Ta spojina se tako široko uporablja v svetovnih industrijah, da celo njena uporaba določa stopnjo razvitosti tega območja v državah. Stopnja proizvodnje žveplove kisline je izjemno visoka, saj ima številne lastnosti, zaradi katerih je odlična za izdelavo in proizvodnjo nekaterih materialov, ki so zelo priljubljeni po vsem svetu. Ima značilnosti, zaradi katerih ima neverjetno jedko moč, zato je dobil svoje ime.
V srednjem veku je bila ta spojina znana kot vitriolsko olje, čigar ime so dali takratni alkimisti, približno v XNUMX. in XNUMX. stoletju, to so bila tudi najpomembnejša stoletja, ki so se nanašala na njegovo odkrivanje in proučevanje njegovih funkcij.
Obstajajo različni postopki za pridobivanje žveplove kisline, saj je postopek vodilne komore najstarejši od vseh, ki je še danes zelo pogost, da smo priča temu postopku, saj ga velika industrija gnojil uporablja za lažje pridobivanje iste.
Postopki za pridobivanje te kisline so lahko zelo nevarni, če ne veste natančno vseh korakov, ki jih je treba poznati, da jih lahko izvedete, ker proizvaja velike količine toplote, vaše telo pa je zelo vroče, zato je brizganje lahko povzroči hude opekline.
Sestava žveplove kisline
To je najpogosteje uporabljena spojina po vsem svetu, saj je industrija gnojil z najvišjo stopnjo uporabe žveplove kisline, njena najmočnejša lastnost pa je, da je izjemno jedka sestavina, njena kemijska formula pa je S2HO4.
Žveplova kislina je komponenta z največjo proizvodnjo po vsem svetu, To je posledica dejstva, da ima določene značilnosti, ki omogočajo izdelavo neskončnosti izdelkov, ki iz njega izhajajo, pa tudi za sintezo drugih snovi, kot so kisline in sulfati.
V starih časih je bilo znano kot olje ali žganje vitriola, ker izvira iz tega minerala, na splošno se ta spojina lahko pridobi iz žveplovega dioksida s postopkom, imenovanim oksidacija z dušikovimi oksidi v vodni raztopini, po pridobitvi izvaja druge postopke za povečanje njegove koncentracije.
Dva atoma vodika, ki ju ima ta molekula, sta povezana z dvema atomoma kisika, ki nista dvojno vezana na žveplo. Glede na prisotno raztopino se ti vodiki lahko disociirajo.
Molekula kisline ima posebno piramidalno obliko, za katero je značilen atom žvepla v središču, medtem ko so atomi vodika vidni na štirih vogalih. V vodi se ob prvi disociaciji obnaša kot močna kislina, pri čemer dobi vodikov-sulfatni anion, čeprav se pri drugi disocijaciji pojavi kot šibka kislina, ki ima za posledico sulfatni anion.
Tvorba žveplove kisline
To lahko najdemo na različnih področjih trgovine v različnih predstavitvah, začenši od najčistejših, do vseh vrst mešanic, ki iz njih izhajajo, ki se merijo s stopnjami čistosti.
Da bi nastala žveplova kislina, je treba za njeno pridobivanje opraviti določene postopke, med katerimi so najbolj znani in najpogosteje uporabljeni svinčena komora in kontaktni postopek, prva omenjena je najstarejša metoda za pridobivanje te spojine, danes pa je še vedno zelo pomembna in uporabna, zlasti v panogah, pristojnih za proizvodnjo gnojil.
To spojino je mogoče dobiti v laboratorijih, to dosežemo s prehodom toka plina žveplovega dioksidav raztopini vodikovega peroksida. Koncentracija žveplove kisline se s tem proizvodnim postopkom doseže z izhlapevanjem vode.
Postopek stika
V tem postopku pridobivanja žveplove kisline lahko opazimo mešanico plinov, ki vsebuje približno med 7 in 10 odstotki SO2 , glede na vir njegove proizvodnje, se približno segreje med 11 in 13 odstotki, in ko je prečiščen do maksimuma, ga lahko prenese v pretvornik ene ali verjetno več katalitičnih plasti, to je posledica platinasto pravilo, v katerem je mogoče vizualizirati nastajanje SO3 običajno se v tem postopku uporabljajo dva ali več pretvornikov.
