Това съединение е толкова широко използвано в световните индустрии, че дори неговото използване определя нивото на развитие на тази област в страните. Нивото на производство на сярна киселина е изключително високо, тъй като има много качества, които я правят отлична за производството и производството на определени материали, които са много популярни в целия свят. Това има характеристики, които го правят с невероятна корозивна сила, поради което му е дадено съответното име.
През Средновековието това съединение е било известно като витриолово масло, чието име е дадено от алхимиците по това време, приблизително през VIII и IX век, това са и най-важните векове, отнасящи се до откриването и изучаването на функциите му.
Съществуват различни процеси за получаване на сярна киселина, като процесът на оловната камера е най-старият от всички, дори и днес е много често да се наблюдава този процес, тъй като големите индустрии за производство на торове го използват, за да улеснят получаването на същото.
Процесите за получаване на тази киселина могат да бъдат много опасни, ако не знаете точно всички стъпки, които трябва да са известни, за да можете да ги извършите, тъй като тя произвежда големи количества топлина и от своя страна тялото ви е много горещо, така че всеки пръскането може да причини тежки изгаряния.
Състав на сярна киселина
Това е най-широко използваното съединение в световен мащаб, като индустрията с най-високи нива на сярна киселина е производителите на торове, най-силната характеристика на това е, че е изключително корозивен компонент и химическата му формула е S2HO4.
Сярната киселина е компонент с най-високо производство в световен мащаб, Това се дължи на факта, че той има определени характеристики, които позволяват разработването на безкрайност на продукти, получени от него, както и може да се използва за синтеза на други вещества като киселини и сулфати.
В древни времена е било известно като масло или спирт на Витриол, тъй като идва от този минерал, обикновено това съединение може да бъде получено от серен диоксид чрез процес, наречен окисление с азотни оксиди във воден разтвор, след получаването му е необходимо да се извършват други процеси с цел повишаване на концентрацията му.
Двата водородни атома, които тази молекула притежава, са свързани с двата кислородни атома, които не са двойно свързани със сяра. В зависимост от наличния разтвор, тези водороди могат да се дисоциират.
Молекулата на киселината има особена пирамидална форма, характеризираща се със серен атом в центъра, докато водородните атоми могат да се видят в четирите ъгъла. Във водата се държи като силна киселина при първата си дисоциация, като в резултат се получава хидрогенсулфатният анион, въпреки че при втората дисоциация се появява като слаба киселина, което води до сулфатен анион.
Образуване на сярна киселина
Това може да се намери в различни области на търговията в различни презентации, започвайки от най-чистата, до всички видове смеси, които могат да съществуват, получени от нея, които се измерват по степени на чистота.
За да се получи сярна киселина, е необходимо да се преминат през определени процеси за нейното получаване, сред които най-известните и най-използвани са тези на оловната камера и на контактния процес, първият споменат е най-старият метод за получаване на това съединение и днес той продължава да бъде от голямо значение и употреба, особено от индустриите, отговорни за производството на торове.
Възможно е да се получи това съединение в лаборатории, това се постига чрез преминаване на поток от серен диоксид газ, в разтвор на водороден прекис. Концентрацията на сярна киселина чрез този производствен процес се постига чрез изпаряване на водата.
Процес на контакт
В този процес на получаване на сярна киселина може да се наблюдава смес от газове, които съдържат приблизително между 7 и 10 процента SO2 в зависимост от източника на неговото производство и приблизително между 11 и 13 процента се загрява предварително и след като се пречисти до максимум, може да се предаде на преобразувател на едно или вероятно повече каталитични слоеве, това се дължи на платинено правило, при което може да се визуализира образуването на SO3 обикновено в този процес се използват два или повече преобразуватели.
Производството на това съединение чрез изгарянето на елементарна сяра има тенденция да представи по-добър енергиен баланс, който не е задължително да се адаптира към някои строги системи за пречистване, което в други случаи е принудително.
Има голяма разлика между SO производство2 чрез изгаряне на сярад, а по другия метод, известен като печене на пирити, особено ако те са арсенови, това е така, защото вторият оставя много примеси в крайния резултат, които никога не могат да бъдат напълно елиминирани.
В инсталация в нормална експлоатация ефективността на преобразуване на SO2 до SO3 варира от 96% и 97%, поради факта, че тяхната ефективност намалява с течение на времето, този ефект може да се забележи по-често при растения, където се използват изходни пирити с високо съдържание на арсен, които не могат напълно да елиминират съединението и следователно придружават газовете които претърпяват процеса на катализа, причинявайки отравяне на катализатора, което е основната причина за внезапните спадове в производителността.
Във втория преобразувател газовете имат време на престой приблизително от 2 до 4 секунди и при това температурата трябва да бъде привикана между 500 и 600 ° градуса по Целзий, за да се постигне оптимална константа на равновесие, за да се постигне максимална конверсия с минималните възможни разходи.
След предишния процес газовете, идващи от катализата, се охлаждат до температура, близка до 100 ° градуса по Целзий, за да преминат през олеумова кула, благодарение на това се постига не пълно, а по-скоро частично усвояване на SO.3, останалите газове от това преминават през втора кула, където съединението се почиства и измива със сярна киселина.След като всички тези стъпки са завършени, остатъчните газове се елиминират през комин в стратосферата.
