Šis junginys yra taip plačiai naudojamas pasaulio pramonėje, kad net jo naudojimas lemia šios srities išsivystymo lygį šalyse. Sieros rūgšties gamybos lygis yra itin aukštas, nes jis turi daugybę savybių, dėl kurių jis puikiai tinka gaminti ir gaminti tam tikras visame pasaulyje labai populiarias medžiagas. Tai turi savybių, dėl kurių jis turi neįtikėtiną ėsdinančią galią, todėl jam ir yra suteiktas atitinkamas pavadinimas.
Viduramžiais šis junginys buvo žinomas kaip vitriolio aliejus, kurio vardą to meto alchemikai davė maždaug VIII ir IX amžiuje, tai taip pat buvo svarbiausi amžiai, nurodant jo atradimą ir jo funkcijų tyrimą.
Yra įvairūs sieros rūgšties gavimo būdai, švino kameros procesas yra seniausias iš visų, net ir šiandien dažnai matomas šis procesas, nes didžiosios trąšų gamybos pramonės įmonės jį naudoja palengvindamos tos pačios medžiagos gamybą.
Šios rūgšties gavimo procesai gali būti labai pavojingi, jei tiksliai nežinote visų veiksmų, kuriuos reikia žinoti, kad galėtumėte juos atlikti, nes jis gamina daug šilumos, o jūsų kūnas savo ruožtu yra labai karštas, todėl bet koks purslai gali sukelti sunkius nudegimus.
Sieros rūgšties sudėtis
Tai yra plačiausiai naudojamas junginys visame pasaulyje, o pramonė, kurioje sieros rūgštis naudojama daugiausia, yra trąšų gamintojai. Stipriausia tai yra tai, kad jis yra ypač ėsdinantis komponentas, o jo cheminė formulė yra S2HO4.
Sieros rūgštis yra komponentas, kurio produkcija yra didžiausia pasaulyje, Taip yra dėl to, kad jis turi tam tikrų savybių, leidžiančių sukurti begalę iš jo gautų produktų, taip pat gali būti naudojamas kitų medžiagų, tokių kaip rūgštys ir sulfatai, sintezei.
Senovėje jis buvo žinomas kaip Vitriolio aliejus arba spiritas, nes jis gaunamas iš šio mineralo. Paprastai šį junginį galima gauti iš sieros dioksido, vadinamą oksidacija su azoto oksidais vandeniniame tirpale. vykdyti kitus procesus, kad padidėtų jo koncentracija.
Du vandenilio atomai, kuriuos turi ši molekulė, yra susieti su dviem deguonies atomais, kurie nėra dvigubai surišti su siera. Priklausomai nuo esančio tirpalo, šie vandeniliai gali atsiriboti.
Rūgšties molekulė turi savitą piramidės formą, kuriai būdingas sieros atomas centre, o vandenilio atomus galima pamatyti keturiuose kampuose. Pirmojo disociacijos metu vandenyje jis elgiasi kaip stipri rūgštis, todėl gauna vandenilio sulfato anijoną, nors antrojo disociacijos metu jis atrodo kaip silpna rūgštis, dėl kurios susidaro sulfato anijonas.
Sieros rūgšties susidarymas
Tai galima rasti įvairiose prekybos srityse skirtinguose pristatymuose, pradedant nuo gryniausio, iki visų iš jo gautų mišinių rūšių, matuojamų grynumo laipsniais.
Norint susidaryti sieros rūgščiai, ją reikia gauti tam tikrais procesais, tarp kurių geriausiai žinomi ir dažniausiai naudojami švino kameros ir kontaktinio proceso procesai. Pirmasis paminėtas yra seniausias metodas gauti šį junginį, ir šiandien jis tebėra labai svarbus ir naudojamas, ypač pramonės įmonėms, atsakingoms už trąšų gamybą.
Šį junginį įmanoma gauti laboratorijose pasiekiama praleidžiant sieros dioksido dujų srovę, vandenilio peroksido tirpale. Sieros rūgšties koncentracija šiame gamybos procese pasiekiama garinant vandenį.
Kontaktinis procesas
Šiame sieros rūgšties gavimo procese galima pastebėti dujų mišinį, kuriame yra maždaug nuo 7 iki 10 procentų SO2 , atsižvelgiant į jo gamybos šaltinį, iš anksto pašildomas apytiksliai nuo 11 iki 13 procentų, o kai jis bus maksimaliai išgrynintas, jis gali būti perduotas vienos ar tikriausiai kelių katalizinių lovų keitikliui. Tai yra dėl platinos taisyklė, pagal kurią galima vizualizuoti SO susidarymą3 paprastai šiame procese naudojami du ar daugiau keitiklių.
