ข้อมูลทั้งหมดเกี่ยวกับกรดซัลฟิวริก

สารประกอบนี้ถูกใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมของโลกแม้กระทั่งการใช้งานจะเป็นตัวกำหนดระดับการพัฒนาของพื้นที่นี้ในประเทศต่างๆ ระดับการผลิตของกรดซัลฟิวริกสูงมากเนื่องจากมีคุณสมบัติหลายประการที่ทำให้ยอดเยี่ยมสำหรับการผลิตและการผลิตวัสดุบางชนิดซึ่งเป็นที่นิยมอย่างมากทั่วโลก มันมีลักษณะที่ทำให้มันมีอำนาจในการกัดกร่อนอย่างไม่น่าเชื่อซึ่งเป็นเหตุให้มีการตั้งชื่อตามลำดับ

ในยุคกลางสารประกอบนี้รู้จักกันในชื่อ น้ำมันกรดกำมะถันซึ่งนักเล่นแร่แปรธาตุในยุคนั้นตั้งชื่อให้ประมาณศตวรรษที่ XNUMX และ XNUMX นับเป็นศตวรรษที่สำคัญที่สุดเช่นกันโดยอ้างถึงการค้นพบและการศึกษาหน้าที่ของมัน

มีกระบวนการต่างๆเพื่อให้ได้มาซึ่งกรดซัลฟิวริกซึ่งเป็นกระบวนการในห้องนำที่เก่าแก่ที่สุดในบรรดากระบวนการนี้เป็นเรื่องปกติที่จะพบเห็นกระบวนการนี้เนื่องจากอุตสาหกรรมการผลิตปุ๋ยขนาดใหญ่ใช้มันเพื่ออำนวยความสะดวกในการได้รับเช่นเดียวกัน

กระบวนการในการได้รับกรดนี้อาจเป็นอันตรายได้หากคุณไม่ทราบขั้นตอนทั้งหมดที่ต้องรู้อย่างแน่ชัดเพื่อให้สามารถดำเนินการได้เนื่องจากมันก่อให้เกิดความร้อนจำนวนมากและร่างกายของคุณจะร้อนมากดังนั้นใด ๆ การกระเซ็นอาจทำให้เกิดแผลไหม้อย่างรุนแรง

องค์ประกอบของกรดซัลฟิวริก

เป็นสารประกอบที่ใช้กันอย่างแพร่หลายทั่วโลกโดยเป็นอุตสาหกรรมที่มีการใช้กรดซัลฟิวริกในระดับสูงสุดซึ่งเป็นผู้ผลิตปุ๋ยลักษณะเด่นของสิ่งนี้คือเป็นส่วนประกอบที่มีฤทธิ์กัดกร่อนสูงและมีสูตรทางเคมีคือ S2HO4.

กรดซัลฟิวริกคือ ส่วนประกอบที่มีการผลิตสูงสุดทั่วโลก เนื่องจากมีลักษณะเฉพาะบางประการที่อนุญาตให้มีความละเอียดลึกซึ้งของผลิตภัณฑ์ที่ได้จากมันรวมทั้งยังสามารถใช้ในการสังเคราะห์สารอื่น ๆ เช่นกรดและซัลเฟต

ในสมัยโบราณเรียกว่าน้ำมันหรือวิญญาณของ Vitriol เนื่องจากมาจากแร่ธาตุนี้โดยทั่วไปสารประกอบนี้สามารถหาได้จากซัลเฟอร์ไดออกไซด์ผ่านกระบวนการที่เรียกว่าออกซิเดชันกับไนโตรเจนออกไซด์ในสารละลายหลังจากได้รับแล้วจำเป็นต้อง ดำเนินกระบวนการอื่น ๆ เพื่อเพิ่มความเข้มข้น

อะตอมของไฮโดรเจนสองอะตอมที่โมเลกุลนี้มีอยู่นั้นเชื่อมโยงกับอะตอมของออกซิเจนทั้งสองซึ่งไม่มีพันธะคู่กับกำมะถัน ไฮโดรเจนเหล่านี้สามารถแยกตัวออกได้ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับสารละลายที่มีอยู่

