exploders.info - Портал по взрывчатым веществам и пиротехнике
АВТОРИЗАЦИЯ
ЛОГИН:
ПОРОЛЬ:
Автор: СЭП
2013-07-15 [#41661]

- Получение конц. АК (путём отгонки её из смеси нитрата щелочного металла с конц. СК под вакуумом).

Форум: Хим. реактивы

- Получение конц. АК (путём отгонки её из смеси нитрата щелочного металла с конц. СК под вакуумом). Конкретно речь ниже пойдёт о получении конц. АК путём её отгонки из смеси конц. СК и NaNO3 под пониженном давлении... Перед тем как начать читать далее курим это: http://www.exploders.us/forum/3/40674.html Т.к. описываемый ниже процесс практически ни чем не отличается от процесса описанного по вышеприведённой ссылке, мя буду краток... Конструктив девайса в данном случае точно такой же, как и в методе, описанной по ссылке выше. Порядок действий практически такой же, как и меры по ТБ, и т.д. и т.п. Итак, поехали... Процесс проводили зимой; Темп. в.в. = 6-7 Ц; Давление в.в. = 3-4 ат; Разряжение по ходу процесса поддерживали в пределах от -0,80 ат до -0,95 ат (в основном около -0,90 ат); Изначально по ходу работы придерживался по вопросу загрузок методой из книги: "Лабораторные методы получения чистых газов" авт. Ф.М.Рапопорт, А.А.Ильинская, М. 1963 г., стр. 209-210. Копипаст этой методы находится в произведении Карякина и Ангелова (Чистые хим. в-ва)... Далее по ходу работы руководствовался своим мозгом :) Итак, загрузки были выбраны такие: СК (96% мас.д.) = 403 мл = 740 г = 710 г (в пересчёте на 100%-ную СК); NaNO3 (ЧДА) = 215 г* * NaNO3 был предварительно измельчён с ступке (т.к. были комки) и просушен с сушильном шкафу в течении 4 часов при 120-130 Ц. Химизм и расчёты: 215 г-------х*--------х** NaNO3 + H2SO4 = HNO3 + NaHSO4 (сей сабж нам нах не нужен, поэтому считать его не будем) 85-----------98--------63 х* = 247,9 г (в пересчёте на 100%-ную СК, все расчёты всегда делаются только на чистое 100%-ное вещество, а уже потом, если это нужно пересчитываются, далее писать об этом не буду); х** = 159,4 г (100%-ной АК). Т.е. исходя из данных загрузок теоретически мы должны получить 159,4 г 100%-ной АК... Ход (кратко): В куб объёмом 1 л было загружено 215 г сухого NaNO3 и добавлено 740 г (403 мл) 96%-ной СК предварительно охлаждённой в морозилке до -10 Ц. NaNO3 при этом частично р-рился, но в основном скомковался в один большой комок. Вставили в куб капилляр и начали процесс... В результате получили: Ф№1 = 4 г (99,9 % мас.д.) - предгон, его слили в сартир; Ф№2 = 149 г (99,9 % мас.д.) - основная фракция (герметично закрыли и убрали в морозилку на хранение); Полученная АК была прозрачной и не содержала ноксов, при 20 Ц имела плотность между 1,512 г/мл и 1,513 г/мл, что соотв. 99,77-100,0%, но т.к. плотность была ближе к отметке 1,513 г/мл, чем к 1,512 г/мл, то мя приравнял концентрацию к 99,9% мас.д., что будет ближе к истине... Потери по АК составили: 159,4-(149+4) = 6,4 г (весьма приемлемые потери)... Выливать содержимое куба в толчёк было бы беспределом поскольку по данной методе/загрузкам от Рапопорта и Ко :) СК бралась в значительном избытке по отношению к NaNO3: Было взято 710 г СК (незабываем, что это в пересчёте на 100%-ную СК), на реакцию с 215 г NaNO3 ушло всего лишь 247,9 г СК, отсюда имеем избыток по 100%-ной СК = 710-247,9 = 462,1 г !!! Естественно СК было решено полнее (по максимуму) использовать... Итак, исходя из того, что мы имеем в р/м ещё 462,1 г СК проводим расчёт: х*---------462,1 г------х** NaNO3 + H2SO4 = HNO3 85-----------98--------63 х* = 400,8 г (столько NaNO3 мы можем ещё добавить, что бы полностью истратить 462,1 г СК); х** = 297,1 г 100%-ной АК (столько АК мы сможем теоретически получить, если добавим к СК 400,8 г NaNO3)... Но добавлять такое кол-во NaNO3 разом естественно нельзя по ряду причин... Было решено добавить в куб 164,5 г* NaNO3 и снова провести вакуумную отгонку АК... * Если интересно почему именно 164,5 г NaNO3, поясняю = потому что именно столько у мя оставалось сухого и измельчённого NaNO3, а сушить и измельчать ещё одну порцию NaNO3 у меня не было ни времени (на тот момент) ни желания, поэтому и взял только 164,5 г... Итак, что имеем исходя из расчётов: 164,5 г-----х*---------х** NaNO3 + H2SO4 = HNO3 85-----------98--------63 х* = 189,7 г (100%-ной СК - пойдёт на р-цию с 164,5 г селитры); х** = 121,9 г (100%-ной АК должно теоретически получиться из 164,5 г селитры); Т.