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1、常見化工原料簡(jiǎn)介,無機(jī)物篇,常見化工原料簡(jiǎn)介,有機(jī)物篇,無機(jī)物篇,無機(jī)物:與機(jī)體無關(guān)的化合物通常指不含碳元素的化合物,但包括碳的氧化物、碳酸鹽、氰化物等。 無機(jī)化工原料可以分為無機(jī)酸、無機(jī)堿、無機(jī)鹽、氧化物、單質(zhì)等。 氧族元素 氮族元素 鹵族元素,氧族(硫酸),氧族元素:氧(O)、硫(S)、硒(Se)、碲(Te)、釙(Po) 硫酸(H2SO4)一種無色無味油狀液體,是一種高沸點(diǎn)難揮發(fā)的強(qiáng)酸,易溶于水,能以任意比與水混溶。硫酸是基本化學(xué)工業(yè)中重要產(chǎn)品之一。 硫酸的性質(zhì):吸水性(脫水性),強(qiáng)氧化性,難揮發(fā)性,強(qiáng)酸性,無機(jī)物篇,氧族(硫酸),H2SO4應(yīng)用: 冶金行業(yè):黑色冶金企業(yè)部門里,需要
2、酸洗的鋼材一般約占鋼總產(chǎn)量的5%6%,而每噸鋼材的酸洗,約消費(fèi)98%的硫酸30kg50kg;(酸性,不易揮發(fā)性) 石油產(chǎn)品:汽油、潤(rùn)滑油等石油產(chǎn)品的生產(chǎn)過程中,都需要濃硫酸精煉,以除去其中的含硫化合物和不飽和碳?xì)浠衔?。每噸原油精煉需要硫酸約24kg,每噸柴油精煉需要硫酸約31kg; 生產(chǎn)其它酸類:濃縮硝酸中,以濃硫酸為脫水劑;氯堿工業(yè)中,以濃硫酸來干燥氯氣、氯化氫氣(吸水性);,無機(jī)物篇,氧族(硫酸),H2SO4應(yīng)用: 日化行業(yè):每生產(chǎn)1t粘膠纖維,需要消耗硫酸1.2t1.5t,每生產(chǎn)1t維尼龍短纖維,就要消耗98%硫酸230kg,每生產(chǎn)1t卡普綸單體,需要用1.6t20%發(fā)煙硫酸; 肥料行
3、業(yè):用于肥料的生產(chǎn)硫酸銨和過磷酸鈣這兩種化肥的生產(chǎn)都要消耗大量的硫酸。 制藥工業(yè):磺胺藥物的制備過程中的磺化反應(yīng),強(qiáng)力殺菌劑呋喃西林的制備過程中的硝化反應(yīng),常用藥物如阿斯匹林、咖啡因、維生素b(2)b12及維生素c、某些激素、異煙肼、紅汞、糖精的制備都需用硫酸。,無機(jī)物篇,氮族(硝酸),氮族元素:包括氮(N)、磷(P)、砷(As)、銻(Sb)、鉍(Bi) 硝酸(HNO3) : 強(qiáng)酸性,能與乙醇、松節(jié)油、碳和其他有機(jī)物猛烈反應(yīng); 有強(qiáng)氧化性,與除金鉑外的金屬反應(yīng)放出二氧化氮或一氧化氮; 有強(qiáng)腐蝕性,無機(jī)物篇,氮族(硝酸)工業(yè)生產(chǎn),硝酸工業(yè)與合成氨工業(yè)密接相關(guān),氨氧化法是工業(yè)生產(chǎn)中制取硝酸的主要途
4、徑,其主要流程是將氨和空氣的混合氣(氧:氮2:1)通入灼熱(760840)的鉑銠合金網(wǎng),在合金網(wǎng)的催化下,氨被氧化成一氧化氮(NO)。生成的一氧化氮利用反應(yīng)后殘余的氧氣繼續(xù)氧化為二氧化氮,隨后將二氧化氮通入水中制取硝酸,無機(jī)物篇,氮族(硝酸)應(yīng)用,用以制造化肥、炸藥、硝酸鹽等,在有機(jī)化學(xué)中,濃硝酸與濃硫酸的混合液是重要的硝化試劑 酯化反應(yīng):硝酸可以與醇發(fā)生酯化反應(yīng)生成對(duì)應(yīng)的硝酸酯,此反應(yīng)被用來生產(chǎn)硝化纖維(硝酸棉); 硝化反應(yīng):最為常見的硝化反應(yīng)是苯的硝化:Ph-H + HO-NO2 Ph-NO2 + H2O (苯分子去掉一個(gè)氫以后的結(jié)構(gòu)叫苯基,用Ph表示)。,無機(jī)物篇,氮族(磷酸),磷酸:具