Процес на водеща камара
Този конкретен процес е най-старият известен, с който се произвежда и получава сярна киселина, при който SO3 газообразно влиза в реактор, известен с името на кула на ръкавицата където той влиза в процес на измиване с азотен витриол, който е сярна киселина с разтворени в него частици азотен оксид и въглероден диоксид, който от своя страна се смесва с два вида азотен оксид (NO) и (IV). Голяма част от използвания тук серен оксид IV се окислява до серен оксид VI и се разтваря в кисела баня, за да образува кулата киселина, характерна за кулата Гловър.
След като газовите смеси преминат през кулата на Glover, те се отвеждат в камера, облицована с олово (откъдето идва и името му), където се обработват с много вода, която има различни форми, според критериите на производителя, сред които най-често срещаните са квадрат или такива, които имат форма, подобна на тази на конус.
Сярната киселина се кондензира по стените, образува се от поредица от реакции и се натрупва на пода на камерата с оловно покритие, обикновено може да се наблюдава съществуването на между 3 и 6 камери последователно, крайният продукт, получен от споменатите камери. често е известен като камерна киселина или по-често като торна киселина.
В последната фаза на този процес газовете се прекарват през друг реактор, наречен Gay-Lussac кула, където започва непрекъснато измиване с концентрирани и студени киселини, които идват от кулата Glover, за да се прекратят газовете, които не могат да бъдат преработени. пуснати в атмосферата.
История на сярна киселина
Началото му датира от средновековието, в което вместо учени алхимици са тези, които експериментират с вещества, получени от земята, като са предимно естествени, въпреки че някои успяват да произвеждат съединения като Jabirú Ibn Hayyan, който е откривателят на сярна киселина за за първи път през осми век и след това през следващите векове, за да бъдат проучени задълбочено, тъй като те са осъзнали големите му качества и възможните приложения, които съдържат възможността за производство на нови артефакти и продукти, определеният процес успява да стане популярен в онези времена на трактати и книги както на араби, така и на персийци, поради изследването, направено от европейски алхимици през ХІІІ век.
В Европа от онези времена, точно в средновековната епоха, сярната киселина е била известна като витриол или витриолово съединение, като витриолова течност или витриолово масло, тъй като тя присъства в този минерал. Думата витриол идва от латинското vitreus, което се отнася до сулфатни соли и преводът му на испански ще бъде кристален.
Този компонент от самото начало се оказа голям интерес сред алхимиците, дотолкова, че се опита да бъде използван като философски камък, въпреки че сред най-честите му приложения беше да накара веществата да реагират.
Йохан Глаубер е германски химик с холандски произход, успял да получи сярна киселина или витриол чрез процес на изгаряне на сяра с калиев нитрат в присъствието на водна пара. Това се дължи на факта, че докато калиевият нитрат се разлага, беше възможно да се наблюдава как сярата се окислява в SO3 че по-късно при комбинирането му с вода е възможно да се получи съединението. Това се превърна в чудесен метод за комерсиализиране на сярна киселина, тъй като беше по-лесно да се произвежда масово.
В пъти по-близо до около 1746 г. започва да се използва камерен метод с оловно покритие, който е много по-устойчив и прост от този на Glauber и това окончателно стабилизира производствената индустрия на това съединение, което води до голяма търговия с него около света.
Нивата на концентрация бяха много ниски от приблизително 40%, но това беше подобрено с изследванията на характеристиките на съединението, като се постигна производството на нови продукти, които изискват по-високи концентрации, това е така, защото някои от учените, на които разчитаха в древните практики на получаване на алхимици, именно при изгарянето на пирити.
Тогава през 1831 г. продавачът на оцет успя да генерира много по-устойчив процес от предишните, поради ниските разходи, които заслужаваше да може да ги извърши, което се нарича процес на контакт, тъй като това е известно, че има по-голямата част от доставка на сярна киселина.
Приложения и профилактика на сярна киселина
След като са известни всички аспекти и историята на получаването на това съединение за първи път, изключително важно е да се знае какви са най-често срещаните му приложения и предпазните мерки, които трябва да се вземат, тъй като в повечето от тези процеси то се загрява веществото до такава степен, че може силно да изгори всеки.
Най-често срещаните приложения
- някои индустриални процеси които карат продуктите от дърво и хартия да изискват сярна киселина в тях, както и в текстилните продукти.
- В индустриите за производство на торове се отбелязва по-голямото потребление и търсене на това съединение, тъй като неговите компоненти са много ефективни за разработването на тези вещества, тъй като то действа като естествен тор.
- В повечето случаи това съединение се използва като суровина, въпреки че рядко се отразява в крайния продукт.
- Сред най-важните са рафинирането на нефт, обработката на стомана, производството на пигменти, експлозиви, пластмаси, влакна, детергенти и добив на цветни метали.
- Той служи като метод за обработка на различни метали като стомана, мед, ванадий, наред с други.
- В някои страни използването му се наблюдава стриктно от субектите, принадлежащи към законите за здравна защита.
- Така да се каже, най-прякото му използване е производството на сяра, която е включена чрез органично сяра, чийто процес е специфичен за детергентните индустрии.
предпазни мерки
Производствените процеси на сярна киселина могат да бъдат наистина опасни, тъй като в по-голямата част, ако не всички, съединението се загрява до екстремни температури, така че винаги трябва да се има предвид, че трябва да се излива във вода, а никога обратното , тъй като може да причини агресивни пръски, които могат да причинят тежки изгаряния на кожата.