โมเลกุลของกรดมีรูปทรงเสี้ยมที่แปลกประหลาดโดยมีอะตอมของกำมะถันอยู่ตรงกลางในขณะที่อะตอมของไฮโดรเจนสามารถมองเห็นได้ที่มุมทั้งสี่ ในน้ำจะทำหน้าที่เป็นกรดแก่ในการแยกตัวครั้งแรกซึ่งเป็นผลมาจากไอออนไฮโดรเจนซัลไฟด์แม้ว่าในการแยกตัวครั้งที่สองจะปรากฏเป็นกรดอ่อนซึ่งส่งผลให้เกิดไอออนซัลเฟต

การสร้างกรดซัลฟูริก

สิ่งนี้สามารถพบได้ในพื้นที่ต่างๆของการค้าในการนำเสนอที่แตกต่างกันเริ่มตั้งแต่ส่วนผสมที่บริสุทธิ์ที่สุดไปจนถึงส่วนผสมทุกประเภทที่อาจมีอยู่ซึ่งวัดได้จากระดับความบริสุทธิ์

สำหรับการก่อตัวของกรดซัลฟิวริกนั้นจำเป็นต้องผ่านกระบวนการบางอย่างเพื่อให้ได้มาซึ่งสิ่งที่รู้จักกันดีที่สุดและที่ใช้กันมากที่สุดคือห้องนำและกระบวนการสัมผัสวิธีแรกที่กล่าวถึงเป็นวิธีที่เก่าแก่ที่สุดในการได้รับ สารประกอบนี้และในปัจจุบันยังคงมีความสำคัญและมีการใช้งานอย่างมากโดยเฉพาะอย่างยิ่งในอุตสาหกรรมที่รับผิดชอบการผลิตปุ๋ย

เป็นไปได้ที่จะได้รับสารประกอบนี้ในห้องปฏิบัติการสิ่งนี้ ทำได้โดยการส่งผ่านกระแสของก๊าซซัลเฟอร์ไดออกไซด์ในสารละลายไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์ ความเข้มข้นของกรดซัลฟิวริกผ่านกระบวนการผลิตนี้ทำได้โดยการระเหยน้ำ

ขั้นตอนการติดต่อ

ในกระบวนการได้รับกรดซัลฟิวริกนี้สามารถสังเกตส่วนผสมของก๊าซที่มี SO ประมาณ 7 ถึง 10 เปอร์เซ็นต์2 ขึ้นอยู่กับแหล่งที่มาของการผลิตและโดยประมาณระหว่าง 11 ถึง 13 เปอร์เซ็นต์จะถูกทำให้ร้อนก่อนและเมื่อบริสุทธิ์ถึงระดับสูงสุดแล้วก็สามารถส่งผ่านไปยังตัวแปลงของเตียงตัวเร่งปฏิกิริยาหนึ่งตัวหรืออาจมากกว่านั้นเนื่องจาก กฎแพลทินัมซึ่งสามารถมองเห็นการก่อตัวของ SO ได้3 โดยปกติจะใช้ตัวแปลงสองตัวขึ้นไปในกระบวนการนี้

การผลิตสารประกอบนี้โดยการเผาไหม้ของธาตุกำมะถันมีแนวโน้มที่จะนำเสนอสมดุลของพลังงานที่ดีขึ้นซึ่งไม่จำเป็นต้องปรับให้เข้ากับระบบการทำให้บริสุทธิ์บางอย่างที่เข้มงวดซึ่งในกรณีอื่น ๆ กระบวนการนี้ถูกบังคับ

มีความแตกต่างใหญ่ระหว่าง การผลิตดังนั้น2 โดยการเผากำมะถันe และอีกวิธีหนึ่งที่เรียกว่าการคั่วไพไรต์โดยเฉพาะอย่างยิ่งถ้าสิ่งเหล่านี้เป็นสารหนูเนื่องจากวิธีที่สองทิ้งสิ่งสกปรกจำนวนมากไว้ในผลลัพธ์สุดท้ายที่ไม่สามารถกำจัดได้ทั้งหมด

