История открытия серной кислоты и ее промышленное получение

Впервые серная кислота, была получена итальянским ученым В. Бирингуччо в 1540 г. и немецким алхимиком Василием Валентином в конце XVI – начале XVII вв. Cерную кислоту получали в незначительных количествах термическим разложением железного купороса FeSO₄×7H₂O. Из-за этого способа получения серную кислоту в старину называли «купоросным маслом».

В настоящее время серная кислота производится двумя способами: нитрозным, существующим более 200 лет, и контактным, освоенным в промышленности в конце ХIХ и начале ХХ века. Контактный способ вытесняет нитрозный.

В основе контактного метода получения серной кислоты лежат следующие стадии.

1. Обжиг серосодержащего сырья (сульфиды металлов, сера) для получения оксида серы(IV):

4FeS₂ + 11O₂ = 2Fe₂O₃ + 8SO₂

или

S + O₂ = SO₂.

2. Каталитическое окисление оксида серы(IV) до оксида серы(VI):

В промышленности основным катализатором окисления SO₂ является катализатор на основе оксида ванадия V₂O₅ (ванадиевая контактная масса). Каталитическую активность в этой реакции проявляют и другие соединения, прежде всего платина. Однако платиновые катализаторы чрезвычайно чувствительны даже к следам мышьяка, селена, хлора и других примесей, которые могут содержаться в исходном оксиде серы(IV). Эти примеси «отравляют катализатор» и поэтому называются «каталитическими ядами». Из-за чувствительности к отравлению и значительной стоимости платиновые катализаторы постепенно были вытеснены ванадиевыми. Процесс проводят в диапазоне температур 400 – 600 ^оС.

3. Последней стадией процесса производства серной кислоты контактным способом является превращение оксида серы(VI) в серную кислоту:

SO₃ + H₂O = H₂SO₄.

При реакции SO₃ с водой выделяется огромное количество теплоты, и серная кислота начинает закипать с образованием мельчайших капелек тумана, который долго конденсируется. Поэтому SO₃ поглощают не водой, а концентрированной серной кислотой. В результате образуется раствор SO₃ в H₂SO₄, который называется олеум. Концентрированную серную кислоту можно получить, разбавляя олеум серной кислотой.

В Республике Беларусь серную кислоту производят на Гомельском химическом заводе, ПО «Азот» в Гродно. Объемы производства составляют ______ тыс тонн в год. Очень важно не допускать загрязнения окружающей среды на всех стадиях производства. Для этого добиваются максимально эффективного использования исходного сырья, наибольшего выхода продуктов, не допускают попадания продуктов промышленных процессов в атмосферу, природные воды и почву.