Seda ühendit kasutatakse maailma tööstustes nii laialdaselt, et isegi selle kasutamine määrab selle piirkonna arengutaseme riikides. Väävelhappe tootmistase on äärmiselt kõrge, kuna sellel on palju omadusi, mis muudavad selle suurepäraseks teatud materjalide tootmiseks ja tootmiseks, mis on kogu maailmas väga populaarsed. Sellel on omadused, mis muudavad selle uskumatuks söövitavaks jõuks, mistõttu talle antakse vastav nimi.
Keskajal oli see ühend tuntud kui vitriooliõli, mille nime andsid tolleaegsed alkeemikud, umbes XNUMX. ja XNUMX. sajandil, olid need ka kõige olulisemad sajandid, viidates selle avastamisele ja funktsioonide uurimisele.
Väävelhappe saamiseks on erinevaid protsesse, mis on pliikambriprotsess vanim, millest isegi tänapäeval on selle protsessi tunnistajaks väga tavaline, sest suured väetisi tootvad tööstused kasutavad seda sama saamise hõlbustamiseks.
Protsessid selle happe saamiseks võivad olla väga ohtlikud, kui te ei tea täpselt kõiki samme, mis peavad olema teadlikud nende teostamiseks, sest see toodab suures koguses soojust ja teie keha on omakorda väga kuum, nii et kõik pritsmed võivad põhjustada tõsiseid põletushaavu.
Väävelhappe koostis
See on kogu maailmas enimkasutatav ühend, väetiste tootjad on tööstus, kus väävelhapet kasutatakse kõige rohkem, selle kõige tugevam omadus on see, et see on äärmiselt söövitav komponent ja selle keemiline valem on S2HO4.
Väävelhape on komponent, mille toodang on kõrgeim kogu maailmas, See on tingitud asjaolust, et sellel on teatud omadused, mis võimaldavad välja töötada sellest saadud toodete lõpmatuse, samuti saab seda kasutada ka muude ainete, näiteks hapete ja sulfaatide sünteesiks.
Iidsetel aegadel oli see tuntud kui Vitrioli õli või piiritusjook, kuna see pärineb sellest mineraalist. Üldiselt võib seda ühendit saada vääveldioksiidist protsessis, mida nimetatakse oksüdeerimiseks lämmastikoksiididega vesilahuses, pärast selle saamist on vaja selle kontsentratsiooni suurendamiseks viia läbi muid protsesse.
Kaks selle vesiniku aatomit, mis sellel molekulil on, on seotud kahe hapniku aatomiga, mis pole väävliga kaksiksidet. Sõltuvalt olemasolevast lahusest võivad need vesinikud eralduda.
Happemolekulil on omapärane püramiidkuju, mida iseloomustab väävliaatomi keskpunkt, samas kui vesinikuaatomid on nähtavad neljast nurgast. Vees käitub see esimesel dissotsiatsioonil nagu tugev hape, saades selle tulemusena vesiniksulfaadi aniooni, kuigi teises dissotsiatsioonis ilmneb see nõrga happena, mille tulemuseks on sulfaatioon.
Väävelhappe moodustumine
Seda võib leida erinevates kaubandusvaldkondades erinevates esitlustes, alustades kõige puhtamast kuni kõigi sellest saadud segude tüüpideni, mida mõõdetakse puhtusastmete järgi.
Väävelhappe moodustumise eksisteerimiseks on selle saamiseks vaja läbi viia teatud protsessid, millest kõige tuntumad ja enamkasutatavad on pliikambri ja kontaktprotsessi protsessid. Esimene neist on vanim meetod See ühend on tänapäeval jätkuvalt suure tähtsuse ja kasutusega, eriti väetiste tootmise eest vastutavate tööstuste poolt.
Seda ühendit on võimalik saada laborites saavutatakse vääveldioksiidi voo läbimisegavesinikperoksiidi lahuses. Selle tootmisprotsessi käigus saavutatakse väävelhappe kontsentratsioon vee aurustamisega.
Kontakti protsess
Selles väävelhappe saamise protsessis võib täheldada gaaside segu, mis sisaldab ligikaudu 7–10 protsenti SO2 , vastavalt selle tootmise allikale ja eelsoojendatakse ligikaudu 11–13 protsenti ja kui see on maksimaalselt puhastatud, saab selle viia ühe või tõenäoliselt mitme katalüütilise kihi muundurile. Selle põhjuseks on plaatina reegel, kus SO moodustumist saab visualiseerida3 tavaliselt kasutatakse selles protsessis kahte või enamat muundurit.