ในโรงงานที่ทำงานปกติประสิทธิภาพการแปลงของ SO2 เป็น SO3 มีตั้งแต่  96% และ 97% เนื่องจากประสิทธิภาพลดลงเมื่อเวลาผ่านไปผลกระทบนี้สามารถสังเกตเห็นได้บ่อยขึ้นในพืชที่มีการใช้ไพไรต์ที่มีปริมาณสารหนูสูงซึ่งไม่สามารถกำจัดสารประกอบได้อย่างสมบูรณ์ดังนั้นจึงมาพร้อมกับก๊าซที่ผ่านการเร่งปฏิกิริยา ซึ่งก่อให้เกิดพิษของตัวเร่งปฏิกิริยาซึ่งเป็นสาเหตุหลักที่ทำให้ประสิทธิภาพลดลงอย่างกะทันหัน

ในตัวแปลงที่สองก๊าซมีเวลาพักอาศัยประมาณ 2 ถึง 4 วินาทีและในกรณีนี้จะต้องใช้อุณหภูมิระหว่าง 500 ถึง 600 องศาเซลเซียสเพื่อให้ได้ค่าคงที่สมดุลที่เหมาะสมเพื่อให้ได้การแปลงสูงสุดโดยมีต้นทุนต่ำสุดที่เป็นไปได้

หลังจากกระบวนการก่อนหน้านี้ก๊าซที่มาจากการเร่งปฏิกิริยาจะถูกทำให้เย็นลงจนมีอุณหภูมิใกล้เคียง100ºองศาเซลเซียสจากนั้นจึงผ่านหอ oleum ด้วยเหตุนี้จึงทำให้เกิดการดูดซึม SO ได้ไม่สมบูรณ์ แต่เป็นเพียงบางส่วน3ก๊าซที่เหลือจากนี้จะผ่านหอคอยแห่งที่สองซึ่งสารประกอบจะถูกทำความสะอาดและล้างด้วยกรดซัลฟิวริกหลังจากเสร็จสิ้นขั้นตอนเหล่านี้ก๊าซที่เหลือจะถูกกำจัดผ่านปล่องไฟเข้าสู่สตราโตสเฟียร์

กระบวนการห้องนำ

กระบวนการเฉพาะนี้เป็นกระบวนการที่เก่าแก่ที่สุดที่ทราบกันดีว่ามีการผลิตและรับกรดซัลฟิวริกซึ่ง SO3 ก๊าซเข้าสู่เครื่องปฏิกรณ์ที่รู้จักกันในชื่อของ หอถุงมือ โดยเข้าสู่กระบวนการล้างด้วยไนตรัสกรดกำมะถันซึ่งเป็นกรดซัลฟิวริกที่มีอนุภาคไนตรัสออกไซด์และคาร์บอนไดออกไซด์ละลายอยู่ซึ่งจะผสมกับไนโตรเจนออกไซด์สองชนิด (NO) และ (IV) กำมะถันออกไซด์ IV ส่วนใหญ่ที่ใช้ในที่นี้จะถูกออกซิไดซ์เป็นซัลเฟอร์ออกไซด์ VI และละลายในอ่างกรดเพื่อสร้างกรดทาวเวอร์ซึ่งเป็นลักษณะของหอคอยโกลเวอร์

หลังจากส่วนผสมของก๊าซผ่านหอโกลเวอร์แล้วพวกเขาจะถูกนำไปยังห้องที่มีตะกั่ว (ดังนั้นชื่อของมัน) ซึ่งพวกเขาจะได้รับการบำบัดด้วยน้ำปริมาณมากซึ่งมีรูปร่างแตกต่างกันตามเกณฑ์ของผู้ผลิตซึ่งสิ่งที่พบมากที่สุดคือ สี่เหลี่ยมจัตุรัสหรือที่มีรูปร่างคล้ายกับกรวย

กรดซัลฟิวริกถูกกลั่นตัวบนผนังซึ่งเกิดจากปฏิกิริยาต่างๆและสะสมอยู่บนพื้นห้องเคลือบตะกั่วโดยปกติจะสังเกตเห็นการมีอยู่ระหว่าง 3 ถึง 6 ห้องต่อเนื่องกันผลิตภัณฑ์สุดท้ายที่ได้จากห้องดังกล่าว มักเรียกว่ากรดแชมเบอร์หรือมากกว่าปกติว่ากรดปุ๋ย

