Общие понятия о химическом производстве

При ознакомлении учащихся с производством серной и азотной кислот и синтезом аммиака учитель обращает внимание на некоторые общие понятия о химическом производстве. Имея в виду основную задачу занятия - приведение в систему приобретенных учащимися знаний об общих понятиях химического производства, следует взять в качестве основной идеи урока нахождение и поддержание оптимальных условий протекания химических реакций на производстве, т. е. оптимизацию управления химическим производством. Это нужно для того, чтобы учащиеся знали, как следует полнее использовать сырье, получить более высокий выход продукта реакции при возможно более высокой удельной производительности реакторов (на единицу их объема) и при наименьшем расходовании энергии, от чего существенно зависят себестоимость продукта и капиталовложения на строительство химического предприятия.

Оптимизация управления химическим производством связана с физико-химическими характеристиками химических реакций - обратимостью или необратимостью реакции, экзотермичностью или эндотермичностью протекающих процессов, гетерогенностью или гомогенностью реакций, протеканием их с катализатором или без него. На основе этих характеристик подбираются различные условия для ускорения химических реакций и полноты выхода продукта (противоток, применение оптимальных температур, повышение концентрации реагирующих веществ, увеличение поверхности реагирующих веществ, применение катализаторов, циркуляция реагирующих веществ, непрерывность производства). Если учитель просто расскажет учащимся об общих принципах химического производства, то это превратится в перечисление известных учащимся фактов, которые они воспринимают пассивно и безучастно. Поэтому при построении урока об общих принципах химического производства следует исходить из того, что учитель должен обобщить, подытожить ранее пройденный материал и целесообразно использовать самостоятельную работу учащихся. Для этого перед уроком им дают задание на дом, чтобы на основе его на уроке успешно проходила обобщающая беседа.

Это задание можно дать в виде таблицы, которую учащиеся заполняют после повторения материала по учебнику. Таблица составляется так, чтобы в ней можно было сопоставить данные по различным производствам, подметить общие принципы управления химическими реакциями на производстве. В одной графе отмечают условия ускорения химических реакций (противоток, применение оптимальных температур и т. д.), а в другой - в каких производствах эти условия осуществляются (производство серной кислоты, аммиака, азотной кислоты). Таблицы составляют и при разборе типовых аппаратов химических производств. Учащиеся отмечают, что эти аппараты подразделяются на два типа: 1) реакторы, в которых осуществляются химические процессы (контактные аппараты, печи и др.); 2) вспомогательные аппараты (в них осуществляется подготовка сырья, его очистка, разделение полученных продуктов). Учащиеся указывают, какие типовые аппараты являются общими для различных химических производств.