5、有酸的通性,其酸性較硫胺、鹽酸、硝酸為弱,但比醋酸、硼酸等強(qiáng)。溶于水和乙醇,不易揮發(fā),不易分解。 工業(yè)生產(chǎn): 1,利用硫酸分解:用硫酸分解磷礦,然后將生成的磷酸與硫酸鈣分離; 2,熱法生產(chǎn) :熱法磷酸是黃磷在空氣中燃燒生成五氧化二磷,再經(jīng)水化制成; 3,濕法生產(chǎn):目前仍以二水物流程為主,占世界生產(chǎn)能力的90%以上;,無機(jī)物篇,氮族(磷酸)的應(yīng)用,1,肥料行業(yè):主要用于磷酸鹽工業(yè)如磷酸銨、磷酸二氫鉀、磷酸氫二鈉、磷酸三鈉、精制磷酸用于制造飼料用磷酸氫鈣。 2,金屬表面處理:配置電解拋光液和化學(xué)拋光液用于鋁制品的拋光; 3,醫(yī)藥工業(yè):用于制造甘油磷酸鈉、磷酸鐵等。 3,有機(jī)化工:用于酚醛樹脂縮合的
6、催化劑。染料及中間體用的干燥劑。 4,印刷工業(yè):用于配制除去膠印彩印版上污點(diǎn)的清洗劑。 5,冶金工業(yè):用于生產(chǎn)磷酸耐火水泥,提高煉鋼爐壽命等。 6,食品工業(yè):作為酸味劑、酵母營(yíng)養(yǎng)劑等。 7,其他應(yīng)用:涂料工業(yè)中用于金屬防銹漆,粘合劑、電鍍、拋光工業(yè)、制糖工業(yè)、復(fù)合肥料等。,無機(jī)物篇,鹵族(氟),鹵素:氟(F)、氯(Cl)、溴(Br)、碘(I)、砹(At) 鹵族元素在自然界都以典型的鹽類存(鹵:制鹽時(shí)剩下的黑色汁液),鹵族元素的單質(zhì)都是雙原子分子。 氟:氟是化學(xué)性質(zhì)最活潑、氧化性最強(qiáng)的物質(zhì),氟能同幾乎所有元素化合。 聚四氟乙烯(PTFE):氟取代聚乙烯中所有氫原子的人工合成高分子材料。,無機(jī)物篇
7、,鹵族(氯),應(yīng)用: 消毒:自來水常用氯氣消毒;制鹽酸 ;制漂白粉(氫氧化鈣、氯化鈣和次氯酸鈣的混合物);制多種農(nóng)藥(如六氯代苯,俗稱666) ;制氯仿等有機(jī)溶劑 ;制塑料(如聚氯乙烯PVC塑料)等 工業(yè)生產(chǎn):用直流電電解飽和食鹽水法來制取氯氣 (氯堿工業(yè)) 2NaCl+2H2O= H2+Cl2+2NaOH,無機(jī)物篇,鹵族(鹽酸),氯化氫(HCl)的水溶液,是一種強(qiáng)酸,濃鹽酸具有極強(qiáng)的揮發(fā)性。 工業(yè)用途: 1,用于稀有金屬的濕法冶金; 2,有機(jī)合成 例如:在180200的溫度并有汞鹽(如HgCl2)做催化劑的條件下,氯化氫與乙炔發(fā)生加成反應(yīng),生成氯乙烯,再在引發(fā)劑的作用下,聚合而成聚氯乙烯
8、 3,漂染工業(yè) 4,金屬加工 5,食品工業(yè) 6,無機(jī)藥品及有機(jī)藥物的生產(chǎn) 。,無機(jī)物篇,鹵族(鹽酸),工業(yè)用途: 1,用于稀有金屬的濕法冶金; 2,有機(jī)合成 例如,在180200的溫度并有汞鹽(如HgCl2)做催化劑的條件下,氯化氫與乙炔發(fā)生加成反應(yīng),生成氯乙烯,再在引發(fā)劑的作用下,聚合而成聚氯乙烯。 3,漂染工業(yè) ,金屬加工,食品工業(yè) ,無機(jī)藥品及有機(jī)藥物的生產(chǎn) 等。,無機(jī)物篇,無機(jī)物篇,常見化工原料簡(jiǎn)介,有機(jī)物篇,有機(jī)物篇,含碳化合物(一氧化碳、二氧化碳、碳酸、碳酸鹽、金屬碳化物、氰化物除外)或碳?xì)浠衔锛捌溲苌锏目偡Q。 氰化物 指帶有氰基(CN)的化合物,其中的碳原子和氮原子通過
