Литература -->  Графическое определение перемещений 

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 [ 16 ] 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159

губчатой массы или в виде тонкого губчатого порошка. В том и другом состоянии она серого цвета, не блестит, но, благодаря большой поверхности, вследствие ее рыхлости и пористости, в ней сильнее, чем у металлич. платины, выражена адсорбирующая способность по отношению к газам и парам. Платина вообще обладает способностью сгущать на своей поверхности кислород, водород и другие газы. Некоторая часть поглощенных газов входит и в хим. соединение с платиной даже при высокой температуре, что делает платину, особенно в губчатом состоянии или в виде так назыв. платиновой черни, очень активным контактным телом и катализатором. Г. п. и платиновая чернь суть аггрегат-иые разности т. н. молекулярной платины. Если нашатырную или хлорную платину подвергать действию восстановителей (щелочь и муравьиная к-та, щелочь и формальдегид или гидразингидрат), то уже на холоду или при слабом нагревании на водяной бане можно выделить всю платину в том ее мелкораздробленном состоянии, к-рому присущ не серый, а черный цвет; это и есть платиновая чернь. Получаемая при более низкой t°, она еще более рыхла, менее уплотнена, чем платиновая губка, а потому и проявляет себя более активным катализатором.

Насколько активность Г. п. зависит от способов ее приготовления, ясно из следующих явлений: водород при контакте с платиной загорается на воздухе уже при обыкновенной темп-ре; смесь водорода с кислородом (гремучий газ) взрывает, если внести в нее Г. и. Но эту же реакцию соединения водорода с кислородом в гремучем газе можно осуществить без взрыва, со спокойным течением процесса. Для этого надо взять чистую глину или каолин в порошке, смочить ее водой и скатать маленький шарик величиной с горошину или немного больше, просушить его, а затем погрузить в раствор нашатырной платины. Пропитанный этим раствором шарик прокаливают; в нем самом, в его порах и на его поверхности отложится Г. п. не в виде сплошной массы, а разъединенная веществом глины. Платинированная поверхность такого каолинового шарика сохранит свою контактную активность, но будет менее энергично ее проявлять, а потому при введении такого шарика в гремучую смесь, собранную в стеклянной трубке над ртутью, взрыва не произойдет, но реакция пройдет довольно быстро, и течение ее можно наблюдать во времени; весь кислород и водород соединятся в воду. Из этого опыта видно, насколько действие Г. п. различно в зависимости от характера и свойств ее поверхности. Первое технич. применение Г. п. основано было на том наблюдении Кл. Винклера в 1875 г., что сернистый газ в контакте с ней легко соединяется с кислородом и дает серный ангидрид. Платина является как бы передатчиком или переносителем кислорода на молекулы сернистого газа (см. Катализ), тем посредником этой реакции, без которого последняя не совершается. Эта реакция и лежит в основе контактного метода приготовления серной кислоты. Лучший катализатор для заводского получения серной кислоты был приготовлен лет двадцать тому назад

Товариществом Тентелевского химич. з-да в Петербурге в виде платинированного асбеста, содержащего 7% Г. п. Этот контактный препарат нашел себе скоро применение и на иностранных з-дах серной к-ты. Очень активная Г. п. содержится в золе, получаемой сжиганием фильтровальной бумаги, пропитанной нашатырной платиной: приготовлен пая т.о. платина воспламеняет водород даже при -20°. Т. к. и окислы платины вызывают реакции окисления, энергично протекающие не только при обыкновенной t°, но даже при - 190°, то присутствием этих окислов на поверхности платины может объясняться энергичное действие ее на различи, органич. вещества (воспламенение и горение их на воздухе, окисление спирта в уксусн. к-ту и пр.).

