Ezt a vegyületet annyira elterjedten használják a világ iparaiban, hogy még a használata is meghatározza e terület fejlettségi szintjét az országokban. A kénsav termelési szintje rendkívül magas, mert számos olyan tulajdonsággal rendelkezik, amelyek kiválóan alkalmasak bizonyos anyagok gyártására és gyártására, amelyek nagyon népszerűek az egész világon. Olyan tulajdonságokkal rendelkezik, amelyek hihetetlen maró hatásúak, ezért kapják a megfelelő nevet.
A középkorban ez a vegyület a vitriololaj, amelynek nevét a kor alkimistái adták, körülbelül a XNUMX. és XNUMX. században, ezek voltak a legfontosabb századok is, utalva annak felfedezésére és funkcióinak tanulmányozására.
Különböző eljárások léteznek a kénsav előállítására, mivel ez az ólomkamra-folyamat a legrégebbi, és még ma is nagyon gyakori ennek a folyamatnak a tanúja, mert a nagy műtrágyagyártó iparágak ezt megkönnyítik.
A sav előállításának folyamatai nagyon veszélyesek lehetnek, ha nem ismeri pontosan azokat a lépéseket, amelyekről tudni kell, hogy képesek legyenek elvégezni ezeket, mert nagy mennyiségű hőt termel, és a teste viszont nagyon forró, így minden fröccsenés súlyos égési sérüléseket okozhat.
A kénsav összetétele
Ez a világon a legszélesebb körben használt vegyület, mivel a kénsavat leginkább használó iparág a műtrágya gyártója, ennek legerősebb jellemzője, hogy rendkívül maró összetevő, és kémiai képlete S2HO4.
A kénsav az világszerte legmagasabb gyártású alkatrész, Ez annak a ténynek köszönhető, hogy bizonyos tulajdonságokkal rendelkezik, amelyek lehetővé teszik a belőle származó termékek végtelen sokaságának kidolgozását, valamint más anyagok, például savak és szulfátok szintézisére is szolgálhat.
Az ókorban Vitriol olajként vagy szeszes italként ismerték, mivel ebből az ásványból származik, általában ezt a vegyületet kén-dioxidból nyerhetik vizes oldatban nitrogén-oxidokkal történő oxidációnak nevezett eljárás útján. koncentrációjának növelése érdekében végezzen más folyamatokat.
A molekula által birtokolt két hidrogénatom kapcsolódik a két oxigénatomhoz, amelyek nem kötődnek kétszeresen a kénhez. A jelen lévő oldattól függően ezek a hidrogének disszociálhatnak.
A savmolekula sajátos piramis alakú, amelynek jellemzője, hogy a kénatom középpontjában van, míg a hidrogénatomok a négy sarokban láthatók. A vízben az első disszociáció során erős savként viselkedik, ennek eredményeként a hidrogén-szulfát aniont kap, bár a második disszociációban gyenge savként jelenik meg, ami szulfát aniont eredményez.
Kénsavképződés
Ez megtalálható a kereskedelem különféle területein, különféle prezentációkban, a legtisztábbtól kezdve egészen az ebből származtatott keverékek minden típusáig, amelyeket tisztasági fokokkal mérnek.
A kénsav képződéséhez bizonyos folyamatokat kell végrehajtani annak előállításához, amelyek közül a legismertebbek és a leggyakrabban használtak az ólomkamra és az érintkezési folyamatok. Az első említés a legrégebbi módszer ennek a vegyületnek a megszerzésére. , és manapság továbbra is nagy jelentőségű és felhasználású, különösen a műtrágyák gyártásával foglalkozó iparágak számára.
Ezt a vegyületet laboratóriumokban lehet előállítani kén-dioxid gázáram átengedésével érhető elhidrogén-peroxid-oldatban. A kénsav koncentrációját ezen előállítási eljárás során a víz elpárologtatásával érjük el.
Kapcsolatfelvétel folyamata
A kénsav előállításának ebben a folyamatában olyan gázok keveréke figyelhető meg, amelyek hozzávetőlegesen 7-10% SO-t tartalmaznak2 , az előállítás forrásától függően, és körülbelül 11 és 13 százalék közötti hőmérsékletet melegítenek elő, és ha a lehető legnagyobb mértékben megtisztul, át lehet adni egy vagy valószínűleg több katalitikus ágy konverteréhez, ez annak köszönhető, hogy platina szabály, amelyben az SO képződése vizualizálható3 általában két vagy több átalakítót használnak ebben a folyamatban.
