Себестоимость продукции

Качество продукции – совокупность свойств продукта, обуславливающих его пригодность удовлетворять определенные потребности в соответствии с его назначением.
Применительно к химическим продуктам, это в первую очередь их чистота, характеризующаяся видом и количеством примесей к основному веществу.
Управление качеством базируется на стандартизации - нормативном способе управления, когда воздействие на объект осуществляется путем установления норм и правил, оформленных в виде нормативных документов, имеющих юридическую силу.
2

К таким документам относятся:
государственный стандарт ГОСТ
отраслевой стандарт ОСТ республиканский стандарт РСТ
стандарт предприятия СТП
технические условия ТУ
3

Международная организация по стандартизации, ИСО (International Organization for Standardization, ISO) — международная организация, занимающаяся выпуском стандартов.
American Society for Testing and Materials (ASTM)
Федеральное агентство по техническому регулированию и метрологии
Стандартизация осуществляется в соответствии с принципом
применения международного стандарта как основы разработки национального стандарта, за исключением случаев, если такое применение признано невозможным вследствие несоответствия требований международных стандартов климатическим и географическим особенностям Российской Федерации, техническим и (или) технологическим особенностям или по иным основаниям либо Российская Федерация в соответствии с установленными процедурами выступала против принятия международного стандарта или отдельного его положения;
4

International Organization for Standardization specification for water for laboratory use ISO 3696: 1995
American Society for Testing and Materials (ASTM) D1193-2006 Standard specification for Reagent Grade Water
5

6

Пример показателей качества промышленной воды

И показатели качества питьевой воды
(СанПиН 2.1.4.1074-01)
Как видно, в промышленности в качестве охлаждающей воды (например в теплообменниках) питьевую воду (ту что течет у нас дома из крана) не используют. Почему? Слишком дорого.

И еще один пример, касающийся газообразного азота, который используется в промышленности в качестве наиболее дешевого инертного газа, в том числе для продувки оборудования и создания азотной «подушки» (азот тяжелее воздуха).
Азот газообразный технический 1 сорт стоит 56,64 рубля за м3
Азот газообразный особой чистоты 1 сорт стоит 89,25 рубля за м3
Вопрос: Азот какой марки используют на предприятиях органического синтеза?

Физико-химические закономерности в химической технологии.
В основе химико-технологического процесса лежит одна или несколько химических реакций. Единой классификации реакций, из-за их огромного разнообразия не существует, используем следующее деление реакций на группы:
1. По механизму: простые и сложные реакции.
Простая реакция состоит из однотипных элементарных актов взаимодействия реагирующих частиц. В простой реакции реагенты непосредственно превращаются в конечные продукты без образования продуктов промежуточных, то есть она является одностадийной. Соответственно, для простой реакции существует одно переходное состояние (один энергетический барьер). Для описания простой реакции достаточно одного стехиометрического уравнения.
Сложная реакция состоит из нескольких простых реакций – то есть элементарных стадий, связанных друг с другом через реагенты или продукты.
7

8

9

2. По молекулярности реакции
Молекулярность реакции определяется числом молекул, участвующих в элементарном акте химического взаимодействия.
Мономолекулярная реакция – простая реакция, в которой превращается одна частица (молекула, ион или радикал), пример мономолекулярной реакции – изомеризация молекул, дегидратация этанола до этилена.
В бимолекулярной реакции превращается две частицы, в тримолекулярной соответственно три при их одновременном столкновении.
3. По порядку реакции.
В общем виде кинетическое уравнение, то есть уравнение, связывающее скорость химической реакции с концентрацией реагентов может быть записано в виде:
Скорость химической реакции прямо пропорциональна произведению концентраций реагирующих веществ (закон действующих масс)
Где νi - показатель степени при концентрации реагента в кинетическом уравнении - порядок реакции по реагенту, а сумма частных порядков по реагентам – суммарный (интегральный) порядок реакции.
10

Для простой реакции порядок по реагенту равен числу частиц реагента участвующих в реакции, и соответственно суммарный порядок реакции совпадает с ее молекулярностью, то есть всегда величина целочисленная и положительная.
Для сложной реакции порядок может быть целочисленным, дробным и отрицательным.
Может ли порядок по реагенту быть нулевым?
Формально может, например для реакции
aА + bB → cC
в условиях значительного избытка одного из реагентов, например, реагента B
(СB >>СА)
изменение концентрации вещества B в ходе реакции несущественно по сравнению с изменением концентрации вещества А
то есть СB,τ ≈ CB,0 ≈ const
Соответственно, наблюдаемый порядок по B равен O, а кинетическое уравнение преобразуется к виду:
Где наблюдаемая константа скорости k/ = произведению константы скорости k на
начальную концентрацию реагента B (CB,0).
11

Константа скорости - коэффициент пропорциональности между скоростью реакции и произведением концентраций реагирующих веществ.
Формально - величина константы скорости равна скорости химической реакции, когда концентрации всех реагентов равны 1.
Для сложной реакции, скорость которой подчиняется закону действующих масс, коэффициент пропорциональности называют эффективной константой скорости реакции или коэффициентом скорости реакции.
Константа скорости не зависит от концентраций реагирующих веществ, но зависит от температуры.
Уравнение температурной зависимости константы скорости впервые выведено Аррениусом (на базе экспериментальных данных) и имеет вид:
Вопрос 1: физический смысл энергии активации?
Вопрос 2: размерность всех параметров в правой части уравнения Аррениуса
12

4. Обратимые и необратимые реакции:
aА (реагент) ⇔ bВ (целевой продукт)
5. По фазовому состоянию:
Гомофазные или гомогенные и гетерофазные или гетерогенные.
В первом случае реагирующие вещества находятся в одной фазе, во втором в разных фазах.
6. По тепловому эффекту:
Экзотермические и эндотермические реакции.
Положительное значение теплового эффекта реакции означает, что тепло поглощается, отрицательное значение что тепло выделяется.
Для обратимой реакции тепловые эффекты прямого и обратного направления равны по величине, но обратные по знаку.
7. Каталитические и некаталитические.
В зависимости от фазового состояния реагентов и катализатора различают гомогенный и гетерогенный катализ.
13

Равновесие химической реакции
Фактически для любой реакции можно подобрать условия, в которых с заметной скоростью будет идти как прямая, так и обратная реакция, поэтому формально необратимой в данных условиях считается реакция, протекающая в одном из направлений с ничтожно малой скоростью.
Представим обратимую в данных условиях реакцию
aА + bВ ⇔ cС + dD
Пусть в начальный момент в замкнутой системе имеется только некоторое количество исходных реагентов А и В. Реакция в этих условиях идет только в прямом направлении, слева – направо, и согласно закону действующих масс скорость ее пропорциональна концентрациям реагентов А и В:
Очевидно, что скорость этого направления максимальна в начальный момент времени, когда концентрация веществ А и В максимальна. По мере их расходования, концентрация снижается и соответственно снижается скорость прямой реакции. Для реакции обратной, идущей справа - налево, наоборот скорость возрастает по мере накопления веществ С и D:
14

В определенный момент времени скорости прямой и обратной реакции выравниваются и наступает состояние химического равновесия:
:
Из условия равенства скоростей в состоянии равновесия:
Индекс «e» при концентрациях от английского «equilibrium» -равновесие.
Отношение констант скоростей прямой и обратной реакции в состоянии равновесия называется константой равновесия и обозначается большой буквой «К»:
15