Selle ühendi tootmine elementaarse väävli põletamisel annab parema energiabilansi, mis ei pea tingimata kohanema mõne range puhastussüsteemiga, mis muudel juhtudel on see protsess sunnitud.
Nende vahel on suur erinevus SO tootmine2 põletades väävlite ja muu meetodi, mida nimetatakse püriitide röstimiseks, eriti kui need on arseenilised, seda seetõttu, et teine jätab lõpptulemusse palju lisandeid, mida ei saa kunagi täielikult kõrvaldada.
Tavatingimustes töötavas jaamas on SO konversioonitulemus2 kuni SO3 ulatub 96% ja 97%, kuna nende efektiivsus aja jooksul väheneb, võib seda efekti märgata sagedamini taimedes, kus kasutatakse kõrge arseenisisaldusega lähtepüüriite, mida ei saa ühendit täielikult kõrvaldada ja seepärast kaasnevad katalüüsi läbinud gaasidega põhjustades katalüsaatori mürgistust, mis on jõudluse järsu languse peamine põhjus.
Teises muunduris on gaaside viibeaeg umbes 2 kuni 4 sekundit ja selles tuleb temperatuuri harjuda vahemikus 500 kuni 600 kraadi Celsiuse järgi, et saavutada optimaalne tasakaalukonstant, et saavutada maksimaalne muundamine võimalikult väikeste kuludega.
Pärast eelmist protsessi jahutatakse katalüüsi teel saadud gaasid temperatuurile, mis on lähedal 100 ° C, et seejärel läbi oleumitorni pääseda, tänu sellele saavutatakse SO mitte täielik, vaid osaline imendumine.3Sellest ülejäänud gaasid läbivad teise torni, kus ühend puhastatakse ja pestakse väävelhappega. Pärast kõigi nende etappide lõppu elimineeritakse jääkgaasid korstna kaudu stratosfääri.
Pliikoja protsess
See konkreetne protsess on vanim teadaolev väävelhappe tootmise ja saamise protsess, milles SO3 gaasiline siseneb reaktorisse, mille nimi on kindlatorn kus see siseneb pesemisprotsessi dilämmastikvitriooliga, milleks on väävelhape koos selles lahustunud dilämmastikoksiidi ja süsinikdioksiidi osakestega, mis omakorda segatakse kahte tüüpi lämmastikoksiidi (NO) ja (IV). Suur osa siin kasutatavast vääveloksiidist IV oksüdeeritakse vääveloksiidiks VI ja lahustatakse happevannis, moodustades tornhappe, mis on iseloomulik Gloveri tornile.
Kui gaasisegud läbivad Gloveri torni, viiakse need pliiga (sellest ka selle nimega) vooderdatud kambrisse, kus neid töödeldakse rohke veega, mis on tootja kriteeriumide järgi erineva kujuga, sealhulgas kõige tavalisemad. ruudukujulised või need, millel on koonusega sarnane kuju.
Väävelhape kondenseerub seintel, moodustub mitmete reaktsioonide abil ja koguneb pliiga kaetud kambri põrandale. Tavaliselt võib täheldada 3 kuni 6 kambri olemasolu järjest. Lõpptoode saadakse nimetatud kambritest. nimetatakse sageli kambrihappeks või sagedamini väetishappeks.
Selle protsessi viimases faasis juhitakse gaasid läbi teise reaktori, nimega Gay-Lussac torn, kus pidev pesemine algab kontsentreeritud ja külmade hapetega, mis tulevad Gloveri tornist, et lõpetada töötlemata gaasid. atmosfääri lastud.
Väävelhappe ajalugu
Selle algus pärineb keskajast, kus teadlaste asemel olid alkeemikud need, kes katsetasid maast saadud aineid, olles enamasti looduslikud, ehkki mõnel õnnestus valmistada selliseid ühendeid nagu Jabirú Ibn Hayyan, kes oli väävelhappe avastaja esimest korda kaheksandal sajandil ja seejärel järgnevatel sajanditel, et neid põhjalikult uurida, kuna nad olid aru saanud selle suurepärastest omadustest ja võimalikest kasutusvõimalustest, mis sisaldasid võimalust uute esemete ja toodete valmistamiseks, jõudis sihikindel protsess populaarseks saada nendel traktaate ja nii araablaste kui pärslaste raamatuid, tänu Euroopa alkeemikute XIII sajandil tehtud uuringule.
