Proces tehnologic de fabricare a sulfatului de zinc

Proces tehnologic de fabricare a sulfatului de zinc (ZnSO4)

Reactii:

I. Zn + H2SO4 -> ZnSO4 + H2

II. ZnO+ H2SO4 -> ZnSO4 + H2O

Materii prime:

- deseuri din metalurgia neferoasa care contin zinc metalic si oxid de zinc

- deseuri din industria de prelucrare a metalelor

- solutie 18-25% H2SO4

Ecuatii caracteristice:

I. [Zn + A']s + [H2SO4 + H2O]l -> [ZnSO4 + A" + H2O]l + [H2]g

II. [ZnO + A']s + [H2SO4 + H2O]l -> [ZnSO4 + A"+ H2O]l

unde A'- Fe, Cu, Cd, Ni

A"- saruri solubile de Fe2+, Cu2+, Cd2+, Ni2+

Tip de proces chimic industrial:

I. dizolvare - reactie chimica - formare si crestere de germeni

II. dizolvare - reactie chimica

Structura proceselor:

I. TZn(s) DZn TZn(l) TZnSO4(l)

a.m. r.ch.

TH2SO4(l) f.c.g. TH2(g)

II. TZnO(s) DZnO TZnO(l)

a.m. r.ch. TZnSO4(l)

TH2SO4(l)

Studiu termodinamic:

Substanta ?Hf?(entalpia) S?(entropia)

kJ/mol J/(mol*K)

Zn 0 41,63

ZnO -348 43,9

H2SO4 -814 157

ZnSO4 -983 120

H2O -285,83 69,95

H2 0 130,68

Formule:

?G = ?H - T*?S

?H= ?Hf? produsi - ?Hf? reactanti

?S = S? produsi - S? reactanti

unde: G-entalpia libera

T= 360 K

Calcule:

I. ?H= -983 - (-814) = -169 kJ/mol

?S= 120 + 130,68 - (41,63 + 157) = 52,05 J/(mol*K)

?G= -169 - 360*52,05*10-3 = -187,738 kJ/mol > 0 (r.exoterma)

II. ?H= -983 + (-285,83) - [-814 + (-348)] = -106,83 kJ/mol

?S= 120 + 69,95 - (43,9 + 157) = -10,95 J/(mol*K)

?G= -106,83 - 360*(-10,95)*10-3 = -102,888 kJ/mol > 0 (r.exoterma)

Cele doua reactii sunt exoterme => sunt posibile dpdv termodinamic