Ово једињење се толико широко користи у светским индустријама да чак и његова употреба одређује ниво развијености овог подручја у земљама. Ниво производње сумпорне киселине је изузетно висок, јер има много квалитета због којих је одличан за производњу и производњу одређених материјала који су веома популарни у целом свету. Ово има карактеристике због којих има невероватну корозивну снагу, због чега је и добило своје одговарајуће име.
У средњем веку ово једињење је било познато као витриол уље, чије име су дали тадашњи алхемичари, приближно у XNUMX. и XNUMX. веку, то су уједно били и најважнији векови, позивајући се на његово откриће и проучавање његових функција.
Постоје различити поступци за добијање сумпорне киселине, поступак са оловном комором је најстарији од свих, чак је и данас врло често сведочење овог процеса, јер га велика индустрија производње ђубрива користи за олакшавање добијања исте.
Процеси за добијање ове киселине могу бити врло опасни ако не знате тачно све кораке који морају бити познати да бисте их могли извести, јер она производи велике количине топлоте, а ваше тело је заузврат топло, па је било прскање може проузроковати озбиљне опекотине.
Састав сумпорне киселине
Ово је једињење које се најчешће користи у свету, а индустрија ђубрива са највишим нивоом сумпорне киселине су произвођачи ђубрива, а његова најјача карактеристика је то што је изузетно корозивна компонента, а његова хемијска формула је С2HO4.
Сумпорна киселина је компонента са највећом светском производњом, То је због чињенице да има одређене карактеристике које омогућавају разраду бесконачности производа који су из њега изведени, као и да се може користити за синтезу других супстанци као што су киселине и сулфати.
У давним временима било је познато као уље или дух Витриола, јер потиче од овог минерала, углавном се ово једињење може добити из сумпор-диоксида поступком који се назива оксидација азотним оксидима у воденом раствору, након што се добије спроводе друге процесе у циљу повећања његове концентрације.
Два атома водоника која овај молекул поседује повезани су са два атома кисеоника, који нису двоструко повезани са сумпором. У зависности од раствора који је присутан, ови водоники могу да се дисоцирају.
Молекул киселине има необичан пирамидални облик, који се одликује атомом сумпора у центру, док се атоми водоника могу видети у четири угла. У води се понаша попут јаке киселине у својој првој дисоцијацији, добијајући као резултат анхидроген-сулфатни анион, иако се у другој дисоцијацији појављује као слаба киселина, што резултира сулфат-анионом.
Формирање сумпорне киселине
То се може наћи у разним трговинским областима у различитим презентацијама, почев од најчистијег, па све врсте смеша које из њега могу постојати, а мере се степеном чистоће.
Да би настала сумпорна киселина, потребно је проћи одређене процесе да би се она добила, међу којима су најпознатији, а највише се користе они оловне коморе и контактног процеса, прва поменута је најстарија метода за добијање ово једињење и данас је и даље од великог значаја и употребе, посебно у индустријама задуженим за производњу ђубрива.
Ово једињење је могуће набавити у лабораторијама, ово постиже се пропуштањем струје сумпор-диоксид-гаса, у раствору водоник-пероксида. Концентрација сумпорне киселине кроз овај производни процес постиже се испаравањем воде.
Процес контакта
У овом процесу добијања сумпорне киселине може се уочити мешавина гасова који садрже приближно између 7 и 10 процената СО2 у зависности од извора његове производње и приближно 11 до 13 процената је претходно загрејано, а након што се прочисти до максимума, може се проследити у претварач једног или вероватно више каталитичких слојева, ово је због платинасто правило, у којем се формирање СО може визуализовати3 обично се у овом процесу користе два или више претварача.
Производња овог једињења сагоревањем елементарног сумпора тежи да представља бољи енергетски биланс, који не мора нужно бити прилагођен неким ригорозним системима пречишћавања, што је у другим случајевима присилно.
Велика је разлика између СО производња2 сагоревањем сумпорае, а другом методом познатом као пржење пирита, нарочито ако су арсенски, то је зато што друга у коначном резултату оставља много нечистоћа које се никада не могу потпуно елиминисати.
У постројењу у нормалном раду перформансе конверзије СО2 до СО3 креће од 96% и 97%, због чињенице да се њихова ефикасност временом смањује, овај ефекат се чешће може приметити код биљака у којима се користе полазни пирити са високим садржајем арсена, што једињење не може у потпуности елиминисати, па због тога прате гасове који пролазе кроз процес катализе, узрокујући тровање катализатора, што је главни узрок наглог пада перформанси.
У другом претварачу гасови имају време задржавања од приближно 2 до 4 секунде, а при томе температура мора да се навикне између 500 и 600º степени Целзијуса да би се постигла оптимална константа равнотеже да би се постигла максимална конверзија уз минимални могући трошак.
После претходног поступка, гасови који долазе из катализе хладе се на температуру близу 100 степени Целзијуса, да би затим прошли кроз олеумов торањ, захваљујући томе, постиже се не потпуна, већ делимична апсорпција СО.3, преостали гасови из овог пролазе кроз други торањ где се једињење очисти и опере сумпорном киселином.Након завршетка свих ових корака, преостали гасови се уклањају кроз димњак у стратосферу.