Nende aegade Euroopas, täpselt keskaja ajal, oli väävelhape tuntud kui vitriool või vitriooliühend, nagu vitrioolilahus või vitriooliõli, kuna seda leidub selles mineraalis. Sõna vitriool pärineb ladinakeelsest vitreusest, mis viitab sulfaatsooladele ja selle tõlge hispaania keelde oleks kristall.
See komponent osutus alkeemikute seas algusest peale väga suureks, nii et seda hakati proovima kasutada filosoofi kivina, ehkki selle kõige tavalisem kasutusala oli ainete reageerimine.
Johann Glauber oli Hollandi päritolu saksa keemik, kellel õnnestus saada väävelhapet ehk vitriooli väävli põletamine kaaliumnitraadiga veeauru juuresolekul. Selle põhjuseks oli asjaolu, et samal ajal kui kaaliumnitraat lagunes, oli võimalik jälgida, kuidas väävel oksüdeerus SO3 et hiljem veega kombineerides õnnestus ühend saada. Sellest sai suurepärane väävelhappe turustamise meetod, sest seda oli lihtsam massiliselt toota.
Ligikaudu 1746. aastale lähemal ajal hakati kasutama pliiga kaetud kambrimeetodit, mis oli palju jätkusuutlikum ja lihtsam kui Glauber, ning see stabiliseeris lõpuks selle ühendi tootmise tööstuse, põhjustades sellega suurt kaubandust. ümber maailma.
Kontsentratsioonitasemed olid väga madalad, umbes 40%, kuid seda parandati ühendi omaduste uurimisega, saavutades uute toodete tootmise, mis nõudsid suuremaid kontsentratsioone, seda seetõttu, et mõned teadlased tuginesid iidsetes alkeemikute hankimine, täpselt püriitide põletamisel.
Siis õnnestus äädikamüüjal 1831. aastal luua varasematest palju jätkusuutlikum protsess, kuna see teenis nende teostamiseks vajalikke madalaid kulusid, mida nimetatakse kontaktprotsessiks. väävelhappe tarnimine.
Väävelhappe rakendamine ja ennetamine
Kui selle ühendi esmakordse valmistamise kõik aspektid ja ajalugu on teada, on äärmiselt oluline teada, millised on selle kõige tavalisemad kasutusalad ja milliseid ettevaatusabinõusid tuleb rakendada, sest enamikus neist protsessidest on see kuumutas ainet sedavõrd, et see võib kedagi tõsiselt põletada.
Kõige tavalisemad rakendused
- Mõned tööstuse protsessid puidu- ja paberitooted vajavad neis, aga ka tekstiiltoodetes väävelhapet.
- Väetisetootmises märgitakse selle ühendi suuremat tarbimist ja nõudlust, kuna selle komponendid on nende ainete väljatöötamisel väga tõhusad, sest see toimib loodusliku väetisena.
- Enamasti kasutatakse seda ühendit toorainena, ehkki lõpptootes kajastub see harva.
- Kõige olulisemad on nafta rafineerimine, terase töötlemine, pigmendi tootmine, lõhkeained, plast, kiud, detergendid ja värviliste metallide kaevandamine.
- Seda kasutatakse teiste metallide, nagu teras, vask, vanaadium, töötlemismeetodina.
- Mõnes riigis jälgivad selle kasutamist rangelt tervisekaitseseadustesse kuuluvad üksused.
- Selle kõige otsesem kasutamine on niiöelda väävli tootmine, mis ühendatakse orgaanilise vääveldamise teel, mille protsess on spetsiaalselt detergentide tööstusele.
Ettevaatusabinõud
Väävelhappe tootmisprotsessid võivad olla tõesti ohtlikud, kuna valdavas enamuses, kui mitte kõigis, kuumutatakse ühend äärmuslikele temperatuuridele, mistõttu tuleb alati arvestada, et see tuleb valada vette ja mitte kunagi vastupidi , kuna see võib põhjustada agressiivseid pritsmeid, mis võivad põhjustada tõsiseid nahapõletusi.