حقائق مثيرة للاهتمام حول الأحماض الكربوكسيلية. قد يكون هذا مثيرا للاهتمام. الأوساخ ومكافحة الأوساخ

التكنولوجيا والطبيعة

الأوساخ ومكافحة الأوساخ

قصة كيف تم تحويل الزوان الحمضي الناتج عن نفايات تكرير النفط وملوثات الهواء إلى وسيلة لحماية البيئة

مرشح العلوم الكيميائية A. I. NEKHAEV

لقد قيل بحق: لا يوجد قذارة في الكيمياء؛ الأوساخ مادة، في أغلب الأحيان خليط من المواد، في غير مكانها. إن تاريخ القطران الحمضي - لسوء الحظ، منتجات تكرير النفط المنتشرة على نطاق واسع - هو تأكيد آخر على ذلك. سوف تفهم لماذا "للأسف" بعد قليل، تمامًا كما ستكتشف (من لا يعرف) أي نوع من الطيور هو هذا القطران الحمضي. ليس طائر السعادة أزرق، بل طائر أسود...

لنبدأ قصتنا بمادة أكثر شعبية بما لا يقاس من كل القطران مجتمعة. أطلق عليه الكيميائيون اسم زيت الزاج، ونحن نسميه حمض الكبريتيك.

لماذا يحتاج الكيميائيون إلى حمض الكبريتيك؟

هذا الحمض ليس مادة شائعة للغاية فحسب، بل هو أيضًا مادة مهمة للغاية. وليس من قبيل الصدفة أن يكون حجم إنتاجها بمثابة أحد مؤشرات الإمكانات الاقتصادية للبلاد.

يتم الآن إنفاق معظم حمض الكبريتيك على إنتاج الأسمدة المعدنية، ولكنه ضروري تقريبًا بنفس القدر لجميع القطاعات الفرعية الأخرى للصناعة الكيميائية. وليس فقط المواد الكيميائية: صناعة المعادن والنسيج والجلود والصناعات الغذائية لا يمكنها الاستغناء عن حمض الكبريتيك. وصناعات تكرير النفط والبتروكيماويات ليست استثناءً: فهي تستهلك حمض الكبريتيك على نطاق واسع إلى حد ما ولأغراض مختلفة. وهنا بعض الأمثلة.

المنظفات الاصطناعية الأكثر شيوعًا (CMC) اليوم هي أمينية نشطة. وهذا يعني أن مبدأها النشط موجود في أنيون - في أغلب الأحيان في أنيون من التركيبة HSO 3 - والذي جاء إلى CMC من حمض الكبريتيك، وهو الأرخص والأكثر سهولة في الوصول إليه. على سبيل المثال، يتم تحويل زيت الخروع من مادة تترك البقع إلى منظف بواسطة حمض الكبريتيك. في الوقت الحاضر، من أجل الحصول على CMC عالي الجودة، عادة ما لا يكون ذلك طبيعيًا، ولكن المواد الخام الاصطناعية (ألكيل بنزين) المسلفنة، وأرخص CMC للاحتياجات الفنية تم الحصول عليها ويتم الحصول عليها عن طريق كبريتة الكيروسين وأجزاء زيت الغاز من النفط.