Г. п. весьма активный катализатор, возбуждающий и проводящий многие химич. процессы. Под ее влиянием протекает легко, окисление аммиака кислородом в азотную кислоту (см.), но и обратный переход, напр., восстанов.71ение окиси азота водородом до аммиака с образованием воды, возмолсен в контакте с платиной. В присутствии Г. п. и воды окись азота легко восстанавливается сернистым ангидридом до закиси азота с одновременным образованием серной кислоты. Указанные реакции представляют прекрасные поучительные примеры восстановитель-но-окис.яительного катализа в области неорганической химии. Но восстановительно-окислительный катализ широко распространен в биохимич. процессах, где роль платины играют ферменты, вырабатываемые живой природой. Пероксидазы, встречающиеся в организмах, выделяют подобно платине активированный кислород из иерекиси водорода. Механизм контактных превращений под влиянием платины известен и в области органич. соедиие1шй в процессах восстановления и необратимого катализа ненасыщенных гидроароматич. углеводородов и терпенов. При необратимом катализе, под влиянием платины, а таюке и палладия, происходит перераспределение атомов водорода среди молекул катализируемого углеводорода таким образом, что одни молекулы теряют (дегидрогенизируются), а другие присоединяют (гидрогенизируются) весь водород (см. Гидрирование), освобо:денный первыми, и в конечном итоге из исходного непредельного углеводорода возхшкают два новых тела: ароматич. углеводород и продукт полной его гидрогенизации. Например, цикло-гексен превращается необратимо до конца в бензол и гексагидробензол (циклогексан):

2C,Hi,*-3C,H, ->C.He.

Восстановительно - окислительный катализ ярко выражен на этом примере. Это и есть необратимый катализ - необратимый потому, что для смеси бензола и гексагидробен-30ла невозможно создать условий, при которых, под влиянием контакта с любым катализатором, эти углеводороды перераспределили бы свой водород таким обр., чтобы в конечном результате они дали циклегексен.

Губчатая платина ждет еще дальнейших приложений ее активных свойств.

Лмш..-М енделеев Д. П., Основы химии, т. 1-2. М.-Л., 1927-28; Graham-Otto, AusfurJiches Lehr-buch d. Chemie, Lpz., 1868-98. H. Зелинский.



ГУБЧАТОЕ ЖЕЛЕЗО, продукт, получаемый путем восстановления железной руды при t° ниже Гпл. металла. Такое железо было первоначальным продуктом нселезодела-тельного производства до введения в практику металлургии доменной плавки. В последние десятилетия в нек-рых странах ряд научных учренсдений, а также отдельных специалистов, занимались разработкой методов получения Г. ж. при использовании низкосортных руды и топлива; было заявлено несколько десятков патентов на способы выработки Г. ж. и дальнейшей переработки его в торговые сорта и полуфабрикаты. Самый процесс восстановления окислов железа, содер5кащихся в руде, производится твердым углеродом (непосредственное восстановление) или окисью углерода (т. н. косвенное восстановление). В первом случае восста-нов-пение руды происходит при Г от 700° и до 1° спекания данной руды; во втором случае-от 800-850° и до темп-ры спекания руды. Как тот, так и другой метод работы, в зависимости от качеств руды, имеет свои преимушества и свои недостатки. Из наиболее совершенных способов получения Г. ж;, известны следующие:

1) Способ Bureau of Mines С. Ш. А., состоящий в том, что измельченные руда и тощий неспекающийся уголь нагреваются во вращающейся печи (барабанного типа), футерованной изнутри шамотом (фиг. 1); печь длиною в 8,2 м делает 1 об/м. Нагревание загруженного в печь материала производится при помощи нефтяной форсунки. Процесс восстановления происходит при t° 850- 950° и во всяком случае не выше 1 000°. Восстановленный, но отнюдь не спекшийся материал выгружается из печи, охлаждается при условиях, исключающих доступ воздуха, затем обогащается в магнитных сепараторах. Процесс восстановления длится около 1 часа; суточная производительность печи

Нефть


Фиг. 1.

ок. 3,5 W Г. ж. Полученный продукт содержит до 1 % углерода и должен быть отнесен к разряду сталей. Расход угля составляет 75% веса переработанной руды.

2) Способ Горней (Hornsey) основан также па прямом восстановлении углеродом окислов железа руды. По этому способу процесс происходит в печи, представляющей собой систему 3 вращающихся барабанов (нее-лезных, футерованных изнутри), расположенных один над другим. В первый (верхний) барабан загружается только руда, которая здесь нагревается и обжигается горячими газами, выходящими из второго барабана, или сжиганием пылевидного топлива, если газов недостаточно (при бедных рудах). При переходе во второй барабан, где собственно и происходит процесс восстановления, к подогретой руде прибавляют достаточное для восстановления количество угля.


Фиг. 2.