ในขั้นตอนสุดท้ายของกระบวนการนี้ก๊าซจะถูกส่งผ่านเครื่องปฏิกรณ์อื่นที่เรียกว่าหอคอยเกย์ - ลัสซัคซึ่งการซักอย่างต่อเนื่องเริ่มต้นด้วยกรดเข้มข้นและเย็นซึ่งมาจากหอโกลเวอร์เพื่อยุติก๊าซที่ไม่สามารถแปรรูปได้ ปล่อยสู่บรรยากาศ

ประวัติกรดซัลฟิวริก

จุดเริ่มต้นของมันย้อนกลับไปในยุคกลางซึ่งแทนที่จะเป็นนักวิทยาศาสตร์นักเล่นแร่แปรธาตุเป็นผู้ที่ทดลองกับสารที่ได้จากโลกซึ่งส่วนใหญ่เป็นธรรมชาติแม้ว่าบางคนสามารถผลิตสารประกอบเช่นJabirú Ibn Hayyan ซึ่งเป็นผู้ค้นพบกรดซัลฟิวริกสำหรับ ครั้งแรกในศตวรรษที่แปดและจากนั้นในศตวรรษต่อ ๆ มาเพื่อศึกษาในเชิงลึกเนื่องจากพวกเขาตระหนักถึงคุณสมบัติที่ยอดเยี่ยมและการใช้งานที่เป็นไปได้ซึ่งทำให้เกิดความเป็นไปได้ในการผลิตสิ่งประดิษฐ์และผลิตภัณฑ์ใหม่กระบวนการที่มุ่งมั่นได้รับความนิยมในยุคนั้น บทความและหนังสือทั้งอาหรับและเปอร์เซียเนื่องจากการศึกษาของนักเล่นแร่แปรธาตุชาวยุโรปในศตวรรษที่สิบสาม

ในยุโรปในยุคนั้นแน่นอนว่าในยุคกลางกรดซัลฟิวริกเป็นที่รู้จักกันในชื่อกรดกำมะถันหรือสารประกอบของกรดกำมะถันเช่นสุรากรดกำมะถันหรือน้ำมันกรดกำมะถันเนื่องจากมีอยู่ในแร่ธาตุนี้ คำว่า vitriol มาจากภาษาละติน vitreus ซึ่งหมายถึงเกลือซัลเฟตและการแปลเป็นภาษาสเปนจะเป็นคริสตัล

ส่วนประกอบนี้ตั้งแต่เริ่มต้นได้รับการพิสูจน์แล้วว่าเป็นที่สนใจอย่างมากในหมู่นักเล่นแร่แปรธาตุดังนั้นจึงมีการพยายามใช้เป็นศิลานักปราชญ์แม้ว่าในการใช้งานส่วนใหญ่คือการทำให้สารเกิดปฏิกิริยา

Johann Glauber เป็นนักเคมีชาวเยอรมันที่มีเชื้อสายดัตช์สามารถได้รับกรดซัลฟิวริกหรือกรดกำมะถันผ่านกระบวนการ การเผาไหม้กำมะถันด้วยโพแทสเซียมไนเตรต ต่อหน้าไอน้ำ นี่เป็นเพราะความจริงที่ว่าในขณะที่โพแทสเซียมไนเตรตกำลังสลายตัวสามารถสังเกตได้ว่าซัลเฟอร์ออกซิไดซ์เป็น SO อย่างไร3 ต่อมาเมื่อรวมกับน้ำก็สามารถได้รับสารประกอบ นี่กลายเป็นวิธีการที่ยอดเยี่ยมในการทำตลาดกรดซัลฟิวริกเพราะง่ายต่อการผลิตเป็นจำนวนมาก   

ในช่วงเวลาใกล้เคียงกับประมาณปี 1746 วิธีการเคลือบด้วยตะกั่วเริ่มถูกนำมาใช้ซึ่งมีความยั่งยืนและเรียบง่ายกว่า Glauber มากและในที่สุดสิ่งนี้ก็ทำให้อุตสาหกรรมมีเสถียรภาพสำหรับการผลิตสารประกอบนี้ทำให้เกิดการค้าจำนวนมาก รอบโลก.