مثال آخر. ما يقرب من خمس جميع المنتجات البتروكيماوية هي من الكحول. الطريقة الأكثر شيوعًا لإنتاج الكحوليات، بما في ذلك الكحول الإيثيلي، هي ترطيب الأوليفينات بحمض الكبريتيك. والذي يتطلب مرة أخرى حمض الكبريتيك. مثال آخر. تم تصميم محرك السيارة الحديث للبنزين عالي الأوكتان. إن العامل الكلاسيكي المضاد للخبط رباعي إيثيل الرصاص يصبح شخصًا غير مرغوب فيه لأنه يسمم الغلاف الجوي. في الوقت الحاضر، تتم محاولات لزيادة رقم أوكتان البنزين باستخدام عمليات الألكلة. ونتيجة لهذه العمليات يتم الحصول على جزيئات هيدروكربونية متفرعة. يتم إضافتها إلى البنزين لزيادة رقم الأوكتان، وما زال محفز الألكلة هو حمض الكبريتيك. دعونا نحذف حالات أخرى لاستخدام حمض الكبريتيك كمحفز للعمليات البتروكيماوية بسبب عدم أهميته - عدم أهمية حجم الاستهلاك. يتم استخدامه أكثر بكثير لتنقية المنتجات البترولية: الوقود والزيوت والبارافين. يزيل الحمض الهيدروكربونات غير المشبعة والعطرية والمواد الراتنجية ومركبات الكبريت والنيتروجين من الزيت - كل ما يقلل من ثبات الوقود والزيوت أثناء التخزين، ويضعف أدائها ورائحتها ولونها. تعد تنقية المنتجات البترولية بحمض الكبريتيك هي الطريقة الأقدم والأبسط من الناحية التكنولوجية. ولكن في الوقت نفسه، هذه طريقة متخلفة: هناك خسائر كبيرة في مكونات الزيت القيمة، ويؤدي الحمض إلى تآكل المعدات، والأهم من ذلك، يتم إنشاء الكثير من النفايات، والتي تسمى مجتمعة القطران الحمضي. ولهذا السبب، يتم الآن استبدال طرق التنظيف بحمض الكبريتيك (ولكن ليس بشكل كامل) بطرق أكثر تقدمًا، مثل المعالجة الهيدروجينية للوقود أو معالجة الزيوت بمذيبات انتقائية. تتم الآن معالجة حوالي 90% من إنتاج النفط في العالم بهذه الطريقة. ومع ذلك، دعونا نتذكر حجم الإنتاج الهائل: خلف العشرة بالمائة المتبقية تكمن آلاف الأطنان من H2SO4. لا تزال تنقية الزيوت الأكثر قيمة - الهيدروليكية، والفراغية، والعازلة الكهربائية - موثوقة فقط بحمض الكبريتيك.

وبالتالي، فإن موقف حامض الكبريتيك في تكرير النفط والبتروكيماويات لا يزال قويا للغاية. وإذا كان الأمر كذلك، فإن كمية القطران الحمضي تستمر في النمو.

مصير النفايات

كتلة لزجة سوداء تحتوي على ما يصل إلى 70٪ من H 2 SO 4 بالإضافة إلى المركبات العضوية الأولية وأحماض الكبريتيك الألكيل ومنتجات الكبريتات الأخرى، بالإضافة إلى الراتنجات والبوليمرات - كل هذا هو القطران الحمضي. مكوناتها مرتبطة جزئيًا كيميائيًا، ومختلطة جزئيًا، ومن الصعب للغاية فصلها.

كما هو معروف، فإن درجة استخدام نفايات الإنتاج بمثابة مؤشر لتطور الصناعة ومقياس لثقافة الإنتاج. حتى وقت قريب، كان التخلص من القطران الحمضي يعتبر أمرا ميئوسا منه. لا يمكن إلقاء هذه النفايات في الأنهار حتى بعد تحييدها بشكل كامل: فهي تتحلل ببطء وتستغرق وقتًا طويلاً. أسهل طريقة هي حرق القطران الحمضي المشؤوم عن طريق إذابته أولاً، على سبيل المثال، في وقود الغلايات. لكن هذا ليس حلاً أيضًا: تتشكل غازات المداخن التي تحتوي على نسبة كبيرة من ثاني أكسيد الكبريت، وفي هذه الحالة سيكون تأثير القطران الحمضي على المحيط الحيوي سلبيًا للغاية.

ولهذا السبب، تم سكب القطران الحمضي على مدى عقود عديدة في أحواض تخزين ضخمة. وغني عن القول أن هذه البرك نفسها ومحيطها المباشر لا حياة فيه. "ولا يطير إليها طير، ولا يأتي حيوان، إلا زوبعة سوداء..." تحمل بعيدًا رائحة ثاني أكسيد الكبريت الحادة الممزوجة بمواد عضوية لا تقل "عطرية". هذا هو التحلل التدريجي للقطران الحمضي في أحواض التخزين.

كان من المستحيل تحمل خسارة لا يمكن تعويضها من الأحماض والمواد العضوية، ناهيك عن التلوث البيئي. نجح حمض الكبريتيك في تنظيف العديد من الأطعمة لسنوات عديدة. الآن نشأ السؤال. لتنظيفه وفي نفس الوقت توليد الدخل من النفايات.