транспортера (шне-измельчения на вто-

Второй барабан, как и печь Bureau of Mines, нагревается при помощи нефтяной форсунки или от специальной топки. Из второго барабана загрузка поступает в третий для охлаждения; затем переходит на магнитный сепаратор для отбора полученного ж;елеза. Расход угля около 30% веса сырой руды. Для производства Г. ж. по системе Горней построен завод в Лорейн (Штат Огайо) производительностью в 200-250 m в сутки.

3) Способ инж. Эдвина, основанный па принципе косвенного (окисью углерода) восстановления руды в Г. ж. Схема установки (фиг. 2) следующая. Сырая руда поступает в дробилку 1, затем

в шаровую мельницу 2, где измельчается до размеров горошины. Измельченная . руда затем поступает в печь 5 для подогрева и обжига при Г 800-850° и далее во вращающуюся печь 4, где подвергается восстановлению. По окончании процесса восстановления получен, продукт при помощи охлаждаемого ка) 5 передается для рую шаровую мельницу б, а затем поступает на магнитный сепаратор 7 для разделения на железо, поступающее в пресс 8, промежуточный продукт, содержащий еще некоторое количество железа, и отва.ты (пустая порода). Циркуляция газа происходит след. обр.: из газохранилища (газгольдера) 1 газ через газомер 111 вентилятором IV нагнетается в подогреватель 11, где он подогревается за счет теплоты газов, выходящих из вращающейся печи 4. Из подогревателя газ поступает в специальную электрич. печь V, в к-рую вводится из резервуаров VI нефть. Образующиеся нефтяные пары в смеси с газом проводятся далее в газогенераторе VII через слои кокса и извести и направляются в печь V111 (4), в к-рой и происходит самый процесс восстановления. Из печи газ поступает в газоподогреватель IX, а затем после промывки в скруббере Z, очистки в специальном дезинтеграторе XI, поступает в газгольдер 1. Избыток газа из газгольдера поступает как горючее в облсига-тельную печь 5. Печь V, а также слой кокса в газогенераторе, служат для перевода (восстановления) СО2, содержащейся в газе, в СО. По способу Эдвина де11Ствует установка для получения Г. ж. из ду ядер ланд едаль-ских руд в Норвегии. Получаемое здесь Г. ж. отличается чистотой и идет на изготовление высоких сортов железа и сталей.

Кроме приведенных методов получения Г. ж., в технич. литературе описан еще ряд других; в последнее время предложены комбинированные установки, в к-рых Г. ж., получаемое в шахтных или вращающихся печах, поступает непосредственно как в пламенные, так и в электрич. печи для переработки на сталь или железо. Г.ж., кроме передела на специальные (нержавеющие, кислотоупорные) сорта стали и лселеза, в последнее



ГУБЧАТОЕ ЗОЛОТО

время идет для осаждения меди и других цветных металлов из растворов их солей.

Лит.: St. U. E. , 1927, Н. 22, 23, 45; 1гоп Age , New York, 1927, v. 120; Making Sponge Iron from Ferrous Sand in Japan, Far East Review , Shanghai, 1928, March, p. 132; Williams C. E., Barret E. P. and Larsen B. M., Production of Sponce Iron, U. S. Bureau of Mines, Bulletins , Washington, 1927, 270. И. Райхинштейн.

ГУБЧАТОЕ ЗОЛОТО, губчатая масса, получаемая восстановлением золота щавелевой кислотой из раствора его солей. Применяется в зубоврачебной технике для пломбирования зубов.

ГУДРОН кислый, или кислотный,-отброс, получаемый на нефтеперегонных з-дах после так назыв. кислотной очистки нефтепродуктов. Сущность кислотной очистки заключается в обработке нефтяных дистилла-тов или вообще сырых нефтепродуктов, а иногда и сырой нефти серной кислотой в различных условиях, в результате чего кислота темнеет, становится густой и смолистой и частично раскисляется до сернистого газа. Отстоявшаяся и отделенная от очищенного нефтепродукта эта отработанная к-та получила иазвание Г. кислого. Его утилизация является одной из важных задач нефтяной промышленности, т. к, ббльшая часть Г. кислого, получающегося на нефтеочистительных заводах, свозится в особые амбары, т. е. обширные отгороженные ямы, и, не находя нрименения, годами остается здесь, занимая место и отравляя воздух вследствие выделения сернистого газа. В зависимости от характера очищаемых нефтепродуктов и ус-.яовий очистки, Г. кислый обладает крайне разнообразньши свойствами.