Šio junginio gamyba deginant elementinę sierą yra linkusi į geresnę energijos pusiausvyrą, kuri nebūtinai turi būti pritaikyta kai kurioms griežtoms valymo sistemoms, kurios kitais atvejais yra priverstos.
Tarp jų yra didelis skirtumas SO gamyba2 deginant sierąir kitu metodu, vadinamu piritų skrudinimu, ypač jei jie yra arseniniai, taip yra todėl, kad antrasis galutiniame rezultate palieka daug priemaišų, kurių niekada negalima visiškai pašalinti.
Normaliai veikiančioje gamykloje SO konversijos rodikliai2 į SO3 svyruoja nuo 96% ir 97%, dėl to, kad laikui bėgant jų efektyvumas mažėja, šį poveikį galima pastebėti dažniau augaluose, kuriuose naudojami pradiniai piritai, turintys didelį arseno kiekį, kurie negali visiškai pašalinti junginio ir todėl lydi dujas kurie patiria katalizės procesą ir sukelia katalizatoriaus apsinuodijimą, o tai yra pagrindinė staigių eksploatacinių savybių kritimo priežastis.
Antrame keitiklyje dujų buvimo laikas yra maždaug nuo 2 iki 4 sekundžių, o temperatūra turi būti įprasta nuo 500 iki 600 ° C, kad būtų pasiekta optimali pusiausvyros konstanta, kad būtų pasiektas maksimalus konversija su mažiausiomis įmanomomis sąnaudomis.
Po ankstesnio proceso katalizės metu gaunamos dujos atšaldomos iki arti 100º Celsijaus laipsnių temperatūros, kad pereitų per oleumo bokštą, todėl pasiekiama ne visiška, o dalinė SO absorbcija.3, likusios šios dujos praeina per antrą bokštą, kur junginys valomas ir plaunamas sieros rūgštimi. Atlikus visus šiuos veiksmus, likusios dujos per kaminą pašalinamos į stratosferą.
Švino kameros procesas
Šis konkretus procesas yra seniausias žinomas sieros rūgšties gamybos ir gavimo būdas, kurio metu SO3 dujinis patenka į reaktorių, žinomą kaip pirštinių bokštas kur jis patenka į skalbimo procesą su azoto vitrioliu, kuris yra sieros rūgštis su joje ištirpusiomis azoto oksido ir anglies dioksido dalelėmis, kurios savo ruožtu sumaišomos su dviejų tipų azoto oksidu (NO) ir (IV). Didžioji dalis čia naudojamo IV sieros oksido oksiduojama iki VI sieros oksido ir ištirpinama rūgščioje vonioje, kad susidarytų bokšto rūgštis, būdinga Gloverio bokštui.
Dujų mišiniams prasiskverbus pro Gloverio bokštą, jie patenka į švino (taigi ir jo pavadinimo) išklotą kamerą, kur pagal gamintojo kriterijus jie yra apdorojami daugybe įvairių formų vandens, tarp kurių dažniausiai būna: kvadratas arba tie, kurių forma panaši į kūgio.
Sieros rūgštis kondensuojasi ant sienų, susidaro per keletą reakcijų ir kaupiasi ant švinu padengtos kameros grindų, paprastai galima pastebėti, kad yra 3-6 kameros iš eilės, galutinis produktas gaunamas iš minėtų kamerų. dažnai vadinamas kameros rūgštimi arba dažniau kaip trąšų rūgštimi.
Paskutiniame šio proceso etape dujos praleidžiamos per kitą reaktorių, vadinamą „Gay-Lussac“ bokštu, kur nuolatinis plovimas pradedamas koncentruotomis ir šaltomis rūgštimis, kurios gaunamos iš „Glover“ bokšto, kad būtų baigtos dujos, kurių nepavyko perdirbti. paleistas į atmosferą.
Sieros rūgšties istorija
Jo pradžia siekia viduramžius, kai vietoj mokslininkų alchemikai buvo tie, kurie eksperimentavo su iš žemės gaunamomis medžiagomis, kurios dažniausiai buvo natūralios, nors kai kuriems pavyko pagaminti tokius junginius kaip Jabirú Ibn Hayyan, kuris buvo sieros rūgšties atradėjas pirmą kartą aštuntame amžiuje, o paskui ir vėlesniuose amžiuose, kuriuos reikėjo nuodugniai išnagrinėti, nes jie suprato jo puikias savybes ir galimus panaudojimo būdus, kuriuose buvo galimybė gaminti naujus dirbinius ir gaminius, ryžtingas procesas sugebėjo išpopuliarėti tais laikais dėl arabų ir persų traktatų ir knygų dėl Europos alchemikų XIII amžiuje atlikto tyrimo.