9、叁鍵相連接。這一叁鍵給予氰基以相當(dāng)高的穩(wěn)定性,使之在通常的化學(xué)反應(yīng)中都以一個(gè)整體存在。因該基團(tuán)具有和鹵素類似的化學(xué)性質(zhì),常被稱為擬鹵素。一般將其無機(jī)化合物歸為氰類,有機(jī)化合物歸為腈類。 衍生物 指母體化合物分子中的原子或原子團(tuán)被其他原子或原子團(tuán)取代所形成的化合物,稱為該母體化合物的衍生物。衍生物命名時(shí),一般以原母體化合物為主體,以其他基團(tuán)為取代基。,烴-簡(jiǎn)介,雖然有機(jī)物種類繁多(已知的有機(jī)化合物近8000萬種),但都可以認(rèn)為是烴和烴的衍生物兩大類組成。 烴(Ting):是僅由碳(Tan)和氫(Qing)兩種元素組成的有機(jī)化合物。 烴的種類非常多,結(jié)構(gòu)已知的烴在2000種以上,所有的烴都是憎
10、水的,即所有的烴都不溶于水。,有機(jī)物篇,烴-分類,烴,,開鏈烴,芳香烴,脂環(huán)烴,,飽和烴(烷烴),不飽和烴(烯烴,炔烴),,環(huán)烷烴,環(huán)烯烴,,單環(huán)芳香烴(苯及其同系物),多環(huán)芳香烴(多環(huán)芳香烴及其同系物),環(huán)炔烴,稠環(huán)芳香烴(萘、蒽等稠環(huán)芳香烴及其同系物),有機(jī)物篇,烴的命名原則,1,習(xí)慣命名法 以烴分子碳原子的數(shù)量命名 2,系統(tǒng)命名法(烴基:烴失去一個(gè)氫原子剩下的原子團(tuán)) A, 選主鏈(最長(zhǎng)的為主鏈) B,編號(hào)(靠近支鏈的一端) C, 寫名稱 4-甲基-3,5-二乙基庚烷,,有機(jī)物篇,開鏈烴之飽和烴(烷烴),烷烴:只有碳碳單鍵和碳?xì)滏I的鏈烴,是最簡(jiǎn)單的一類有機(jī)化合物。烷烴分子中,
11、氫原子的數(shù)目達(dá)到最大值。烷烴的通式為CnH2n+2 反應(yīng): 1,氧化:燃燒 2,鹵化:甲烷在紫外光或熱(250400)作用下,與氯反應(yīng)得各種氯代烷。 3,硝化:烷烴與硝酸或四氧化二氮進(jìn)行氣相(400450)反應(yīng),生成硝基化合物(RNO2)。 這種直接生成硝基化合物的反應(yīng)叫做硝化,由于硝基烷烴可以轉(zhuǎn)變成多種其它類型的化合物,如胺、羥胺、腈、醇、醛、酮及羧酸等因此烷烴硝化是一個(gè)很重要的反應(yīng)。 4,烷烴的脫氫制烯:天津渤?;び邢挢?zé)任公司65萬噸/年丙烷脫氫項(xiàng)目。丙烷俗稱:液化氣。,有機(jī)物篇,開鏈烴之不飽和烴(烯烴),烯烴是指含有C=C烯鍵的碳?xì)浠衔?。屬于不飽和烴。按含雙鍵的多少分別稱單烯
12、烴、二烯烴等。雙鍵中有一根易斷,所以會(huì)發(fā)生加成反應(yīng)。 單鏈烯烴分子通式為CnH2n。 雙鍵基團(tuán)是烯烴分子中的官能團(tuán),具有反應(yīng)活性,可發(fā)生氫化、鹵化、水合、鹵氫化、次鹵酸化、硫酸酯化、環(huán)氧化、聚合等加成反應(yīng),還可氧化發(fā)生雙鍵的斷裂,生成醛、羧酸等。 由于乙烯是制造塑料、合成乙醇、乙醛、合成纖維等重要原料因此有一種說法----乙烯年產(chǎn)量可以衡量一個(gè)國(guó)家化工產(chǎn)業(yè)發(fā)展水平。,有機(jī)物篇,常見烯烴產(chǎn)品,PE: 聚乙烯(食品用塑料袋等) PVC:聚氯乙烯(常見塑料) PP: 聚丙烯(洗衣機(jī)框架及機(jī)蓋,擋泥板、通風(fēng)管、風(fēng)扇等) PS: 聚苯乙烯(泡沫板,一次性飯盒等) ABS: 丙烯腈-苯乙烯-丁二烯共聚物
