Ce este implicat în producerea acidului sulfuric?

Procesul de producere a acidului sulfuric a fost discutat în textele antice încă din secolul I d.Hr., cu multe variații ale metodelor. Ceea ce este implicat în proces depinde de scopul produsului finit. În primele câteva secole de producție industrială, sulful și nitratul de potasiu au fost arse împreună și combinate cu abur pentru a crea un acid sulfuric slab. Metodele moderne de producere industrială a acidului sulfuric implică combinarea sulfului și oxigenului cu căldura, folosind în același timp oxidul de vanadiu ca catalizator. Aproape toate aplicațiile de calitate industrială folosesc acest proces, cunoscut sub numele de procesul de contact, pentru a produce acid sulfuric.

Cunoscut inițial ca ulei de vitriol, multe texte antice se referă la acidul sulfuric ca un mineral natural. De-a lungul secolelor, au fost dezvoltate numeroase metode pentru crearea artificială a acidului sulfuric. În timp ce fiecare metodă produce acid sulfuric, nivelurile de concentrație diferă. Majoritatea metodelor se concentrează pe încălzirea sulfului sau a diverșilor derivați de sulf cu alte elemente, apoi combinând produsul final cu apă.

Bazat pe o metodă din secolul al XVII-lea dezvoltată de un chimist olandez, inventatorul englez John Roebuck a rafinat metoda industrială originală, cunoscută sub numele de procedeul cu camera de plumb. Folosind sulf și nitrat de potasiu, mai bine cunoscut sub numele de salpetru, Roebuck a dezvoltat o metodă de ardere a celor două minerale într-o cameră de plumb umplută cu abur. Deși mai puțin concentrată decât acidul sulfuric modern, această metodă a fost standardul pentru fabricarea acidului sulfuric în cantități mari până în secolul al XIX-lea. Rafinamentele aduse procesului de-a lungul a două secole au ajutat la purificarea produsului final și la creșterea concentrației la 17%.

Cererile tot mai mari pentru diverși coloranți și alte aplicații industriale au necesitat acid sulfuric mai concentrat. Ca atare, în timpul revoluției industriale au apărut metode de producere a acidului sulfuric în concentrații mai mari. Metodele de distilare uscată au permis disulfurei de fier, prin mai multe etape de încălzire și descompunere, să producă oxid de fier și trioxid de sulf. Adăugarea de apă la trioxidul de sulf a produs o varietate de concentrații de acid sulfuric.

Metodele simpliste de producere a acidului sulfuric sunt mai puțin implicate decât metodele industriale. Copiii sunt adesea învățați cum să producă acid sulfuric slab în experimentele de la cursul de chimie. Astfel de metode implică un proces simplu, la fel ca procesul original cu camera de plumb. În loc să folosească o cameră de plumb, aceste lecții de predare folosesc adesea un arzător Bunsen, un capac de cupru, niște nitrat de sodiu, niște sulf și un recipient de plastic cu sifon ca reactor.

Căldura este folosită pentru a topi sulful și azotatul de sodiu din capacul de cupru. Odată ars suficient, aparatul de cupru este plasat într-un recipient din plastic umplut parțial cu apă. De-a lungul timpului, recipientul se umple cu diferite produse secundare de gaz, care sunt absorbite în apă pentru a crea acid sulfuric. De obicei, procesul durează câteva ore pentru a se finaliza, spre deosebire de procesele industriale care se termină mai repede datorită unui proces mai implicat.