Công nghệ sản xuất KClO3,KClO4,KMnO4

BÁO CÁO BÀI TIỂU LUẬN SẢN XUẤT KALI CLORAT KALI PECLORAT VÀ KALI PEMANGANAT A. Kali clorat (KClO3) Tính chất vật lí - Tinh thể màu trắng - Vị mặn lạnh, độc hại, uống 2-3g gây ngộ độc tử vong - Nhiệt độ nóng chảy 3560C.Nhiệt độ sơi 3680C - Ít tan etanol, tan nhiều nước nóng, tan nước lạnh Tuy nhiên, khả hòa tan nước nhỏ natri clorat, tan nhiều nhiệt độ tăng mạnh Cứ 100g nước 200C hòa tan 7.1g KClO3, 1000C 56.4g A. Kali clorat (KClO3) Tính chất hóa học -  KClO3 chất oxi hóa mạnh mẽ, đun nóng đến nhiệt độ 500 C ( khơng có xúc tác ), KClO3 rắn bị phân hủy tC 2KClO3 → 2KCl + 3O2 -KClO3 tác dụng với nhiều phi kim kim loại (C, P, S, Mg, Al…) -Tác dụng với dung dịch axit: KClO3 + H2SO4→ KHSO4 + HClO3 A. Kali clorat (KClO3) Ứng dụng A. Kali clorat (KClO3) QUY TRÌNH SẢN XUẤT Quy trình sản xuất Q trình điện cực xảy phản ứng: Trên anot: 2Cl  Cl2 + 2e Trên catot: 2H2O + 2e  OH + H2 Sự trộn lẫn sản phẩm hình thành từ phản ứng tạo ion hypoclorit axit hypocloric Cl2 + 2OH = ClO+ Cl + H2O Cl2 + OH = HClO + Cl Ion hypoclorit hypocloric tiếp tục tác dụng tương hỗ lẫn sinh ion clorat theo phản ứng sau: 2HClO + ClO = ClO3 + 2Cl + 2H+ HClO + 2ClO = ClO3 + 2Cl + H+ B.KALI PECLORAT (KCLO4 ) I Tính chất vật lý: - Nó chất dạng tinh thể hình thoi, khơng màu, suốt, nóng chảy nhiệt độ khoảng 610 °C - KClO4 có độ hòa tan thấp chất perchlorat (1,5 g 100 g nước 25 °C) B.KALI PECLORAT (KCLO4 ) III Ứng dụng: - Nó chất ơxi hóa sử dụng pháo hoa, đạn dược và kíp nổ Nó dùng làm nhiên liệu đẩy cho rốc két phần lớn thay chất có hiệu lớn hơn, là perchlorat amoni - Sử dụng để làm thuốc hạ sốt, thuốc lợi tiểu y học.  - Kali peclorat sử dụng nơng nghiệp để điều hòa trồng A. Kali peclorat (KClO4) QUY TRÌNH SẢN XUẤT IV Quy trình sản xuất: Chỉnh pH (HCl/NaOH) Na2CrO7 Tinhchế hydro Tinh chế hydro KCl Hydro Hydro B.KALI PECLORAT (KCLO4 ) Tại anot xảy phản ứng điện cực: 2ClO3 � 2ClO3  2e 2ClO3  H 2O � HClO  HClO3 2ClO3  H 2O � HClO  HClO3  2e Tại catot: 2H   2e � H Các phản ứng phụ xảy điện cực sau: Trên anot: 2H O � O  4H   4e Trên catot: ClO3  3H 2O  6e � Cl  6OH  B.KALI PECLORAT (KCLO4 ) Q trình điện hóa oxy hóa sản xuất Natri peclorat tiến hành theo công nghệ gián đoạn liên tục Hiện công nghệ liên tục ưa chuộng bể điện phân bố trí theo sơ đồ bậc – cascada (thường từ đến bậc) Sản xuất peclorat chia làm công đoạn: -Công đoạn 1: Sản xuất Natri peclorat thô -Công đoạn 2: Tinh chế hoàn thành sản phẩm cuối C.KALI PEMANGANAT (KMnO4 ) I.TÍNH CHẤT VẬT LÍ • Tinh thể màu tím - đen • Tan nước tạo thành dung dịch màu tím đỏ,có độ tan biến đổi tương đối nhiều theo nhiệt độ nên tinh chế dễ dàng kết tinh lại Ngồi tan amoniac lỏng , pyriđin, rượu