13、(家電外殼、玩具等日常用品),有機(jī)物篇,開鏈烴之不飽和烴(炔烴),炔烴:分子中含有碳碳三鍵的碳?xì)浠衔锏目偡Q,其官能團(tuán)為碳-碳三鍵(CC),分子通式為CnH2n-2,是一種不飽合的碳?xì)浠衔铩?炔烴可以和鹵素、氫、鹵化氫、水發(fā)生加成反應(yīng),也可發(fā)生聚合反應(yīng)。工業(yè)中乙炔被用來做焊接時(shí)的原料 工業(yè)中乙炔被用來做焊接時(shí)的原料。,有機(jī)物篇,芳香烴,芳香烴簡(jiǎn)稱“芳烴”,通常指分子中含有苯環(huán)結(jié)構(gòu)的碳?xì)浠衔?。是閉鏈類的一種。具有苯環(huán)基本結(jié)構(gòu),歷史上早期發(fā)現(xiàn)的這類化合物多有芳香味道,所以稱這些烴類物質(zhì)為芳香烴,后來發(fā)現(xiàn)的不具有芳香味道的烴類也都統(tǒng)一沿用這種叫法。例如苯、萘等。苯的同系物的通式是CnH2n-6(
14、n6)。 煤和石油是制備一些簡(jiǎn)單芳香烴如苯、甲苯等的原料。而這些簡(jiǎn)單芳香烴又是制備其它高級(jí)芳香族化合物的基本原料。,有機(jī)物篇,常見芳香烴-苯,苯:在常溫下為一種無色、有甜味的透明液體,并具有強(qiáng)烈的芳香氣味。苯具有的環(huán)系叫苯環(huán),是最簡(jiǎn)單的芳環(huán)。苯分子去掉一個(gè)氫以后的結(jié)構(gòu)叫苯基,用Ph表示。 苯在工業(yè)上最重要的用途是做化工原料。 例如:苯(加氫)---環(huán)己烷---尼龍 苯可以合成一系列苯的衍生物,其中最主要的用途是制取乙苯,其次是制取環(huán)己烷和苯酚。 苯有良好的溶解性能,可作為化工生產(chǎn)中的溶劑,有機(jī)物篇,常見芳香烴-萘,萘是一種有機(jī)化合物分子式C10H8,白色,易揮發(fā)并有特殊氣味的晶體.從煉焦的副產(chǎn)
15、品煤焦油中大量生產(chǎn),而用于合成染料、樹脂等。通常的衛(wèi)生球就是用萘制成的。,有機(jī)物篇,常見芳香烴-蒽,蒽,一種含三個(gè)環(huán)的稠環(huán)芳烴,分子式C14H10.它存在于煤焦油中.蒽的三個(gè)環(huán)的中心在一條直線上,是菲的同分異構(gòu)體。蒽為無色片狀晶體;有藍(lán)紫色熒光;用作發(fā)光材料(如在閃爍計(jì)數(shù)器中),特別是用于涂層(如用于吸收紫外光)。用于制造蒽醌和染料等。也用作殺蟲劑、殺菌劑、汽油阻凝劑等。,有機(jī)物篇,醇,羥基,又稱氫氧基。是由一個(gè)氧原子和一個(gè)氫原子相連組成的帶負(fù)電荷的離子團(tuán),化學(xué)式(OH)-。 醇是開鏈烴烴、脂環(huán)烴或芳香烴側(cè)鏈中的氫原子被羥基取代而成的化合物。 乙醇(CH3-CH2-OH):工業(yè)上大量生產(chǎn)乙醇是
