Acest compus este atât de utilizat pe scară largă în industriile lumii încât chiar și utilizarea acestuia determină nivelul de dezvoltare al acestei zone în țări. Nivelul de producție al acidului sulfuric este extrem de ridicat, deoarece are multe calități care îl fac excelent pentru fabricarea și producerea anumitor materiale care sunt foarte populare în întreaga lume. Are caracteristici care îl fac să aibă o putere corozivă incredibilă, motiv pentru care i se dă numele respectiv.
În Evul Mediu, acest compus era cunoscut sub numele de ulei de vitriol, al cărui nume a fost dat de alchimiștii vremii, aproximativ în secolele VIII și IX, acestea au fost și cele mai importante secole, referindu-se la descoperirea și studiul funcțiilor sale.
Există diverse procese de obținere a acidului sulfuric, fiind procesul camerei de plumb cel mai vechi dintre toate că și astăzi este foarte obișnuit să asistăm la acest proces, deoarece marile industrii producătoare de îngrășăminte îl folosesc pentru a facilita obținerea acestuia.
Procesele de obținere a acestui acid pot fi foarte periculoase dacă nu știi exact toți pașii care trebuie cunoscuți pentru a le putea realiza, deoarece produce cantități mari de căldură, iar la rândul tău corpul tău este foarte fierbinte, deci orice stropirea poate provoca arsuri severe.
Compoziția acidului sulfuric
Acesta este cel mai utilizat compus la nivel mondial, fiind industria cu cele mai ridicate niveluri de utilizare a acidului sulfuric producătorii de îngrășăminte, cea mai puternică caracteristică a acestuia este că este o componentă extrem de corozivă, iar formula sa chimică este S2HO4.
Acidul sulfuric este componentă cu cea mai mare producție la nivel mondial, Acest lucru se datorează faptului că are anumite caracteristici care permit elaborarea infinităților de produse derivate din acesta, precum și poate fi utilizat și pentru sinteza altor substanțe precum acizi și sulfați.
În cele mai vechi timpuri era cunoscut sub numele de ulei sau spirit de Vitriol, deoarece provine din acest mineral, în general acest compus poate fi obținut din dioxidul de sulf printr-un proces numit oxidare cu oxizi de azot în soluție apoasă, după obținerea acestuia este efectuează alte procese pentru a-i crește concentrația.
Cei doi atomi de hidrogen pe care îi posedă această moleculă sunt legați de cei doi atomi de oxigen, care nu sunt legați dublu de sulf. În funcție de soluția prezentă, acești hidrogeni se pot disocia.
Molecula de acid are o formă piramidală particulară, caracterizată prin faptul că are atomul de sulf în centru, în timp ce atomii de hidrogen pot fi văzuți în cele patru colțuri. În apă, se comportă ca un acid puternic în prima sa disociere, obținând ca rezultat anionul hidrogen-sulfat, deși în a doua disociere apare ca un acid slab, care are ca rezultat anionul sulfat.
Formarea acidului sulfuric
Acest lucru poate fi găsit în diferite domenii ale comerțului în diferite prezentări, începând de la cele mai pure, până la toate tipurile de amestec care pot exista derivate din acesta, care sunt măsurate prin grade de puritate.
Pentru a avea formarea acidului sulfuric, este necesar să parcurgeți anumite procese pentru a-l obține, printre care cele mai cunoscute și cele mai utilizate sunt cele ale camerei de plumb și ale procesului de contact, prima menționată este cea mai veche metodă pentru obținerea acestui compus și astăzi continuă să fie de o mare importanță și utilizare, în special de către industriile însărcinate cu fabricarea îngrășămintelor.
Este posibil să obțineți acest compus în laboratoare, acesta se realizează prin trecerea unui curent de dioxid de sulf gazos, într-o soluție de peroxid de hidrogen. Concentrația de acid sulfuric prin acest proces de producție se realizează prin evaporarea apei.
Procesul de contact
În acest proces de obținere a acidului sulfuric, se poate observa un amestec de gaze care conține aproximativ 7 - 10 la sută de SO2 , în funcție de sursa producției sale, iar aproximativ 11 la 13 la sută este preîncălzit și, odată ce este purificat la maximum, poate fi trecut la un convertor de unul sau probabil mai multe paturi catalitice, acest lucru se datorează unei regula platinei, în care se poate vizualiza formarea SO-ului3 de obicei, două sau mai multe convertoare sunt utilizate în acest proces.
