최대 황산 수율을 얻습니다

고대에 vitriol의 오일로 알려진 황산은 수소, 산소 및 황으로 구성됩니다. 그것은 H2SO4의 분자 공식을 가진 미네랄 산입니다.

냄새가없고 색상이 없습니다. 또한 물에 용해됩니다. 순수한 황산은 본질적으로 흡습성이며 공기에 노출 될 때 수증기를 쉽게 흡수합니다. 이것이 바로 황산이 지구에서 자연적으로 발견되지 않는 이유입니다.

황산은 전 세계적으로 매우 중요한 산업 화학 물질입니다. 국가의 산업 강도는 종종 국가의 황산 생산으로 측정됩니다.

황산의 특성

H2SO4는 매운 냄새가있는 점성 액체입니다. 무색이거나 약간 노란색이 있습니다.

물리적 특성 :

밀도는 1.84 g/ml
입니다
끓는점은 337 ° C 또는 611k이며 녹는 점은 10 ° C입니다. 높은 끓는점은 강한 수소 결합으로 인한 것입니다.
약 98% 또는 농축 황산은 산의 가장 안정적인 형태입니다.

화학적 특성 :

황산은 강한 디 프로토 산입니다.
그것은 자연에서 흡습성이며 공기에 존재하는 수분을 쉽게 흡수합니다.
강력한 산화 및 탈수 제입니다. 이것은 많은 재료에 대해 매우 부식성이 있습니다.
우리가 농축 된 (99.8%) 황산에 물을 첨가하면 발열 반응이기 때문에 매우 많은 양의 열이 생성됩니다. 이것은 종종 폭발로 이어질 수 있습니다.

황산은 어떻게 제조됩니까?

자연에서 황산은 암석에서 황화물 미네랄의 산화에 의해 형성됩니다. 연료 연소로 인해 대기 중에 방출되는 이산화황은 수분에 노출 될 때 산화를 겪고,‘산성 비’라고도하는 희석 된 황산을 형성합니다.

황산은 접촉 공정에서 상업적으로 제조됩니다. 우리는 제조 중 황산 수율을 최대화하기 위해이 과정에서 몇 가지 조건을 제어 할 수 있습니다. 접촉 과정에는 다음 단계가 포함됩니다.

이산화황의 생산

이것은 풍부한 공기의 철 황갈색과 같은 황 또는 황화물 광석을 태워서 수행됩니다.

S (황) + O2 (산소) + δ (가열) → SO2 (이산화황)

4fes (철 황철석) + 7O2 (산소) + δ (가열) → 2Fe2O3 (산화 제 2 철) + 4SO2 (이산화황)

황화제 트리록드 준비

이산화황은 촉매로서 바나듐 펜 옥사이드 (v2o5)의 존재하에 산소 (대기에 존재하는)로 삼산화 황으로 산화됩니다.

2SO2 (이산화황) + O2 (산소) + [v2O5 (촉매)] → SO3 (삼산화 황)

황제 황산으로 전환하는 황산으로 변환

트라이 산화 황은 농축 된 (98%) 황산에 흡수되어 올레 움 또는 피로 술로 산을 제공합니다. 이 올레 움은 물과 혼합되어 필요한 농도의 황산을 얻습니다.

SO3 (황제 삼산화황) +H2SO4 (황산 -98%) → H2S2O7 (피로 술로산-올레 움)

H2S2O7 (피로 술로산 - 올레 움) +H2O (희석) → 2H2SO4 (황산)

황산 수율을 어떻게 증가시킬 수 있습니까?

화학 반응이 발생하면 형성된 제품의 양을 수율이라고합니다. 따라서, 황산 수율은 접촉 공정에서 발생하는 반응에 의해 제조 된 산의 양이다.

접촉 공정에 의해 황산을 제조 할 때 가장 중요한 단계는 SO2의 촉매 산화가 촉매 바나디움 펜 톡시이드 v2o5의 존재 하에서 SO3를 제공하는 것입니다.

2SO2 (이산화황) + O2 (산소) + [v2O5 (촉매)] → SO3 (삼산화 황)

이 반응, SO3의 생성은 발열 반응입니다. 그것은 본질적으로 가역적이며, 전방 반응은 3 개의 반응물 분자마다 SO3의 2 개의 분자가 생성되기 때문에 부피의 감소를 초래한다.

le chatelier의 원칙은 삼산화황의 생산을 극대화하는 데 필요한 조건과 황산 수율을 이해하는 데 도움이됩니다. 이것들은 다음과 같습니다.

농도

고농도의 반응물은 전진 반응을 돕습니다.

온도

전방 반응은 발열이기 때문에 저온은 산화 과정을 촉진하는 데 도움이됩니다. 그러나 수율을 최대화하려면 약 720k의 최적 온도를 유지해야합니다.

압력

일반적으로, 고압은 기체 생성물의 부피가 반응물의 부피보다 작기 때문에 산화를 촉진합니다. 그러나 과도한 압력은 산화가 발생하는 용기의 부식으로 이어질 수 있습니다. 따라서 2-3 바 (또는 대기) 사이의 압력은 삼산화황의 생산을 극대화하는 데 최적입니다.

촉매

우리는 촉매가 화학 반응의 속도를 증가 시킨다는 것을 알고 있습니다. 이 과정에서 초기 백금화 석면이 촉매로 사용되었다. 그러나, 반응물 가스에 존재하는 불순물에 노출 될 때 비용이 많이 들었을뿐만 아니라 효능이 상실되었다. 따라서 이제 우리는 이러한 한계를 극복하는 Vanadium Pentoxide (v2o5)를 사용합니다.

가스 순도

가스는 산화 공정에 노출되기 전에 산화 비소와 같은 먼지 및 독성 가스와 같은 불순물이 없어야합니다.

황산의 사용

황산은 다양한 응용 분야에서 사용됩니다. 이로 인해 화학 물질의 왕이라고도합니다.

여러 농도에서 황산은 비료, 약물, 안료, 심지어 폭발물 (예 :TNT)의 제조에 사용됩니다. 예를 들어, 납 배터리 산 농도는 29-32%, 챔버 산은 62-70%, 타워 산은 78-80%입니다.

황산의 일부 일반적인 사용은 다음과 같습니다.

그것은 석유 정제에 사용됩니다
수퍼 포스페이트 및 황산 암모늄과 같은 비료를 준비 할 때
염료, 음영 및 페인트
그것은 다른 많은 산 (예 :질산, 염산, 인산) 및 화학 물질 (탄산나트륨과 같은)의 형성에 사용됩니다.
산세 에이전트
실험실에서의 산화 및 탈수 제
여러 야금 과정에서 사용됩니다

결론

이 기사에서, 우리는 황산 및 강한 디 프로토 산, 자연의 hygroscopic, 강한 산화 및 탈수제와 같은 특성에 대해 배웠습니다. 우리는 황산을 상업적으로 제조하는 데 사용되는 접촉 공정을 연구했습니다. 접촉 과정에 의한 최대 황산 수율을 얻기위한 필수 조건, 고온, 고압 등의 존재는 촉매에 의해 촉진된다. 황산은 반응을 가속화합니다. 황산은 염료, 음영에 사용되며 산화 및 탈수제 역할을합니다.