1. Г. кислый от очистки керосинового дистиллата. Это-б. или м. жидкая смола черного цвета с резким кислотным запахом. При разбавлении водой этот Г. кислый разделяется на два слоя: пилений слой-темной серной кислоты и верхний-Taioiee темный маслянистый слой сер-нистьгх и осмоленных продуктов очистки дистиллата. Между этими слоями иногда располагается небольшой третий слой черных сульфо- и эфирокислот, б. или м. легко растворимый в воде, труднее-в серной к-те. Количественный состав этого Г. кислого определяется, по Гурвичу, следующими данными (в %):

Серной к-ты, считая на моногидрат.....62,4

Серной к-ты в виде сульфо- и эфирокпслот . 2,1 Органических смолистых веществ.......18,4

Т.к. главной составной частью Г. кислого от очистки керосина является серная кислота, то задача его утилизации сводится к тому, чтобы эту кислоту регенерировать. Для этой цели Г. кислый разбавляют водой, отделяют нижний сернокислый слой от верхнего слоя смолистых веществ и концентрируют нижний слой выпариванием.При этом на поверхность раствора вновь всплывают смолистые вещества, к-рые удаляют механически. Такую переработку кислотного слоя с последующим разбавлением водой, удалением смолистых веществ и выпариванием приходится обыкновенно повторять несколько раз, и все же регенерированная так.обр.кислота имеет более или менее темный цвет. Однако, она с успехом молеет применяться для начальной очистки смазочных масел, а также для полу-

чения железного купороса, выделки суперфосфатов и т. п. целей. Для получения бесцветной к-ты необходимо из темной регенерированной к-ты удалить остаток органическ. веществ. Эта задача м.*б. решена прилипанием черной кислоты к нагретым бисульфату или крепкой чистой кислоте с одновременной продувкой воздуха, особенно в присутствии ртути. При этом органич. вещества сгорают нацело главным образом за счет кислорода воздуха с минимальным выделением сернистого газа, а в отгоне получается чистая серная кислота.

2. Г. кислый от очистки смазочных масел крепкой серной к-той. Отличается значительно более густой консистенцией. По Гурвичу, Г. кислый от очистки машинного дистиллата содержит (в %):

Серной кислоты свободной..........35,5

Серной кислоты в виде сульфокислот .... 3,7 Органических смолистых веществ.......48,2

При разбавлении водой такого Г. кислого разделение слоев происходит гораздо труднее и достигается частично лишь после noi?-торного энергичного перемешивания с водой. Смолистые вещества, отделяющиеся при этом, будучи отмыты от к-ты и нейтрализованы известью, получаются в виде пластической массы, которая находит применение в качестве суррогата асфальта (см.). Другой способ утилизации заключается в обработке Г. кислого фракцией каменноугольной или нефтяной смолы, известной под именем сольвента, в к-ром смолистая часть Г. кислого легко растворяется. Если такой раствор отделить от кислотного слоя и отогнать растворитель, то в остатке получается б.илим. твердая асфальтовая масса; кислотный же слой может быть очищен и сгущен, как указано выше. Этот способ утилизации Г. кислого применим лишь к свежему Г. кислому. Последний при стоянии довольно быстро изменяется, теряет свободную серную кислоту и твердеет. Т. о., утилизация Г. кислого представляет собой задачу, к-рая в общем виде еще не может считаться решенной.

3. Г. кислый от очистки дымя-гаей серной к-той. Нацело растворяется в избытке воды, т.к. состоит преимущественно из сульфокислот. При недостатке воды этот Г. кислый разбивается на два слоя: нижний, сернокислотный, окрашенный смолами в черный цвет, и верхний, полулшдкий, состоящий из сульфокислот, сульфонов и некоторого количества минерального масла. Природа этих сульфокислот зависит от исходи, материала. Нефтяные погоны, содержащие ароматич. углеводороды в б. или м. значительном количестве (бензин, керосин), дают при обработке дымящей серной к-той* главным образом ароматическ. сульфокис-лоты; более тялселые фракции нефти (масла) образуют при аналогичной обработке также особые вещества, получившие название туменолсульфокислот и туменолсульфонов, представляющие собой продукты одновременного окисления и сульфурирования исходных углеводородов. Химич. природа их изучена пока еще недостаточно. Г. кислый от очистки дымящей серной к-той некоторых нефтяных погонов находит ныне применение для получения так называемого контакта.



1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 [ 16 ] 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159