Producția acestui compus prin arderea sulfului elementar tinde să prezinte un echilibru energetic mai bun, care nu trebuie neapărat să se adapteze unor sisteme riguroase de purificare, care în alte cazuri acest proces este forțat.
Există o mare diferență între Fabricarea SO2 prin arderea sulfuluie, și prin cealaltă metodă cunoscută sub numele de prăjirea piritelor, mai ales dacă acestea sunt arsenice, acest lucru se datorează faptului că cea de-a doua lasă în rezultatul final multe impurități care nu pot fi niciodată eliminate complet.
Într-o instalație în funcționare normală, performanța de conversie a SO2 la SO3 variază de la 96% și 97%, deoarece eficiența lor scade în timp, acest efect poate fi observat mai frecvent la plantele în care se utilizează pirite inițiale cu un conținut ridicat de arsen, care nu pot fi complet eliminate compusul și, prin urmare, însoțesc gazele care suferă cataliza proces, cauzând otrăvirea catalizatorului, aceasta fiind principala cauză a scăderilor bruște ale performanței.
În cel de-al doilea convertor, gazele au un timp de ședere de aproximativ 2 până la 4 secunde, iar temperatura trebuie să fie obișnuită între 500 și 600 de grade Celsius pentru a obține o constantă de echilibru optimă pentru a realiza o conversie maximă cu costul minim posibil.
După procesul anterior, gazele provenite din cataliză sunt răcite la o temperatură apropiată de 100 ° C, pentru a trece apoi printr-un turn de oleum, datorită acestui fapt, se realizează o absorbție nu completă, dar mai degrabă parțială a SO.3Gazele rămase din acesta trec printr-un al doilea turn unde compusul este curățat și spălat cu acid sulfuric.După finalizarea tuturor acestor etape, gazele reziduale sunt eliminate printr-un coș de fum în stratosferă.
Procesul Camerei de Conducere
Acest proces particular este cel mai vechi cunoscut cu care este fabricat și obținut acid sulfuric, în care SO3 gazos intră într-un reactor cunoscut sub numele de turnul glover unde intră într-un proces de spălare cu vitriol azotat, care este acidul sulfuric cu oxid de azot și particule de dioxid de carbon dizolvate în el, care la rândul lor este amestecat cu două tipuri de oxid de azot, (NO) și (IV). O mare parte din oxidul de sulf IV utilizat aici este oxidat în oxid de sulf VI și dizolvat într-o baie acidă pentru a forma acidul turn, caracteristic turnului Glover.
După ce amestecurile de gaze trec prin turnul Glover, acestea sunt duse într-o cameră căptușită cu plumb (de unde și numele său) unde sunt tratate cu multă apă, care au forme diferite, conform criteriilor producătorului, printre care cele mai frecvente sunt pătrat sau cele care au o formă similară cu cea a unui con.
Acidul sulfuric este condensat pe pereți, format dintr-o serie de reacții și se acumulează pe podeaua camerei acoperite cu plumb, în mod normal se poate observa existența între 3 până la 6 camere în succesiune, produsul final obținut din camerele menționate. este adesea denumit acid de cameră sau mai des acid fertilizant.
În ultima fază a acestui proces, gazele sunt trecute printr-un alt reactor numit turnul Gay-Lussac, unde începe o spălare continuă cu acizi concentrați și reci, care provin din turnul Glover, pentru a pune capăt gazelor care nu au putut fi procesate. eliberat în atmosferă.
Istoria acidului sulfuric
Începuturile sale datează din epoca medievală, în care în locul oamenilor de știință, alchimiștii au fost cei care au experimentat substanțe obținute de pe pământ, fiind în mare parte naturali, deși unii au reușit să fabrice compuși precum Jabirú Ibn Hayyan, care a fost descoperitorul acidului sulfuric pentru prima dată în secolul al VIII-lea și apoi în secolele următoare să fie studiate în profunzime, pentru că își dăduseră seama de marile sale calități și posibilele utilizări care adăposteau posibilitatea de a fabrica noi artefacte și produse, procesul determinat a reușit să devină popular în acele vremuri ale tratate și cărți atât ale arabilor, cât și ale persanilor, datorită studiului realizat de alchimiștii europeni în secolul al XIII-lea.