16、用石油裂解氣中的乙烯做原料。,有機(jī)物篇,醇,乙醇(CH3-CH2-OH):工業(yè)上大量生產(chǎn)乙醇是用石油裂解氣中的乙烯做原料。 一種方法是把乙烯在100吸收于濃硫酸中,然后水解。此法優(yōu)點(diǎn)是乙醇產(chǎn)率高,但要用大量硫酸,對(duì)設(shè)備有強(qiáng)烈的腐蝕作用,還存在對(duì)廢酸的回收利用問題。 另一種方法在烯烴酸催化下加水時(shí),用磷酸做催化劑在300和7MPa壓力下,把水蒸氣通人乙烯中,此法步驟簡(jiǎn)單,沒有硫酸腐蝕及廢酸的回收利用問題,但需用高濃度的乙烯,且在高壓下操作,生產(chǎn)設(shè)備要求很高,且一次轉(zhuǎn)化成乙醇的量很少,要反復(fù)循環(huán),消耗能量較大。,有機(jī)物篇,酚(PH-OH),羥基直接和苯的碳原子相連的分子稱為酚 大多數(shù)酚是無色針
17、狀結(jié)晶或白色結(jié)晶,少數(shù)烷基酚為高沸點(diǎn)液體;有特殊氣味,遇空氣和光變紅,遇堿變色更快. 酚是重要的化工原料,可制造染料、藥物、酚醛樹脂、膠粘劑等。 鄰苯二酚、對(duì)苯二酚可作顯影劑,有機(jī)物篇,醚,醚是由一個(gè)氧原子連接兩個(gè)烷基或芳基所形成,醚的通式為:ROR。它還可看作是醇或酚羥基上的氫被烴基所取代的化合物. 乙醚(CH3-CH2-O-CH2-CH3)無色透明液體,有特殊刺激氣味,帶甜味,極易揮發(fā).主要作用為全身麻醉. 醚的制備: 1,Williamson(威廉森)合成法是用醇鈉和鹵代烷在無水條件下的反應(yīng)。 RONa+RXROR+NaX。 2,醇分子間失水在濃硫酸作用下,由醇可制對(duì)稱醚, 2
18、ROH濃H2SO4ROR+H2O,有機(jī)物篇,酮,酮是羰基與兩個(gè)烴基相連的化合物。 羰基是由碳和氧兩種原子通過雙鍵連接而成的有機(jī)官能團(tuán)(C=O)。是醛,酮,羧酸,羧酸衍生物等官能團(tuán)的組成部分。 丙酮(H3C-C=O-CH3):丙酮是重要的有機(jī)合成原料,用于生產(chǎn)環(huán)氧樹脂,聚碳酸酯,有機(jī)玻璃,醫(yī)藥,農(nóng)藥等。亦是良好溶劑,用于涂料、黏結(jié)劑、鋼瓶乙炔等。也用作稀釋劑,清洗劑,萃取劑。還是制造醋酐、雙丙酮醇、氯仿、碘仿、環(huán)氧樹脂、聚異戊二烯橡膠、甲基丙烯酸甲酯等的重要原料。在無煙火藥、賽璐珞、醋酸纖維、噴漆等工業(yè)中用作溶劑。在油脂等工業(yè)中用作提取劑。,有機(jī)物篇,羧酸,羧基與烴基直接連接的化合物,叫作羧
19、酸所有的有機(jī)酸都可以叫羧酸,由一個(gè)碳原子、兩個(gè)氧原子和一個(gè)氫原子組成,化學(xué)式-COOH。如醋(乙)酸(CH3COOH)、檸檬酸都含有羧基,這些羧基與烴基直接連接的化合物,叫作羧酸。 工業(yè)制乙酸: 1,甲醇的羰基化制備; 2,乙醇氧化法由乙醇在有催化劑的條件下和氧氣發(fā)生氧化反應(yīng)制得。 C2H5OH + O2=CH3COOH + H2O 3,乙醛氧化法,有機(jī)物篇,酯,酸(羧酸或無機(jī)含氧酸)與醇起反應(yīng)生成的一類有機(jī)化合物叫做酯。分子通式為R-COO-R(R可以是烴基,也可以是氫原子,R不能為氫原子,否則就是羧基)。 乙酸乙酯:工業(yè)溶劑,用于涂料、粘合劑、乙基纖維素、人造革、油氈著色劑、人造纖維等產(chǎn)品中;作為粘合劑,用于印刷油墨、人造珍珠的生產(chǎn);作為提取劑,用于醫(yī)藥、有機(jī)酸等產(chǎn)品的生產(chǎn);作為香料原料,用于菠蘿、香蕉、草莓等水果香精和威士忌、奶油等香料的主要原料。用作溶劑,及用于染料和一些醫(yī)藥中間體的合成。,有機(jī)物篇,謝謝!,