е. исходя из данных загрузок теоретически мы должны получить 121,9 г 100%-ной АК... Ход (кратко): Перед тем как добавить новую порцию NaNO3 (164,5 г), содержимому куба дали смальца остыть... Как только это произошло в куб загрузили 164,5 г сухого NaNO3. Начали процесс... В результате получили: Ф№3 = 3 г (99,8 % мас.д.) - предгон, его слили в сартир; Ф№4 = 112 г (99,8 % мас.д.) - основная фракция (герметично закрыли и убрали в морозилку на хранение); Полученная АК была прозрачной и не содержала ноксов, при 20 Ц имела плотность около 1,512 г/мл что соотв. 99,77%, но т.к. плотность была чуть больше отметки 1,512 г/мл, мя приравнял концентрацию к 99,8%. Потери по АК составили: 121,9-(3+112) = 6,9 г. Поскольку в кубе у нас осталось ещё: 462,1 - 189,7 = 272,4 г СК (в пересчёте на 100%-ную) Было решено "добить" её до талого :) Что бы полностью истратить всю СК нужно к ней добавить: 400,8-164,5 = 236,3 г NaNO3 Но добавлять такое кол-во селитры нежелательно по нескольким причинам, например потому что: - АК получится не максимальной концентрации из-за воды, которую уже ничего не будет держать в кубе (т.к. вся серка пойдёт на реакцию); - если это сделать, то в конце перегонки мы получим практически сухой монолитный кусок из гидросульфата, который потом придётся пол дня вымывать из колбы. Поэтому желательно оставить небольшой избыток СК в кубе, она будет и воду удерживать и облегчит нам в дальнейшем вымывание гидросульфата из колбы... На данные объёмы содержимого куба было решено оставить избыток СК = 80 г (в пересч. на 100%-ную СК)... Получается, что мы можем истратить на реакцию с NaNO3 всего 272,4-80 = 192,4 г СК Посчитаем: х*----------192,4 г-----х** NaNO3 + H2SO4 = HNO3 85-----------98--------63 х* = 166,9 г (столько мы можем взять NaNO3); х** = 123,7 г (100%-ной АК должно теоретически получиться из 166,9 г селитры); Т.е. что мы имеем: Добавляем в куб 166,9 г селитры, получаем 123,7 г 100%-ной АК (теоретически), при этом в кубе остаётся избыток СК = 80 г. Далее отгонку АК было решено проводить под атмосферным давлением. Решили так по двум причинам: 1 = давление в.в. начало сильно скакать (с утра у мя всегда так), соответственно и разряжение в системе тоже; 2 = были опасения что ближе к концу процесса содержимое куба закристаллизуется и перегонка остановится (т.к. под вакуумом процесс проводится при невысоких температурах). Ход (кратко): Перед тем как добавить новую порцию NaNO3 (166,9 г), содержимому куба дали смальца остыть... Как только это произошло в куб загрузили 166,9 г сухого NaNO3. Капилляр удалили, вместо него в куб закинули кипелки. Заменили масляную баню на песчаную. Начали процесс... В результате получили: Ф№5 = 3,5 г (система 99-100%-ная АК + N2O4) - предгон, его слили в сартир; Ф№6 = 114,4 г (система 99-100%-ная АК + N2O4) - основная фракция (герметично закрыли и убрали в морозилку на хранение); Потери по АК составили: 123,7-(3,5+114,4) = 5,8 г. Некоторые детали процесса: 1) Во время вакуумной отгонки "центром" кипения являлся не вакуумный капилляр, а комок не растворившейся селитры, который медленно р-рялся по ходу перегонки. Причём этот комок полностью р-рялся как раз к самому концу процесса. Вакуумный капилляр же начинал работать как только этот комок полностью р-рялся. Это происходило из-за наличия воздуха внутри этого комка... В общем есть мысля попробовать в следующий раз провести вакуум отгонку (из смеси конц. СК и NaNO3) вообще без капилляра = думаю что всё получится (а вот если отгонять азотку из смеси конц. СК и разб. АК, этот фокус не прокатит точно, т.