مسار طبيعي: من أجل الاستفادة بطريقة ما من القطران الحمضي، يجب عليك أولاً تقسيمه إلى مكونين رئيسيين على الأقل - مادة عضوية وحمض الكبريتيك. قد تكون أبسط أداة لهذا الفصل هي بخار الماء. الخليط المعالج به طبقي. الطبقة العليا عبارة عن مادة عضوية مع آثار من الحمض، والطبقة السفلية عبارة عن حمض أسود مخفف. يمكن تركيز الحمض المستهلك أو استخدامه حيث يمكن للحمض الضعيف أن يقوم بهذه المهمة، كما هو الحال في إنتاج كبريتات الأمونيوم أو السوبر فوسفات، في صناعة الجلود أو لتحلية التربة المالحة.

الاختيار صغير نسبيًا، خاصة وأن كل صناعة من الصناعات المدرجة تفضل على الأقل حمضًا نقيًا تقنيًا. هناك طلب أكبر على H 2 SO 4 المركز، ولكن ليس من السهل إزالة الماء الزائد من الحمض. الإنتاجية منخفضة، والمعدات تتآكل، والأهم من ذلك، من الضروري أولاً إزالة بقايا المواد العضوية، والتي عند تبخرها تتحلل إلى 40٪ من الحمض. لذلك اتضح أن اللعبة لا تستحق كل هذا العناء.

لكن كل سحابة لها جانب مضيء. لقد أثبت التحلل الحراري للحمض القذر أنه خيار مربح. ينقسم حمض الكبريتيك "لكي يموت ويتجسد" إلى نفس حمض الكبريتيك. منتج التحلل - ثاني أكسيد الكبريت - ضروري لاستخراج السليلوز من رقائق الخشب، وكمادة حافظة عند تخزين الفاكهة، والأهم من ذلك - يستخدم ثاني أكسيد الكبريت لإنتاج حمض الكبريتيك. قوية ونظيفة ومناسبة لأي مهمة.

ولكن ما فائدة المكون الثاني للقطران الحمضي – المادة العضوية “اللزجة” السوداء –؟ ويمكن حرقه كوقود للغلايات. ولكن هذا سيكون وقودا سيئا: فهو يحتوي على الكثير من الكبريت، وسوف يؤدي إلى فحم الكوك عن طريق الحقن بسرعة. عند تسخينه يمكن معالجة الجزء العضوي من القطران الحمضي بالهواء وبالتالي تحويله إلى قار. كان البيتومين أول منتج بترولي يقع في أيدي الإنسان (منذ 3800 قبل الميلاد!). منذ العصور القديمة، تم استخدام خصائصه المقاومة للماء والقابضة والمطهرة في البناء والطب وتحنيط الجثث. اليوم، يتم استخدام كميات هائلة من البيتومين لبناء المباني والطرق، ولحماية الهياكل المعدنية من التآكل. الطلب على البيتومين يفوق العرض. إن الحصول عليه من القطران الحمضي مفيد بشكل مضاعف: حيث يتم تحويل الأوساخ الأكثر ضررًا إلى المنتج المطلوب...

مجلة "الكيمياء والحياة" العدد 10 لسنة 1978.

ينتمي إلى الأدوية الأساسية الفردية ذات التأثير الضعيف. تتميز بنقص اللون والرائحة النفاذة. الدواء استرطابي ويتميز بالقدرة على التفاعل مع العديد من أنواع المذيبات ويتحد بشكل جيد مع المواد العضوية والغازات. عند تفاعلها مع المعادن النشطة تتكون أملاح، وعندما تنخفض درجة الحرارة إلى -16 درجة مئوية تتحول إلى كتلة بلورية.

