Молекулар азотдан азотли бирикмаларни ҳосил қилиш

ЭЛЕМЕНТАР АЗОТНИНГ БОҒЛАШ УСУЛЛАРИ

Элементар азотнинг боғлаш усуллари 2 хилдир.1.Биологик усул. 2.Техник усул.

1. 
   Биологик усулга асосан дуккакли ўсимликлар (нўҳат, мош, ловия)нинг илдизларида жойлашган микроорганизм ёки азот бактериялари орқали элементар азотни боғланган азотга ўтказиш жараёнига айтилади.
   

Биологик усул билан жуда кам миқдорда боғланган азот бирикмалари ҳосил бўлади.Масалан: 1 гектар жойда 50 кг атрофида биологик усул билан боғланган азот ҳосил бўлади. Аммо бу жуда ҳам кам миқдорда бўлиб, ўсиб бораётган халқ хўжалигини боғланган азот бирикмаларида бўлган талабини қондира олмайди. Шунингучун амалиётда асосан техник усул кенг қўлланилади.

2. 
   Техник усул асосан 3 хилдир:
   
   1. 
      Ёй усули - Кевиндиш усули. 2.Цианамид усули.
      

3. Аммиакли усул.(Синтез усулидир)

1. 
   Ёй усули - Кевиндиш усули. Бунда элементар азот ҳаводаги О₂ билан бирикиб азот монооксидини ҳосил қилади:
   

N₂ + O₂ = 2NO - 180,6 кЖ / мол (1.1)

Бу эндотермик реакция бўлиб, иссиқлик ютиш билан кетади ва юқори ҳароратда 1300 - 1500 ^оС да кетади. Бу вақтда NО нинг чиқиши жуда паст бўлиб, 3 - 4 % ни ташкил қилади холос. Бундай юқори ҳароратни ҳосил қилиш учун 2000 в кучланиш, 0,75 ампер ток кучи керак. Бундан кўриниб турибдики, бу кўп энергия талаб қилади, иқтисодий жиҳатдан қимматдир. Бу ерда оптимал шароитлардан бири N₂:О₂ = 1:1, бу усул ҳозир бизда ҳам ва қўшни республикаларда ҳам ишлатилмайди.

2. 
   Цианамид усули. Бу усулда ўз навбатида 2 хил усулга бўлиниб, бу усуллардан кальций цианамиди ишлаб чиқилади.
   

а) Классик усул, яъни карбидли усул. Бу усул Мейер томонидан 1878 йилда топилган.
б) Карбидсиз усул. Бу усул янги замонавий усулдир.
Карбидли усулга мувофиқ СаСN₂ қуйидаги 3хил реакция орқали ишлаб чиқарилади:

1000^оС

1) CаСО₃ = СаО + СО₂ - Q₁ (1.2)

2200^оС

2) СаО + 3С = СаС₂ + СО - Q₂ (1.3.)

1100^оС

3)CаС₂ + N₂ = СаСN₂ + С + Q₃ (1.4.)

Умуман олганда СаСN₂ ни бу усул билан олиш катта энергия сарфи билан кетади. Бу эса СаСN₂ ни сифатини пасайтиради. Тоза СаСN₂ таркибида 34,99 % азот бор, бу аммоний селитрадаги азот миқдорига тенгдир. Кальций цианамидининг молекулар оғирлиги 80,01 углерод бирлигига тенгдир.

Карбид усули билан олинган СаСN₂ да таркибида кўмир қурими билан чиққанлиги учун назарий жиҳатдан боғланган азотни миқдори 27% ажратиши мумкин, аммо амалиётда 18-20% дан ошмайди, чунки реакцияга киришмай қолган кальций карбиди, кокс, механик аралашмалар (кум, тузлар) ва ҳоказолар ажратиши мумкин: бу ерда 5- 12% СаС₂ бордир, чунки ҳаводаги сув буғи билан реакцияга киришиб, ацителенни ҳосил қилиши мумкин, бу модда ҳаводаги О₂ билан портловчи аралашма ҳосил қилиши мумкин:

СаС₂ + 2Н₂О = С₂Н₂ + Са(ОН)₂ + Q(1.8.)

3. 
   Аммиакли усул. (Синтез усули) Гебер ва Нернест томонидан 1904-1907 йилларда назарий жиҳатдан топилган:
   

N₂ + 3H₂ = 2NH₃ + Q (1.9.)

Аммиак кўп моддалар олиш учун хом ашёдир. Аммиак таркибида боғланган азот энг юқори бўлиб 82,3% ни ташкил этади.

Юқорида кўрилган учала усулдан ёй ва карбидли цианамид усул маҳсулотнинг чиқиш паст, кўп энергия талаб қилгани ва иқтисодий жиҳатдан қиммат бўлгани учун ҳозирги даврда деярли қўлланилмайди.
Шу муносабат билан элементар азотни боғлашнинг аммиакли усули ҳозир ва келажакда ҳам энг қулай ва кўп қўлланиладиган усул бўлиб қолади.
Аммо, шуни таъкидлаш керакки, аммиакни синтез реакцияси бўйича ишлаб чиқариш учун кўп миқдорда тоза ҳолдаги элементар азот ва водород керакдир.
Биз юқорида кўриб ўтганимиздек, элементар азотнинг асосий хом ашёси-битмас туганмас атмосфера ҳавосидир. Шу муносабат билан биз сизлар билан бундан буён атмосфера ҳавосидан қандай қилиб элементар азот ва кислород ишлаб чиқариш масалаларини ўрганамиз. Бунинг учун амалиётда атмосфера ҳавосини азот, кислород ва бошқа компонентларга ажратиш усуллари қўлланилади.