Proizvodnja te spojine z zgorevanjem elementarnega žvepla ponavadi predstavlja boljše energetsko ravnovesje, ki pa se ni nujno treba prilagoditi nekaterim strogim sistemom za čiščenje, kar je v drugih primerih prisilno.
Med njimi je velika razlika SO proizvodnja2 s sežiganjem žveplae, in z drugo metodo, znano kot praženje piritov, zlasti če so arzenske, je to zato, ker druga v končnem rezultatu pusti veliko nečistoč, ki jih ni mogoče popolnoma odpraviti.
V obratu v normalnem obratovanju je pretvorbena sposobnost SO2 do SO3 se giblje od 96% in 97%, ker se njihova učinkovitost sčasoma zmanjšuje, lahko ta učinek pogosteje opazimo pri rastlinah, kjer se uporabljajo izhodni piriti z visoko vsebnostjo arzena, ki spojine ni mogoče popolnoma odstraniti in zato spremljajo pline, ki so podvrženi katalizi proces, ki povzroči zastrupitev katalizatorja, kar je glavni vzrok za nenadne padce zmogljivosti.
V drugem pretvorniku imajo plini čas bivanja približno 2 do 4 sekunde, pri tem pa mora biti temperatura navajena med 500 in 600 stopinjami Celzija, da dosežemo optimalno ravnotežno konstanto, da dosežemo največjo pretvorbo z minimalnimi možnimi stroški.
Po prejšnjem postopku se plini, ki prihajajo iz katalize, ohladijo na temperaturo blizu 100 ° C, da nato preidejo skozi oleumov stolp, zahvaljujoč temu pa se doseže ne popolna, ampak delna absorpcija SO.3Preostali plini iz tega prehajajo skozi drugi stolp, kjer spojino očistimo in speremo z žveplovo kislino, po končanih korakih pa preostale pline skozi dimnik odstranimo v stratosfero.
Postopek vodilne zbornice
Ta postopek je najstarejši znan, s katerim se proizvaja in pridobiva žveplova kislina, v katerem SO3 plinasti vstopi v reaktor, znan pod imenom glover stolp kjer vstopi v postopek pranja z dušikovim vitriolom, ki je žveplova kislina z raztopljenimi delci dušikovega oksida in ogljikovega dioksida, ki se nato pomeša z dvema vrstama dušikovega oksida (NO) in (IV). Večina tukaj uporabljenega žveplovega oksida IV se oksidira v žveplov oksid VI in raztopi v kisli kopeli, da nastane stolpna kislina, značilna za stolp Glover.
Po prehodu plinskih zmesi skozi stolp Glover se odpeljejo v s komoro, prevlečeno s svincem (od tod tudi njeno ime), kjer jih obdelajo z veliko vode, ki ima različne oblike v skladu z merili proizvajalca, med katerimi so najpogostejše kvadratne ali tiste, ki imajo obliko, podobno obliki stožca.
Žveplova kislina se na stenah kondenzira, nastane v vrsti reakcij in se nabere na tleh komore, prevlečene s svincem, običajno je mogoče opaziti med 3 in 6 zaporednimi komorami, končni produkt dobljen iz omenjenih komor. se pogosto omenja kot komorna kislina ali bolj pogosto kot gnojilna kislina.
V zadnji fazi tega postopka plini prehajajo skozi drugi reaktor, imenovan stolp Gay-Lussac, kjer se začne neprekinjeno pranje s koncentriranimi in hladnimi kislinami, ki prihajajo iz stolpa Glover, da se končajo plini, ki jih ni bilo mogoče predelati. izpuščeni v ozračje.
Zgodovina žveplove kisline
Njeni začetki segajo v srednjeveške čase, v katerih so bili namesto znanstvenikov alkimisti tisti, ki so eksperimentirali s snovmi, pridobljenimi iz zemlje, ki so bile večinoma naravne, čeprav je nekaterim uspelo izdelati spojine, kot je Jabirú Ibn Hayyan, ki je bil odkritelj žveplove kisline za prvič v osmem stoletju in nato v naslednjih stoletjih, ki jih je treba temeljito preučiti, ker so spoznali njegove velike lastnosti in možne uporabe, ki so vsebovale možnost izdelave novih artefaktov in izdelkov, je določen postopek v tistih časih uspel postati priljubljen razprave in knjige tako Arabcev kot Perzijcev, zaradi študije, ki so jo v XNUMX. stoletju naredili evropski alkimisti.