طرق وطرق الحصول عليها

إحدى الطرق الصناعية لإنتاج حمض الأسيتيك هي استخدام المحفزات لأكسدة أكسجين الأسيتالديهيد. تحدث العملية عند ارتفاع الضغط ودرجة الحرارة. اعتمادًا على التكنولوجيا، يمكن استخدام محفزات المنغنيز أو الروديوم أو الكوبالت. بالنسبة لصناعة الأغذية في إنتاج حمض الأسيتيك، يتم استخدام طريقة التحفيز الحيوي باستخدام الإنزيمات من بكتيريا حمض الأسيتيك والسوائل التي تحتوي على الإيثانول.

تم اكتشاف المادة في العصور القديمة بسبب انتهاك تكنولوجيا صناعة النبيذ. تم استخدام الخل المتكون في النبيذ الحامض في الحياة اليومية، وبدأ استخدام الحمض كتوابل طعام ودواء ومذيب عضوي.

يوجد في الطبيعة الكثير من الأحماض ومركباتها الكيميائية المختلفة. لديهم تأثير نشط على العالم كله من حولهم.

فيما يلي بعض الحقائق المثيرة للاهتمام حول الأحماض.

بحيرة الموتيقع في صقلية ويسمى " ميت" ولا تنمو النباتات بالقرب من شواطئ البحيرة، ولا تعيش هناك الأسماك أو الكائنات الحية الأخرى، ولا تطير الطيور هناك أبدًا. أي شخص يسقط بالخطأ في البحيرة يموت على الفور. إذا قمت بإنزال يدك في البحيرة لبضع ثوان، فسوف يتحول جلد يدك إلى اللون الأحمر على الفور، ويصبح مغطى بالبثور، ويبدأ في التقشر، مما يؤدي إلى كشف الأنسجة العضلية. هل تعتقد أن هذه قصة فيلم رعب؟ لا، هذه صورة حقيقية من الحياة.

وسوف يحدث هذا لأن البحيرة ليست أكثر من خزان حمض الكبريتيك الخطير العدواني. وفي عام 1999، وجد الباحثون، بعد دراسة مضنية وخطيرة لقاع هذه البحيرة، أن هذا الحمض يأتي من مصدرين تحت الأرض.

ومن المعروف أيضًا أن المافيا في صقلية تغرق ضحاياها دائمًا في هذه البحيرة وبعد فترة قصيرة لا يبقى لهم أي أثر.

حقائق أكثر إثارة للاهتمام حول الأحماض. ومن الغريب أن الحمض يمكن أن يساعد في مكافحة هذه العادة السيئة مثل التدخين. ابتكر موظفو المركز الطبي بجامعة ديوك (الولايات المتحدة الأمريكية) طريقة فريدة تمامًا للتخلص من هذه العادة.

في الوقت الحاضر، يتم استخدام طرق مختلفة لهذا الغرض، ونتيجة لذلك يدخل النيكوتين المنقى (بدون مواد ضارة مختلفة في شكل مواد مسرطنة، قطران عدواني وأول أكسيد الكربون) مباشرة إلى الدم. للقيام بذلك، يستخدمون البقع المشربة والعلكة وأجهزة الاستنشاق.

وتقترح التقنية التي طورها الباحثون استخدام خصائص مركبات النيكوتين وحمض البيروفيك المتكونة في جسم المدخن. تفاعل هذين المكونين ينتج مركب النيكوتين البيروفات. يدخل هذا المركب إلى رئتي المدخن. وتجري حاليًا الاختبارات النهائية للمنتج الجديد، وبعد ذلك سيكون متاحًا للجميع.

حقائق تاريخية مثيرة للاهتمام تتعلق بالأحماض العضوية: في عام 1714، بموجب مرسوم من بيتر الأول، تم إنشاء حديقة صيدلية في سانت بطرسبرغ. تمت زراعة النباتات الطبية هناك، وتزويد الصيدليات بها أو تحويلها إلى أدوية. لذا فإن وضع أوراق أحد هذه النباتات في الحليب يحميه من الحموضة. اللحوم والأسماك الطازجة المخزنة مع هذا النبات تدوم لفترة أطول. ويمكن الحصول على صبغة صفراء من جذوره. ويمكن استخدام الألياف لصنع شباك لا تتعفن في الماء. تعتبر الأوراق أساساً لا ينضب لخيال ربة المنزل في تحضير طعام صحي ومفيد. نحن نعرف هذا النبات من قصة أندرسن الخيالية. التجربة الشخصية مع هذا النبات يمكن أن تجعلك تبكي. وأخيرًا، حتى الأعمى يمكنه التعرف على هذا النبات. هذا...اسم هذا النبات!