к. без капилляра будет отсутствовать центр кипения = источник воздуха и как следствие этого кипение (а точнее вскипание) будет периодическим и взрывообразным с сильными толчками; 2) Во время отгонки АК при атмосферном давлении смесюга в кубе весьма сильно пенится - это надо учитывать при выборе загрузок/объёма куба. А так же нужно помнить золотое правило вакуумной перегонки = сперва создаём нужное разряжение и только после этого включаем нагрев куба, но не наоборот !!! Мя не раз это правило нарушал и обычно во всех случаях это заканчивалось не так как хотелось бы :) Теперь подведём итоги замута: Всего было взято: СК (96% мас.д.) = 403 мл = 740 г = 710 г (в пересчёте на 100%-ную СК); NaNO3 (ЧДА) = 215+164,5+166,9 = 546,4 г Общий расчёт: 546,4 г-------х*--------х** NaNO3 + H2SO4 = HNO3 85-----------98--------63 х* = 630 г (СК в пересчёте на 100%-ную нужно для реакции с 546,4 г селитры); х** = 405 г (столько 100%-ной АК теоретически д.б. получиться из 546,4 г селитры); Избыток по СК = 710-630 = 80 г (в пересчёте на 100%-ную СК); Всего было получено: Ф№1 = 4 г (99,9 % мас.д.) - предгон, его слили в сартир; Ф№2 = 149 г (99,9 % мас.д.) - основная фракция; Ф№3 = 3 г (99,8 % мас.д.) - предгон, его слили в сартир; Ф№4 = 112 г (99,8 % мас.д.) - основная фракция; Ф№5 = 3,5 г (система 99-100%-ная АК + N2O4) - предгон, его слили в сартир; Ф№6 = 114,4 г (система 99-100%-ная АК + N2O4) - основная фракция. Для удобства расчётов принимаем концентрацию полученной АК за 100%-ную... 4+149+3+112+3,5+114,4 = 385,9 г (было получено АК, считая отброшенные фракции 1,3,5), что соответствует: (385,9/405)*100% = 95,3% от теории по селитре Потери по АК = 405 - 385,9 = 19,1 г Практически же мы получили (не считая слитые в сартир фракции-предгоны 1,3,5): 149+112+114,4 = 375,4 г АК, что соотв. 92,7 % от теории по селитре Общие потери по АК = 19,1 + 4 + 3 + 3,5 = 29,6 г Итого было получено 375,4 г конц. АК из 740 г 96%-ной СК (= 403 мл) и 546,4 г натриевой селитры... Выводы делайте сами... Лично меня больше втыкает получение конц. АК под вакуумом из разб. АК и конц. СК, т.к. при этом мы легко возвращаем обратно конц. СК отгонкой из неё воды в том же приборе, подробнее об этом см. тут: http://www.exploders.us/forum/3/40674.html В последнее время у меня отсутствовала возможность покупать конц. СК, поэтому приходилось парить элик, а это занятие не то что бы геморное или сложное, а скажем так - долгое... Исходя из этого мя лично для себя считаю эту методу получения конц. АК (из конц. СК и селитры) неприемлемой, к тому же и селитра сейчас не дёшево стоит... Этим методом пришлось воспользоваться т.к. на тот момент у меня не было разб. АК и не было возможности её купить в ближайшее время, и от части из любопытства... PS: Пару слов по поводу фоток... Х.з. чё за зыхер произошёл с моим компом, но есть факт = пропали куда-то с компа несколько фоток данного процесса (прямо из папки, в которой были фотки именно этого замута)... Причём пропали они как то в разноброс, а не по порядку... Ну да ладно, хер с ними = может где и найдутся... Поэтому выложу те, что остались... Если заинтересуют подробности конструктива девайса и принцип его работы, см. ссылку которую мя приводил выше = там всё есть (и фотки и описание) или в разделе статьи...

exploders.info -1) Девайс 1) Девайс
exploders.info -2) Кипит :) 2) Кипит :)
exploders.info -3) Приёмник охлаждаем водой со льдом 3) Приёмник охлаждаем водой со льдом
exploders.info -4) Так выглядит АК, полученная под вакуумом (Ф№1, Ф№2, Ф№3, Ф№4) 4) Так выглядит АК, полученная под вакуумом (Ф№1, Ф№2, Ф№3, Ф№4)
exploders.info -5) Она же 5) Она же
exploders.info -6) Добавили последнюю (третью) порцию селитры, готовим систему к дальнейшей работе под атмосферным давлением... 6) Добавили последнюю (третью) порцию селитры, готовим систему к дальнейшей работе под атмосферным давлением...
exploders.info -7) Начали отгонку АК под атмосферным давлением 7) Начали отгонку АК под атмосферным давлением
exploders.info -8) Так выглядит АК, полученная под атм. давлением (Ф№5 и Ф№6) 8) Так выглядит АК, полученная под атм. давлением (Ф№5 и Ф№6)
Мне нравится

© Добрейшей души человеки, 2003-2019

При использовании материалов ресурса ссылка обязательна.