Процес водеће коморе
Овај одређени поступак је најстарији познати начин на који се производи и добија сумпорна киселина, у којем је СО3 гасовити улази у реактор познат под именом гловер торањ где улази у процес прања азотним витриолом, а то је сумпорна киселина у којој су растворени азотни оксид и честице угљен-диоксида, који се заузврат меша са две врсте азотног оксида, (НО) и (ИВ). Већина овде коришћеног сумпорног оксида ИВ оксидује се у сумпорни оксид ВИ и раствара се у киселом купатилу да би се створила киселина у торњу, карактеристична за кулу Гловер.
Након проласка гасних смеша кроз торањ Гловер, одводе се у комору обложену оловом (отуда и његово име) где се третирају са пуно воде која има различите облике, према критеријумима произвођача, међу којима су најчешћи квадратне или оне које имају облик сличан облику конуса.
Сумпорна киселина се кондензује на зидовима, формира се низом реакција и акумулира се на поду коморе пресвучене оловом, обично се може уочити постојање између 3 до 6 комора узастопно, крајњи производ добијен из наведених комора. се често назива киселином у комори, или чешће као киселином ђубрива.
У последњој фази овог процеса, гасови пролазе кроз други реактор назван Гаи-Луссац торањ, где започиње континуирано прање концентрованим и хладним киселинама, које долазе из Гловер торња, да би се завршили гасови који нису могли да се обраде. пуштен у атмосферу.
Историја сумпорне киселине
Њени почеци датирају из средњовековних времена, у којима су уместо научника алхемичари били они који су експериментисали са супстанцама добијеним из земље, углавном природним, иако су неки успели да произведу једињења као што је Јабиру Ибн Хаииан, који је био откривач сумпорне киселине за први пут у осмом, а затим и у наредним вековима да би се детаљно проучавали, јер су схватили његове велике квалитете и могуће употребе које су садржавале могућност производње нових артефаката и производа, утврђени процес успео је да постане популаран у то доба расправе и књиге и Арапа и Перзијанаца, због студије коју су у тринаестом веку направили европски алхемичари.
У Европи тих времена, тачно у средњовековној ери, сумпорна киселина је била позната као витриол, или једињење витриола, попут витриолне течности или витриолног уља, јер је присутна у овом минералу. Реч витриол потиче од латинског витреус, који се односи на сулфатне соли, а његов превод на шпански био би кристал.
Ова компонента од почетка показала се као веома интересантна међу алхемичарима, толико да је покушала да се користи као филозофски камен, мада је међу најчешћим применама била подстицање реакције супстанци.
Јоханн Глаубер је био немачки хемичар холандског порекла и успео је да добије сумпорну киселину или витриол, кроз процес сагоревање сумпора калијум нитратом у присуству водене паре. То је било због чињенице да је док се калијум нитрат разграђивао било могуће посматрати како сумпор оксидује у СО3 да је касније приликом комбиновања са водом било могуће добити једињење. Ово је постала одлична метода маркетинга сумпорне киселине, јер је било лакше масовно производити.
У временима ближим приближно 1746. години, почео је да се употребљава метода коморе пресвучена оловом, која је била много одрживија и једноставнија од Глауберове, и то је коначно стабилизовало индустрију за производњу овог једињења, што је проузроковало велику трговину њиме око света.
Концентрације су биле врло ниске од приближно 40%, али то је побољшано проучавањем карактеристика једињења, постизањем производње нових производа који су захтевали веће концентрације, то је зато што су се неки научници ослањали у древним праксама добијање алхемичара, управо у сагоревању пирита.
Тада је 1831. продавац сирћета успео да генерише много одрживији процес од претходних, због ниских трошкова који је заслужио да може да их изведе, што се назива контактним поступком, будући да је овај познат по томе што има већину снабдевање сумпорном киселином.
Примене и превенције сумпорне киселине
Једном када су познати сви аспекти и историјат добијања овог једињења, изузетно је важно знати које су његове најчешће примене и мере предострожности које се морају предузети, јер се у већини ових процеса загрева супстанца до те мере да би могла икога озбиљно да опече.
Најчешће апликације
- Неке индустријски процеси због којих производи од дрвета и папира захтевају сумпорну киселину како у њима, тако и у текстилним производима.
- У индустрији производње ђубрива примећује се већа потрошња и потражња овог једињења, јер су његове компоненте врло ефикасне за разраду ових супстанци, јер оно делује као природно ђубриво.
- У већини случајева ово једињење се користи као сировина, мада се ретко одражава у коначном производу.
- Међу најважнијим су прерада нафте, обрада челика, производња пигмената, експлозиви, пластика, влакна, детерџенти и екстракција обојених метала.
- Служи као метода за обраду различитих метала попут челика, бакра, ванадијума, између осталог.
- У неким земљама његову употребу строго надгледају субјекти који припадају законима о здравственој заштити.
- Његова најдиректнија употреба је, такорећи, за производњу сумпора, који се уграђује органским сумпорјењем, чији је процес специфичан за индустрију детерџената.
Мере предострожности
Процеси производње сумпорне киселине могу бити заиста опасни јер се у великој већини, ако не и свим, једињење загрева на екстремне температуре, па се увек мора узети у обзир да се мора сипати у воду, а никако обрнуто , јер може изазвати агресивне прскања које могу проузроковати озбиљне опекотине коже.