الصورة 7 من العرض التقديمي "الأحماض الكربوكسيلية وخصائصها"لدروس الكيمياء في موضوع "الأحماض الكربوكسيلية"

الأبعاد: 960 × 720 بكسل، التنسيق: jpg. لتنزيل صورة مجانية لدرس الكيمياء، انقر بزر الماوس الأيمن على الصورة ثم انقر على "حفظ الصورة باسم...". لعرض الصور في الدرس، يمكنك أيضًا تنزيل العرض التقديمي بأكمله مجانًا "الأحماض الكربوكسيلية وخصائصها.pptx" مع جميع الصور في أرشيف مضغوط. حجم الأرشيف هو 519 كيلو بايت.

تنزيل العرض التقديمي

الأحماض الكربوكسيلية

"الخصائص الكيميائية للأحماض الكربوكسيلية" - اسم الأحماض الكربوكسيلية. هيكل مجموعة الكربوكسيل. صيغ الأحماض الكربوكسيلية. مهمة. الخواص الكيميائية للأحماض الكربوكسيلية. المجموعة الوظيفية. الأحماض الكربوكسيلية. حمض الصفصاف. الخواص الكيميائية. أسماء تافهة للأحماض الكربوكسيلية. الخواص العامة للأحماض الكربوكسيلية الطريق إلى المعرفة.

"أمثلة على الأحماض الكربوكسيلية" - حمض الفورميك. حمض الاسيتيك. حمض فاليريك. الخواص الكيميائية للأحماض الكربوكسيلية. حامض دهني. دراسة الهيكل. أنها تشكل الأثيرات. حمض الليمون. الأحماض الكربوكسيلية. الأحماض. مؤشر. هذه هي المواد العضوية. تصنيف الأحماض الكربوكسيلية. حمض الأكساليك.

"الأحماض الكربوكسيلية وخصائصها" - حقائق تاريخية مثيرة للاهتمام تتعلق بالأحماض العضوية. تصنيف. خوارزمية لكتابة صيغ الأحماض الكربوكسيلية. حمض الميثيلبنتانويك. الصيغة الهيكلية لمجموعة الكربوكسيل. أي حمض أقوى؟ أسماء الحمض. الأحماض الكربوكسيلية. حمض الإيثانويك أو حمض الخليك. الخصائص الفيزيائية للأحماض الكربوكسيلية.

"الحد من الأحماض الكربوكسيلية أحادية القاعدة" - الأحماض الكربوكسيلية أحادية القاعدة. الخصائص الفيزيائية. هيكل وتسميات الأحماض الكربوكسيلية المشبعة. الأحماض الكربوكسيلية. ذرة الكربون. الأحماض الكربوكسيلية الأحادية المشبعة. المواد الغازية. أنواع الايزومرية. تاريخ الاكتشاف. حمض الفورميك. تسمية الأحماض الكربوكسيلية. أسماء تافهة.

"الأحماض الكربوكسيلية المشبعة" - كرر تعريف الأحماض الكربوكسيلية. تسميات الاسترات. خلات النحاس . خلات الأيزوبوتيل. حدد صيغة الحمض الكربوكسيلي. ذرة الكربون. الكلمات المتقاطعة على الأحماض الكربوكسيلية. أسماء تافهة. الخواص الكيميائية للأحماض الكربوكسيلية. الإيثان. تحضير الأحماض الكربوكسيلية. مهمة ضبط النفس.

"فئات الأحماض الكربوكسيلية" - سلسلة متجانسة من الأحماض. حمض التفاح. تصنيف الأحماض الكربوكسيلية حسب طبيعة الجذر الهيدروكربوني. المجموعة الوظيفية. تحضير الأحماض الكربوكسيلية. تطبيق الأحماض الكربوكسيلية. إيزومرية الأحماض الكربوكسيلية. تصنيف الأحماض الكربوكسيلية. ممثلو الأحماض الكربوكسيلية أحادية القاعدة.

هناك 19 عرضا في المجموع