ระดับความเข้มข้นต่ำมากประมาณ 40% แต่สิ่งนี้ได้รับการปรับปรุงให้ดีขึ้นด้วยการศึกษาลักษณะของสารประกอบเพื่อให้ได้ผลิตภัณฑ์ใหม่ที่ต้องการความเข้มข้นสูงขึ้นเนื่องจากนักวิทยาศาสตร์บางคนอาศัยการปฏิบัติในสมัยโบราณของ ได้รับนักเล่นแร่แปรธาตุอย่างแม่นยำในการเผาไพไรต์

จากนั้นในปีพ. ศ. 1831 ผู้ขายน้ำส้มสายชูสามารถสร้างกระบวนการที่ยั่งยืนกว่ากระบวนการก่อนหน้าได้มากเนื่องจากต้นทุนต่ำที่สมควรจะสามารถดำเนินการได้ซึ่งเรียกว่ากระบวนการติดต่อซึ่งเป็นที่ทราบกันดีว่ามีส่วนใหญ่ การจัดหากรดซัลฟิวริก

การใช้งานและการป้องกันกรดซัลฟูริก

เมื่อทราบทุกแง่มุมและประวัติความเป็นมาของการได้รับสารประกอบนี้เป็นครั้งแรกสิ่งสำคัญอย่างยิ่งที่จะต้องทราบว่าแอปพลิเคชันที่พบบ่อยที่สุดคืออะไรและข้อควรระวังที่ต้องดำเนินการเนื่องจากในกระบวนการเหล่านี้ส่วนใหญ่เป็น ให้ความร้อนแก่สารในระดับที่สามารถเผาไหม้ใครก็ได้

แอปพลิเคชันทั่วไปส่วนใหญ่

• บางส่วน กระบวนการอุตสาหกรรม ที่ทำผลิตภัณฑ์จากไม้และกระดาษต้องใช้กรดซัลฟิวริกเช่นเดียวกับในผลิตภัณฑ์สิ่งทอ
• ในอุตสาหกรรมการผลิตปุ๋ยมีการบันทึกปริมาณการใช้และความต้องการของสารประกอบนี้มากขึ้นเนื่องจากส่วนประกอบของมันมีประสิทธิภาพมากสำหรับการแยกสารเหล่านี้เนื่องจากมันทำหน้าที่เป็นปุ๋ยธรรมชาติ
• ในกรณีส่วนใหญ่สารประกอบนี้ถูกใช้เป็นวัตถุดิบแม้ว่าจะไม่ค่อยปรากฏในผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้าย
• สิ่งที่สำคัญที่สุด ได้แก่ การกลั่นปิโตรเลียมการบำบัดเหล็กการผลิตเม็ดสีวัตถุระเบิดพลาสติกเส้นใยผงซักฟอกและการสกัดโลหะที่ไม่ใช่เหล็ก
• ทำหน้าที่เป็นวิธีการบำบัดโลหะต่างๆเช่นเหล็กทองแดงวาเนเดียมและอื่น ๆ
• ในบางประเทศการใช้งานจะได้รับการตรวจสอบอย่างเข้มงวดโดยหน่วยงานที่อยู่ในกฎหมายคุ้มครองสุขภาพ
• การใช้งานที่ตรงไปตรงมาที่สุดคือการผลิตกำมะถันซึ่งรวมเข้าด้วยกันโดยการซัลฟูไรเซชันอินทรีย์ซึ่งเป็นกระบวนการเฉพาะสำหรับอุตสาหกรรมผงซักฟอก

ข้อควรระวัง

กระบวนการผลิตของกรดซัลฟิวริกอาจเป็นอันตรายได้เนื่องจากโดยส่วนใหญ่ถ้าไม่ใช่ทั้งหมดสารประกอบจะถูกให้ความร้อนที่อุณหภูมิสูงมากดังนั้นจึงต้องคำนึงถึงเสมอว่าจะต้องเทลงในน้ำและไม่ควรใช้วิธีอื่น เนื่องจากอาจทำให้เกิดการกระเด็นอย่างรุนแรงซึ่งอาจทำให้ผิวหนังไหม้อย่างรุนแรง