axeton • Sẽ bốc cháy phát nổ kết hợp với chất hữu khác • Bị phân huỷ ánh sáng , đựng dung dịch KMnO4 chuẩn lọ thủy tinh có màu thẫm C.KALI PEMANGANAT (KMnO4 ) II.TÍNH CHẤT HĨA HỌC  Trong dung dịch axit KMnO4 oxi hóa nhiều chất Na2SO3 , PH3, HCOOH… 2KMnO4 + 5Na2SO3 + 3H2SO4 2MnSO4 + K2SO4 + 5Na2SO4 + 3H2O 2KMnO4 + 5PH3 + 12H2SO4 2MnSO4 + 4K2SO4 + 5H3PO4 + 12H2O Trong dung dịch trung tính, axit yếu , kiềm yếu ion MnO4 bị khử thành MnO2 2KMnO4 + 3Na2SO3 + H2O 2MnO2 + KOH + 3Na2SO4 Trong dung dịch kiềm mạnh có dư chất khử, ion MnO4 bị khử đến MnO4 2KMnO4 + K2SO3 + KOH 2K2MnO4 + K2SO4 + 3H2O C.KALI PEMANGANAT (KMnO4 ) III Ứng dụng • Dùng làm chất oxi hố hố học hữu hóa học vơ • Trong y học, dung dịch KMnO4 lỗng dùng để sát khuẩn, tẩy uế, rửa vết thương, rửa rau sống (tuy không huỷ diệt nhiều loại trứng giun).  • Trong hố phân tích, dùng định lượng nhiều chất • Chất làm bay màu tinh bột, vải dệt, chất béo • Chất hấp thụ khí gas •Chất khử nhiễm trùng nước •Chất khử trùng ngành dược •Ngồi ứng dụng nơng nghiệp, ni trồng thủy sản, ngành khí luyện kim mơi trường C.KALI PEMANGANAT (KMnO4 ) IV CƠNG NGHỆ SẢN XUẤT C.KALI PEMANGANAT (KMnO4 ) CÔNG NGHỆ BÁN ĐIỆN PHÂN Gồm giai đoạn :  Giai đoạn chuyển hóa học túy   Quặng mangan ( pyrolusit ) sau nghiền nhỏ nung chảy với KOH oxi khơng khí Mangan (IV) chuyển thành mangan (VI) theo phản ứng sau: 2MnO2 +4KOH + O2 2K2MnO4 + 2H2O    Điện phân oxi hóa mangan (VI) lên mangan (VII) Trong q trình oxi hóa điện hóa điện cực xảy phản ứng sau 2MnO2� 2MnO 4 +2e Trên Anot :  2H O +2e � H +2OH 2 Trên Catot : MnO2 KOH Hơi nước MnO2 Trộn hoạt hóa Khơng khí Nung oxi hóa tạo manganat-Mn(VI) Hòa tan khối kiềm chẩy chứa Mn(VI) Dung dịch K2CO3 Dung dịch bay nước cuối Điện phân oxi hóa tạo pemanganat Lọc Kết tinh KMnO4 CO2 Tinh chế KMnO4 Sấy khơ đóng gói sản phẩm KMnO4 Lọc thu KMnO4 thơ Khử K2MnO4 lại MnO2 Bay nước kết tinh KMnO4 Sơ đồ: công nghệ bán điện phân sản xuất KMnO4 C.KALI PEMANGANAT (KMnO4 ) CÔNG NGHỆ ĐIỆN PHÂN Điện phân oxi hóa sản xuất Kali pemanganat dựa phản ứng sau: Trên anot : Mn + OH  MnO4 + 4H2O + 7e Trên catot: 2H2O + 2e  H2 + OH Đây q trình oxy hóa điện hóa hòa tan anot làm mangan kim loại Trong thực tế người ta không dùng mangan nguyên chất mà thường sử dụng feromangan chứa khoảng 78% mangan , 13% sắt ,6%đến 7% cacbon 1,25 % silic Dung dịch điện ly để hòa tan anot dùng dung dịch KOH có nồng độ từ 17% đến 25% C.KALI PEMANGANAT (KMnO4 ) CƠNG NGHỆ HĨA HỌC THUẦN TÚY Cơng nghệ hóa học túy có cơng đoạn tạo mangan sáu giống công nghệ bán điện phân Để tạo pemanganat người ta đem mamgan sáu tác dụng với CO2 theo phương tình phản ứng sau : 3K2MnO4 + 2CO2 2KMnO4 + MnO2 + 2K2CO3 THANK FOR WATCHING!!!