд] и [ a(OH)2l постоянны и их можно включить в величину константы равновесия, т. е. [c.39] Выразив значение 10Н] и [СО3] через произведения растворимостей соответствующих веществ, получим значение константы равновесия в зависимости от растворимости гидроокиси и карбоната кальция, т. е. [c.39] Из выражения (I, 40) видно, что равновесие в рассматриваемой системе определяется исключительно соотношением растворимостей гидроокиси и карбоната кальция. Отсюда можно определить пути повышения равновесного выхода NaOH, называемого степенью каустификации. [c.39] Влияние температуры на процесс каустификации неоднозначно. Повышение температуры снижает константу равновесия и равновесную степень каустификации вследствие увеличения растворимости СаСОд с другой стороны, повышение температуры увеличивает скорость реакции, а также скорость отстаивания шлама карбоната кальция. Поэтому каустификацию ведут при повышенной температуре 80—100° С в реакторах-каустицерах, обогреваемых острым паром или при помощи змеевиков, по которым циркулирует пар. Каустицер представляет собой цилиндрический стальной резервуар диаметром около 4 л с мощной мешалкой, вращающейся со скоростью 40 об/мин. Шлам, состоящий в основном из СаСОд, для более полного извлечения едкого натра подвергают многоступенчатой противоточной промывке водой и слабыми оборотными растворами в батарее промывателей-декантеров с мешалками, уплотняющими шлам в нижней части аппарата, откуда он выводится. Осветленный раствор сливается из верхней части декантера. [c.40] В данной работе следует ознакомиться с процессом каустификации содового раствора и экспериментально изучить влияние различных факторов на степень каустификации. [c.40] При выполнении работы устанавливается 1) зависимость степени каустификации от концентрации соды в исходном растворе 2) зависимость скорости каустификации от температуры. По результатам работы строятся кривые зависимости степени каустификации от времени при различных температурах. [c.40] Лабораторная установка для каустификации содового раствора (рис. И) состоит из термостата 1, в который погружен каустицер 5, представляющий собой фарфоровый стакан с крышкой, в отверстие которой пропущена мешалка или трубка 6 для подвода сжатого воздуха (пневматическое перемешивание). Термостат заполнен водой, которая подогревается электронагревателем 2 и перемешивается мешалкой 4. Температура в термостате контролируется дублирующим термометром 7 и регулируется при помощи термометра сопротивления 3, включенного в схему регулирования. [c.40] Для проведения опыта приготовляют исходный содовый раствор, концентрация которого должна составлять 5—20 вес. %. Концентрация исходного раствора проверяется и точно устанавливается аналитически (см. стр. 42). [c.40] По окончании опыта мешалку выключают и каустицер вынимают из термостата. [c.41] Для определения степени каустификации отфильтровывают шлам, промывают осадок и определяют содержание NaOH и Naj Og отдельно в фильтрате и в промывных водах. [c.41] По полученным аналогичным данным рассчитывают степень каустификации для каждого опыта, а также выход едкого натра в процентах от теоретически возможного. (Примерный расчет степени каустификации приведен ниже.) Затем изображают графически зависимость степени каустификации от температуры или концентрации исходного содового раствора. [c.41] Методика анализов. Содержание Nag Og в исходном содовом растворе определяют титрованием. Для этого берут пипеткой 10 см анализируемого раствора в коническую колбу, добавляют 40—50 см дистиллированной воды и две-три капли метилового оранжевого и титруют 1 и. раствором соляной кислоты до перехода желтой окраски в розовую. Количество см НС1, израсходованное на титрование, эквивалентно количеству Naa Og. [c.42] Анализ фильтрата после каустификации и отделения шлама выполняют, не промывая шлама. Сначала замеряют объем фильтрата v, затем отбирают пробу 10 сл фильтрата в коническую колбу. Добавляют в колбу 50 см воды, две-три капли метилового оранжевого и титруют 1 н. НС1 до перехода желтой окраски в розовую. Количество сл НС1 v , израсходованное на титрование пробы, отвечает общей щелочности. [c.42] При дальнейшем титровании пробы соляной кислотой определяется количество ионов ОН , эквивалентное первоначальному содержанию едкого натра в пробе. К пробе после осаждения карбоната добавляют несколько капель фенолфталеина и тотчас же титруют 1 н. раствором соляной кислоты. Количество сл Ua, израсходованное на титрование пробы, отвечает содержанию NaOH в пробе. [c.42] Концентрация исходного раствора = 1,9-53= 101 г/л. [c.43] На титрование 10 см фильтрата, общий объем которого составляет 300 см , в присутствии метилоранжа израсходовано 25 см 1 н. раствора НС1 (т = 0,95), а на титрование 10 того же фильтрата после осаждения Na.j Og раствором Bada —21 см НС1. [c.43] Вернуться к основной статье