Сірчана кислота
Стаття написана Павлом Чайкою, головним редактором журналу «Пізнавайка». З 2013 року з моменту заснування журналу Павло Чайка присвятив себе популяризації науки в Україні та світі. Основна мета як журналу, так і цієї статті – пояснити складні наукові теми простою та доступною мовою.
Йтиметься про один з найважливіших продуктів хімічної промисловості, який сам вживається не часто, але абсолютно необхідний для виробництва різних речовин. Це сірчана кислота, яка знайома нам зі шкільних років. Вона здається навіть трохи домашня: адже її ставлять взимку між рамами, щоб скло не замерзло. Тим часом роль сірчаної кислоти в хімії видатна. Ця кислота належить до головних нововведень, що визначає розвиток не тільки хімічної, а й багатьох інших галузей промисловості.
Одне з основних застосувань сірчаної кислоти – це виробництво фосфорних і деяких азотних добрив (суперфосфат, преципітат, амофос, сульфат амофосу та інші). Багато кислоти витрачається на очищення нафтопродуктів від непотрібних домішок. Сірчанокислотній обробці піддається велика частина бензину і мастила. Не обійтися без ріллі старої знайомої і в виробництві капролактаму та фенолу – найважливіших мономерів для отримання пластмас і синтетичного волокна. Без неї не можна отримати цілий ряд барвників, ліків та інших речовин.
Трудовий «стаж» сірчаної кислоти налічує приблизно тисячу років. Вже в X столітті її отримували проколюванням квасців і залізного купоросу (з тих часів вона називається купоросним маслом). На початку 19-го століття для виробництва сірчаної кислоти стали застосовувати оксиди азоту. Численні заводи, які працювали за таким способом, видавали мільйони тонн сірчаної кислоти.
Близько ста років тому був запропонований ще один спосіб – так званий контактний. В його основі лежить застосування каталізаторів (тоді вони називалися контактами) для отримання сірчистого ангідриду при спалюванні двоокису сірки. Цей спосіб близько сімдесяти років не знаходив застосування в промисловості вже хоча б тому, що в якості контакту використовувалася надто дорога металева платина.
Але потім контактний спосіб остаточно переміг. Були знайдені дешеві ванадієві і залізні каталізатори, і за допомогою електрофільтрів була вирішена проблема очищення контактного газу від дрібного пилу.
Схема заводу, що виробляє сірчану кислоту, проста: перший етап – отримання сірчистого газу SO2 спалюванням природних сполук сірки, таких, як сірчаний колчедан, ремедний колчедан, сульфіди свинцю і цинку. Всі ці руди важливі. І як джерела сірки і як сировина для металургійної промисловості, Тому залишок сировини після випалу використовується для виплавки металу. При цьому здавна повелося, що сірчані сполуки заліза спалюються на сірчанокислотному заводі, а сполуки свинцю і цинку – на заводах кольорових металів. Сірчистий газ вловлюється тут з випалювальних газів.
Автор: Г. Еллерт.