Ennek a vegyületnek az elemi kén elégetésével történő előállítása általában jobb energiamérleget eredményez, amelyet nem feltétlenül kell egyes szigorú tisztító rendszerekhez igazítani, amelyek más esetekben ezt az eljárást kényszerítik.
Nagy a különbség a között SO gyártás2 kén elégetésévele, és a piritek pörkölésének nevezett másik módszerrel, különösen, ha ezek arzénosak, ez azért van, mert a második sok olyan szennyeződést hagy a végeredményben, amelyet soha nem lehet teljesen megszüntetni.
Normál üzemben lévő üzemben az SO átalakítási teljesítménye2 hogy SO3 között mozog 96% és 97%, mivel hatékonyságuk az idő múlásával csökken, ez a hatás gyakrabban figyelhető meg azokban a növényekben, ahol magas arzéntartalmú kiindulási piriteket használnak, amelyek nem képesek teljesen eltávolítani a vegyületet, és ezért kísérik a gázokat amelyek a katalizátor folyamatán mennek keresztül, és megmérgezik a katalizátort, ez a fő hirtelen teljesítménycsökkenés oka.
A második átalakítóban a gázok tartózkodási ideje körülbelül 2–4 másodperc, és ebben a hőmérsékletet 500–600 Celsius fok között kell megszokni, hogy optimális egyensúlyi állandót érjünk el, hogy a lehető legkisebb költség mellett maximális átalakulást érjünk el.
Az előző eljárás után a katalízisből származó gázokat 100 ° C közeli hőmérsékletre hűtjük, hogy aztán áthaladjanak egy oleum tornyon, ennek köszönhetően a SO nem teljes, hanem részleges felszívódása érhető el.3Ebből a maradék gázok áthaladnak egy második toronyon, ahol a vegyületet megtisztítják és kénsavval mossák, és miután ezeket a lépéseket befejezték, a maradék gázokat egy kéményen keresztül a sztratoszférába ürítik.
Ólomkamrás folyamat
Ez a sajátos eljárás a legrégebbi ismert, amellyel kénsavat állítanak elő és nyernek, amelyben SO3 gáznemű belép egy reaktorba, amelyet név szerint ismerünk glover torony ahol dinitrogén-vitriollal, azaz kénsavval, benne oldott dinitrogén-oxiddal és szén-dioxid-részecskékkel történő mosási folyamatba lép, amelyet viszont kétféle nitrogén-oxiddal (NO) és (IV) kevernek. Az itt használt (IV) általános képletű kén-oxid nagy részét VI-os kén-oxiddá oxidálják, és savfürdőben oldják, hogy a Glover-toronyra jellemző toronysavat képezzék.
Miután a gázkeverékek áthaladnak a Glover-toronyon, ólommal (így a nevével) bélelt kamrába kerülnek, ahol rengeteg vízzel kezelik őket, amelyek a gyártó kritériumai szerint különböző formájúak, amelyek között a leggyakoribbak. négyzet vagy olyanok, amelyeknek alakja hasonló a kúp alakjához.
A kénsav kondenzálódik a falakon, egy sor reakció képződik, és az ólommal bevont kamra padlóján halmozódik fel. Normál esetben 3-6 kamra egymás után figyelhető meg, az említett kamrákból nyert végtermék gyakran kamrasavként, vagy gyakrabban műtrágyasavként ismerik.
Ennek a folyamatnak az utolsó szakaszában a gázokat átengedik egy másik reaktoron, az úgynevezett Gay-Lussac toronyn keresztül, ahol a Glover toronyból érkező tömény és hideg savakkal folyamatos mosás kezdődik a feldolgozhatatlan gázok befejezése érdekében. a légkörbe engedve.
A kénsav története
Kezdete a középkori időkre nyúlik vissza, amelyben a tudósok helyett alkimisták voltak azok, akik a földből nyert anyagokkal kísérleteztek, amelyek többnyire természetesek voltak, bár egyeseknek olyan vegyületeket sikerült előállítaniuk, mint Jabirú Ibn Hayyan, aki a kénsav felfedezője volt. először a nyolcadik században, majd a későbbi évszázadokban kellett alaposan tanulmányozni, mert felismerték nagyszerű tulajdonságait, és az új műtárgyak és termékek előállításának lehetőségét magában foglaló lehetséges felhasználásokat, a határozott folyamat népszerűvé vált azokban az időkben. értekezéseket és könyveket, mind arab, mind perzsa nyelvet, az európai alkimisták XIII.