V Evropi tistih časov, natanko v srednjeveški dobi, je bila žveplova kislina znana kot vitriol ali vitriolna spojina, kot je vitriolna tekočina ali vitriolsko olje, ker je prisotna v tem mineralu. Beseda vitriol izhaja iz latinske vitreus, ki se nanaša na sulfatne soli, njegov prevod v španščino pa bi bil kristal.
Ta komponenta se je od samega začetka izkazala za zelo zanimivo med alkimisti, tako da se je poskusila uporabiti kot filozofski kamen, čeprav je bila najpogostejša uporaba snovi, da reagirajo.
Johann Glauber je bil nemški kemik nizozemskega porekla, ki mu je uspelo pridobiti žveplovo kislino ali vitriol s postopkom izgorevanje žvepla s kalijevim nitratom v prisotnosti vodne pare. To je bilo posledica dejstva, da je bilo med razgradnjo kalijevega nitrata mogoče opazovati, kako žveplo oksidira v SO3 da je bilo kasneje pri kombiniranju z vodo spojino mogoče dobiti. To je postala odlična metoda trženja žveplove kisline, ker jo je bilo lažje množično proizvajati.
V približno približno letu 1746 se je začela uporabljati metoda s prevleko s svinčevim premazom, ki je bila veliko bolj trajnostna in enostavna kot Glauberjeva, kar je dokončno stabiliziralo industrijo za proizvodnjo te spojine, kar je povzročilo veliko trgovino z po vsem svetu.
Ravni koncentracije so bile zelo nizke in so znašale približno 40%, vendar se je to izboljšalo s študijami značilnosti spojine, s čimer se je dosegla izdelava novih izdelkov, ki so zahtevali višje koncentracije, to pa zato, ker so se nekateri znanstveniki zanašali v starih pridobivanje alkimistov, ravno pri sežiganju piritov.
Potem je leta 1831 prodajalcu kisa uspelo ustvariti veliko bolj trajnosten postopek kot prejšnji zaradi nizkih stroškov, ki si jih je zaslužil, da jih je lahko izvajal, kar se imenuje kontaktni postopek, saj je ta znan po tem, da ima večino oskrba z žveplovo kislino.
Uporaba in preprečevanje žveplove kisline
Ko so znani vsi vidiki in zgodovina, kako je bila ta spojina prvič pridobljena, je izredno pomembno vedeti, katere so njene najpogostejše uporabe in previdnostni ukrepi, ki jih je treba sprejeti, saj je v večini teh postopkov snov segreval do te mere, da bi lahko koga močno zažgal.
Najpogostejše aplikacije
- nekaj industrijski procesi zaradi katerih izdelki iz lesa in papirja zahtevajo žveplovo kislino tako v njih kot v tekstilnih izdelkih.
- V industriji gnojil je opazna večja poraba in povpraševanje po tej spojini, saj so njene sestavine zelo učinkovite za pripravo teh snovi, ker deluje kot naravno gnojilo.
- V večini primerov se ta spojina uporablja kot surovina, čeprav se le redko odraža v končnem izdelku.
- Med najpomembnejšimi so prečiščevanje nafte, obdelava jekla, proizvodnja pigmentov, eksplozivi, plastika, vlakna, detergenti in pridobivanje neželeznih kovin.
- Služi kot metoda za obdelavo različnih kovin, kot so jeklo, baker, vanadij, med drugim.
- V nekaterih državah njegovo uporabo strogo spremljajo subjekti, ki spadajo v zakone o zdravstvenem varstvu.
- Njegova neposredna uporaba je tako rekoč pri proizvodnji žvepla, ki se vključi v organsko žveplanje, katerega postopek je značilen za industrijo detergentov.
Previdnostni ukrepi
Postopki izdelave žveplove kisline so lahko resnično nevarni, saj se v veliki večini, če ne celo, spojina segreje na ekstremne temperature, zato je treba vedno upoštevati, da jo je treba vliti v vodo, nikoli pa obratno , saj lahko povzroči agresivne brizge, ki lahko povzročijo hude opekline kože.