Курсовая работа «Поиск факторов управления взаимодействием оксида кобальта Co3O4 с водным раствором уксусной кислоты в органических средах в условиях работы бисерной мельницы»

Ацетат кобальта применяется в различных областях промышленности: в производстве синтетических волокон, в стекольной и керамической индустрии, в качестве аналитического реагента, отвердителя, осушителя для лакокрасочной продукции. Кобальт уксуснокислый также используется в качестве катализатора в таких химических процессах, как: окисление циклогексана; жидкофазное окисление углеводородов; окисление бутана; производство фенола, циклогексанола и циклогексанона; карбоксилирование; присоединение окиси углерода, присоединение по -C=C-, -С≡С-, -C=N- связям; синтез на основе смесей СО, Н2, олефинов; окисление ксилола, циклогексанона, тетралина, кумола парафинов; неполное окисление олефинов и их производных;  переработка синтетических углеводородов С8-С15, бензина, нефти и др.

Из курса химии известно, что взаимодействие оксидов с кислотами рассматривается как основной способ получения солей:

Co3O4 + 8HCl → 3CoCl2 + Cl2 + 4H2O;

2Co3O4 + 6H2SO4 → 6CoSO4 + O2 + 6H2O.

Ацетат кобальта, согласно обзору литературы, имеет широкое применение. Поэтому в условиях работы бисерной мельницы была проведена реакция взаимодействия оксида кобальта (II, III) с водным раствором уксусной кислоты в этиленгликоле.

Цель работы: определить влияние концентрации кислоты и катализаторов на образование ионов Co2+ и Co3+ при взаимодействии оксида кобальта Co3O4 с водным раствором уксусной кислоты в органических средах в условиях работы бисерной мельницы.

Задачи работы:

• изучить источники и литературу по теме курсовой работы;
• изучить методики проведения работы;
• освоить работу на необходимом оборудовании;
• провести серию экспериментов с целью поиска факторов управления взаимодействием оксида кобальта Co3O4 с водным раствором уксусной кислоты в органических средах в условиях работы бисерной мельницы;
• выполнить необходимые расчеты;
• построить по полученным данным графики;
• сделать выводы на основе полученных результатов.

Объектами исследования являются: оксид кобальта (II, III), ацетаты кобальта, ионы Co2+ и Co3+.

В ходе выполнения курсовой были получены следующие данные:

1. В условиях работы бисерной мельницы взаимодействие оксида кобальта Co3O4 с водным раствором уксусной кислоты в органических средах идет, но до небольшой степени превращения и сопровождается накоплением солей Co2+ и Co3+. Использование бензидина как катализатора является наиболее благоприятным для лучшего протекания химической реакции образования соли кобальта (II). Максимальное количество соли кобальта (III) приходится на систему, в которой отсутствует катализатор.
2. Полученный ряд активности катализаторов в системе: по Co2+ – тиомочевина; гидроксиламин солянокислый; мочевина; хлорид кобальта (II), 6-водный; дифениламин; бензидин; по Co3+ – бензидин; тиомочевина; хлорид кобальта (II), 6-водный; мочевина; дифениламин; о-аминофенол; гидроксиламин солянокислый.
3. Получившиеся фильтраты имеют различную окраску, обусловленную разным соотношением солей Co (II) и Co (III) в реакционной смеси.
4. Полученные уравнения скорости имеют вид:

по Co2+: W=3,37·10-6· [Co2+] 0,36;

по Co3+: W=6, 14·10-6· [Co3+] 0,47.