Az akkori Európában, pontosan a középkorban, a kénsavat vitriolnak vagy vitriol-vegyületnek nevezték, mint például a vitriol-folyadék vagy a vitriol-olaj, mivel jelen van ebben az ásványban. A vitriol szó a latin vitreus-ból származik, amely szulfát-sókra utal, és spanyolra fordítása kristályos lenne.
Ez a komponens a kezdetektől fogva nagy érdeklődésnek örvendett az alkimisták körében, olyannyira, hogy megpróbálták filozófuskőnek használni, bár a leggyakoribb felhasználási területe az anyagok reakcióba hozása volt.
Johann Glauber holland származású német vegyész volt, aki kénsavat vagy vitriolt nyert kén égetése kálium-nitráttal vízgőz jelenlétében. Ennek oka az volt, hogy amíg a kálium-nitrát bomlott, megfigyelhető volt, hogy a kén hogyan oxidálódik SO3 hogy később vízzel kombinálva meg lehetett kapni a vegyületet. Ez nagyszerű módszer lett a kénsav kereskedelmi forgalomba hozatalára, mert könnyebb volt tömegesen előállítani.
Az 1746 körüli időkhöz közelebb eső időkben az ólommal bevont kamra módszert kezdték alkalmazni, amely sokkal fenntarthatóbb és egyszerűbb volt, mint a Glauber, és ez végül stabilizálta e vegyület gyártási iparát. világ.
A koncentráció szintje nagyon alacsony, körülbelül 40% volt, de ezt javították a vegyület jellemzőinek tanulmányozásával, új termékek előállításával, amelyek magasabb koncentrációkat igényeltek, ennek az az oka, hogy a tudósok egy része a alkimisták megszerzése, pontosan a piritek elégetése során.
Aztán 1831-ben egy ecetárusnak sokkal fenntarthatóbb folyamatot sikerült előállítania, mint az előzőek, az alacsony költségek miatt, amelyet megérdemelt, hogy képes legyen végrehajtani. Ezt hívják kapcsolattartási folyamatnak, mivel ez ismert a legtöbb kénsav ellátása.
Kénsav alkalmazások és megelőzés
Miután megismerte a vegyület első előállításának összes szempontját és történetét, rendkívül fontos tudni, hogy mik a leggyakoribb alkalmazásai, és milyen óvintézkedéseket kell tenni, mert a legtöbb ilyen folyamatban olyan mértékben hevítette az anyagot, hogy bárkit súlyosan megéghetett.
A leggyakoribb alkalmazások
- néhány ipari folyamatok A fa- és papírtermékek kénsavat igényelnek bennük, valamint a textiltermékekben.
- A műtrágyagyártó iparban ennek a vegyületnek a nagyobb fogyasztása és igénye figyelhető meg, mivel komponensei nagyon hatékonyak ezen anyagok előállításához, mivel természetes műtrágyaként működik.
- A legtöbb esetben ezt a vegyületet használják nyersanyagként, bár a végtermékben ritkán tükröződik.
- A legfontosabbak a kőolaj-finomítás, az acélkezelés, a pigmentgyártás, a robbanóanyagok, a műanyagok, a szálak, a tisztítószerek és a színesfémek kitermelése.
- Módszerként szolgál különféle fémek, például acél, réz, vanádium kezelésére.
- Egyes országokban annak használatát szigorúan ellenőrzik az egészségvédelmi törvényekhez tartozó szervezetek.
- A legközvetlenebb úgymond a kén előállítása, amelyet szerves kénezéssel építenek be, amelynek folyamata a mosószer-ipar számára jellemző.
óvintézkedések
A kénsav előállítási folyamata valóban veszélyes lehet, mert a vegyület túlnyomó többségében, ha nem az összes, extrém hőmérsékletre melegszik, ezért mindig figyelembe kell venni, hogy vízbe kell önteni, és soha nem fordítva , mivel agresszív fröccsenést okozhat, amely súlyos bőrégéseket okozhat.