În Europa acelor vremuri, exact în epoca medievală, acidul sulfuric era cunoscut sub numele de vitriol sau compus vitriol, cum ar fi lichiorul vitriol sau uleiul vitriol, deoarece este prezent în acest mineral. Cuvântul vitriol provine din latinescul vitreus, care se referă la sărurile sulfatate, iar traducerea sa în spaniolă ar fi cristal.
Această componentă de la începuturile sale s-a dovedit a fi de mare interes în rândul alchimiștilor, atât de mult încât a ajuns să încerce să fie folosită ca piatră filosofală, deși printre utilizările sale cele mai frecvente s-a făcut reacția substanțelor.
Johann Glauber a fost un chimist german de origine olandeză care a reușit să obțină acid sulfuric sau vitriol printr-un proces de arderea sulfului cu azotat de potasiu în prezența vaporilor de apă. Acest lucru s-a datorat faptului că, în timp ce azotatul de potasiu se descompunea, a fost posibil să se observe cum oxidul sulfului în SO3 că ulterior la combinarea acestuia cu apă a fost posibil să se obțină compusul. Aceasta a devenit o metodă excelentă de comercializare a acidului sulfuric, deoarece era mai ușor de produs în masă.
Într-o perioadă mai apropiată de aproximativ anul 1746, a început să fie utilizată metoda camerei acoperite cu plumb, care era mult mai durabilă și mai simplă decât cea a lui Glauber, iar acest lucru a stabilizat în cele din urmă industria pentru producerea acestui compus., Provocând un mare comerț cu în jurul lumii.
Nivelurile de concentrație au fost foarte scăzute, de aproximativ 40%, dar acest lucru a fost îmbunătățit odată cu studiile caracteristicilor compusului, realizându-se fabricarea de noi produse care au necesitat concentrații mai mari, acest lucru se datorează faptului că unii dintre oamenii de știință s-au bazat pe practicile antice ale obținerea alchimiștilor, tocmai în arderea piritelor.
Apoi, în 1831, un vânzător de oțet a reușit să genereze un proces mult mai durabil decât precedentele, datorită costurilor reduse pe care le-a meritat să le poată realiza, ceea ce se numește procesul de contact, fiind cunoscut pentru că are cea mai mare parte a furnizarea de acid sulfuric.
Aplicații și preveniri ale acidului sulfuric
Odată ce toate aspectele și istoria modului în care a fost obținut acest compus pentru prima dată au fost cunoscute, este extrem de important să știm care sunt cele mai frecvente aplicații ale sale și precauțiile care trebuie luate, deoarece în majoritatea acestor procese este a încălzit substanța într-o asemenea măsură încât ar putea arde grav pe oricine.
Cele mai frecvente aplicații
- unele procese industriale care produc produse din lemn și hârtie necesită acid sulfuric în ele, precum și în produsele textile.
- În industriile de fabricare a îngrășămintelor, se constată consumul și cererea mai mare a acestui compus, deoarece componentele sale sunt foarte eficiente pentru elaborarea acestor substanțe, deoarece acesta acționează ca un îngrășământ natural.
- În majoritatea cazurilor, acest compus este utilizat ca materie primă, deși este rar reflectat în produsul final.
- Printre cele mai importante sunt rafinarea petrolului, tratarea oțelului, producția de pigmenți, explozivi, materiale plastice, fibre, detergenți și extracția metalelor neferoase.
- Acesta servește ca metodă de tratare a diferitelor metale, cum ar fi oțelul, cuprul, vanadiul, printre altele.
- În unele țări, utilizarea sa este strict monitorizată de entitățile aparținând legilor privind protecția sănătății.
- Utilizarea sa cea mai directă, ca să spunem așa, este cea a fabricării sulfului, care este încorporat prin sulfurizarea organică, al cărui proces este specific industriilor detergenților.
măsuri de precauție
Procesele de fabricație ale acidului sulfuric pot fi cu adevărat periculoase, deoarece în marea majoritate, dacă nu chiar toate, compusul este încălzit la temperaturi extreme, deci trebuie întotdeauna luat în considerare faptul că trebuie turnat în apă și niciodată invers. , deoarece poate provoca stropi agresive care pot provoca arsuri severe ale pielii.