Tų laikų Europoje, tiksliai viduramžių laikais, sieros rūgštis buvo žinoma kaip vitriolis arba vitriolio junginys, kaip ir vitriolio skystis ar vitriolio aliejus, nes jo yra šiame minerale. Žodis vitriolis kilęs iš lotynų kalbos vitreus, kuris reiškia sulfato druskas, o jo vertimas į ispanų kalbą būtų krištolas.
Šis komponentas nuo pat savo įkūrimo pasirodė esąs labai įdomus alchemikams tiek, kad jį bandyta naudoti kaip filosofo akmenį, nors tarp dažniausiai naudojamų medžiagų buvo priversti reaguoti.
Johannas Glauberis buvo vokiečių chemikas, kilęs iš olandų, sugebėjęs gauti sieros rūgšties arba vitriolio deginant sierą kalio nitratu esant vandens garams. Taip buvo dėl to, kad, kol kalio nitratas skilo, buvo galima stebėti, kaip siera oksiduojasi į SO3 kad vėliau jį derinant su vandeniu pavyko gauti junginį. Tai tapo puikiu sieros rūgšties pardavimo metodu, nes jį buvo lengviau gaminti masiškai.
Tuo metu, kai apytiksliai buvo maždaug 1746 metai, pradėtas naudoti švinu padengtas kameros metodas, kuris buvo daug tvaresnis ir paprastesnis nei „Glauber“, ir tai galutinai stabilizavo šio junginio gamybos pramonę. tai visame pasaulyje.
Koncentracijos lygis buvo labai mažas, apytiksliai 40%, tačiau tai buvo patobulinta tiriant junginio savybes ir pasiekiant naujų produktų, kuriems reikalinga didesnė koncentracija, gamybą, taip yra todėl, kad kai kurie mokslininkai rėmėsi senovės praktikoje. gauti alchemikų, būtent deginant piritus.
Tada 1831 m. Acto pardavėjui pavyko sukurti daug tvaresnį procesą nei ankstesniems dėl mažų sąnaudų, kurias jis nusipelnė, kad galėtų juos atlikti, vadinamą kontaktiniu procesu, kuris žinomas dėl to, kad turi didžiąją dalį sieros rūgšties tiekimas.
Sieros rūgšties taikymas ir prevencija
Kai bus žinomi visi aspektai ir istorija, kaip šis junginys buvo gautas pirmą kartą, nepaprastai svarbu žinoti, kokios yra jo dažniausiai naudojamos priemonės, ir atsargumo priemonių, kurių reikia imtis, nes daugumoje šių procesų jis yra kaitinamas medžiagos tiek, kad galėtų smarkiai ką nors sudeginti.
Dažniausios programos
- Kai kurie pramonės procesai gaminantiems medienos ir popieriaus gaminius, juose, taip pat tekstilės gaminiuose, reikia sieros rūgšties.
- Trąšų gamybos pramonėje pastebimas didesnis šio junginio suvartojimas ir paklausa, nes jo komponentai yra labai veiksmingi šių medžiagų gamybai, nes jis veikia kaip natūralios trąšos.
- Daugeliu atvejų šis junginys naudojamas kaip žaliava, nors jis retai atsispindi galutiniame produkte.
- Tarp svarbiausių yra naftos perdirbimas, plieno apdorojimas, pigmentų gamyba, sprogmenys, plastikai, pluoštai, plovikliai ir spalvotųjų metalų gavyba.
- Jis naudojamas kaip įvairių metalų, tokių kaip plienas, varis, vanadis, apdorojimo būdas.
- Kai kuriose šalyse jo naudojimą griežtai kontroliuoja subjektai, priklausantys sveikatos apsaugos įstatymams.
- Tiesioginis jo naudojimas, galima sakyti, yra sieros gamyba, kuri yra įtraukta organinės sieros būdu, kurio procesas būdingas ploviklių pramonei.
Atsargumo priemonės
Sieros rūgšties gamybos procesai gali būti tikrai pavojingi, nes didžioji dauguma, jei ne visi, junginys kaitinamas iki ekstremalių temperatūrų, todėl visada reikia atsižvelgti į tai, kad jis turi būti pilamas į vandenį, o ne atvirkščiai. , nes tai gali sukelti agresyvius purslus, kurie gali sukelti sunkius odos nudegimus.