Nguyên liệu sản xuất

1.4. TỔNG QUAN NGUYÊN LIỆU SẢN XUẤT, DUNG MÔI

1.4.1. Nguyên liệu sản xuất

1.4.1.1. Phosphorus trichloride [16] [14]

- Tổng quan

 Tên IUPAC: Phosphorus trichloride

 CTPT: PCl3

 Khối lượng mol: 137.33 g/mol - Tính chất vật lý:

 Điều kiện thường là chất lỏng, không màu, dễ bốc khói trong không khí, có mùi hăng

 Nhiệt độ nóng chảy: -93.6oC

 Nhiệt độ sôi: 76.1oC

 Tỷ trọng: 1.575 g/cm3tại 20oC

 Áp suất hơi: 100 mmHg (20oC)

 Tan tốt trong các dung môi hữu cơ kém phân cực như: benzene, o- dichlorobenzen, cumene, xylene, carbon disulfide, ether, chloroform,…

 Bị thủy phân trong nước - Tính chất hóa học:

 Bị thủy phân trong nước: PCl3 + 3 H2O → H3PO3 + 3 HCl

 Là một chất khử, dễ dàng bị oxi hóa bởi: O2, Cl2, Br2, I2, SO3, H2SO4đn, SOCl2, SeOCl2, KClO3, SeCl4, SbCl5, S2Cl2…

2PCl3 + O2 → 2POCl3

PCl3 + Cl2 → PCl5

PCl3 + Br2 → PCl3Br2

PCl3 + 5Br + I → PBr5 + ICl3

PCl3 + SO3 → POCl3 + SO2

3PCl3 + SOCl2 → POCl3 + PCl5 + PSCl3

3PCl3 + 3SeOCl2 → 3POCl3 + SeCl4 + Se2Cl2

3PCl3 + KClO3 → 3POCl3 + KCl

SVTH: Trần Trọng Huy – MSSV: 20091259 22

 Xảy ra quá trình tự oxi hóa khử khi tiếp xúc với H3PO3: PCl3 + 4H3PO3 → 3H3PO4 + 3HCl + 2P

 Chloro hóa alcohol, acid carboxylic thành các alkyl chloride và acyl chloride:

PCl3 + 3ROH → 3RCl + H3PO3

PCl3 + 3RCOOH → 3RCOCl + H3PO3

- Ứng dụng:

Là nguyên liệu để sản xuất PCl5, POCl3, và PSCl3. PCl3 và những chất trên được sử dụng trong ngành sản xuất thuốc diệt cỏ, thuốc trừ sâu, chất điều hòa sinh trưởng thực vật, chất dẻo, chất chống cháy, chất phụ gia trong ngành công nghiệp dầu mỏ, …

1.4.1.2. Ethylene oxide[13][17]

- Tổng quan:

 Tên IUPAC: Oxirane;

 CTPT: C2H4O

 Khối lượng mol: 44.05 g/mol;

- Tính chất vật lý:

 Điều kiện thường là chất khí không màu, có mùi giống như ether;

 Nhiệt độ nóng chảy: −111.7oC;

 Nhiệt độ sôi: 10.7oC;

 Tỷ trọng: 0.882 g/cm3 tại 20oC;

 Áp suất hơi: 1.46 atm tại 20oC;

 Dễ tan trong nước, ethanol, diethyl ether và nhiều loại dung môi hữu cơ khác;

- Tính chất hóa học:

 Phản ứng khử:

 Phản ứng oxy hóa

SVTH: Trần Trọng Huy – MSSV: 20091259 23

 Dễ dàng phản ứng mở vòng với các tác nhân nucleophile theo cơ chế SN2 trong cả môi trường acid và kiềm. Cơ chế:

 Phản ứng polymer hóa:

n (CH2CH2)O → (–CH2CH2–O–)n

 Đồng phân hóa:

- Ứng dụng:

Là một nguyên liệu vô cùng quan trọng trong công nghiệp, được sử dụng trong rất nhiều ngành công nghiệp khác nhau. Hầu hết ethylene oxide được sử dụng để tổng hợp ethylene glycol, diethylene glycol và triethylene glycol, chiếm tới 75% lượng tiêu thụ toàn cầu. Một số sản phẩm quan trọng khác cũng đi từ ethylene như: ether ethylene glycol, ethanolamine và ethoxylate. Các sản phẩm trên có ứng dụng nhiều trong công nghiệp như: sản xuất nước hoa, mỹ phẩm, dược phẩm, chất bôi trơn, chất làm loãng sơn, chất dẻo, chất tẩy rửa, dung môi, sơn mài, xà phòng, chất tẩy rửa, chất nhũ hóa và chất phân tán, …

SVTH: Trần Trọng Huy – MSSV: 20091259 24 1.4.1.3. Hydrochloric acid

- Tổng quan:

 Tên IUPAC: Hydrochloric acid

 CTPT: HCl

 Khối lượng mol: 36,46 g/mol - Tính chất vật lý:

Bảng 1.4: Tính chất vật lý của HCl nguyên chất và dung dịch HCl 37%

STT Tính chất HCl nguyên chất Dung dịch HCl 37%

1 Trạng thái Khí Lỏng

2 Màu sắc Không màu, trong suốt Không màu, trong suốt

3 Mùi Mùi xốc Mùi xốc

4 Nhiệt độ nóng chảy -114.22oC -28 oC

5 Nhiệt độ sôi -85.05oC 54.5 oC

6 Tỷ trọng 1.49 g/ml(20oC) 1.184 g/ml (20oC) 7 Áp suất hơi 4352 kPa (21.1oC) 21.4 kPa (20oC)

8 Độ nhớt - 2.05 mPa.s (20oC)

 HCl tan trong nước đạt nồng độ tối đa là 40%, kém tan trong các dung môi hữu cơ không phân cực…

Bảng 1.5: Độ tan của HCl trong một số dung môi (g/l)

Nhiệt độ (oC) 0 20 30 40

Nước 823 720 673 596

Methanol 513 470 430 -

Ethanol 454 410 381 -

Ether 356 249 195 -

- Tính chất hóa học:

 Phản ứng với các kim loại đứng trước H trong dãy hoạt động kim loại:

2HCl + Fe → FeCl2 + H2↑

 Phản ứng với oxide kim loại:

SVTH: Trần Trọng Huy – MSSV: 20091259 25 2HCl + FeO → FeCl2 + H2O

 Phản ứng với base:

HCl + NaOH → NaCl + H2O

 Phản ứng với muối có gốc anion hoạt động yếu hơn:

2 HCl + Na2CO3 → 2 NaCl + H2O + CO2

 Phản ứng với các chất oxy hóa mạnh như: KMnO4 (đặc), MnO2, KClO3: 16 HCl + 2 KMnO4(đặc) → 2 KCl + 2 MnCl2 + 5 Cl2 + 8 H2O

4 HCl + MnO2 → MnCl2 + Cl2 + 2 H2O - Ứng dụng:

Hydrochloric acid là một acid mạnh được sử dụng trong nhiều ngành công nghiệp.

Thường được dùng để tẩy gỉ thép; sản xuất các hợp chất hữu cơ như: vinyl chlorua và dichloroethane để sản xuất PVC, than hoạt tính (gỗ + HCl + nhiệt → than hoạt tính);

sản xuất các hợp chất vô cơ như: FeCl3 và polyaluminium clorua (PAC) (dùng làm chất keo tụ, đông tụ trong xử lý nước thải), CaCl2 và NiCl2 (dùng trong mạ điện), ZnCl2 (dùng trong mạ và sản xuất pin).