Jaké je spojení mezi oxidem siřičitým a kyselinou sírovou?
Hlavní spojitost mezi oxidem siřičitým a kyselinou sírovou je, že oxid siřičitý je předchůdcem v průmyslové výrobě kyseliny sírové. Existují dva průmyslové způsoby výroby kyseliny sírové, přičemž oba zahrnují oxidaci oxidu siřičitého na oxid sírový a následné kombinování oxidu sírového s vodou za vzniku kyseliny. Oxid siřičitý a kyselina sírová jsou také závažnými znečišťujícími látkami. Jsou hlavními přispěvateli kyselého deště.
Oxid siřičitý (SO 2 ) - štiplavý toxický plyn - se vytváří spalováním síry reakcí S + O 2 → S02. Vytváří se také spalováním mnoha látek obsahujících síru, například sirovodíku a různých organických sloučenin síry vyskytujících se ve fosilních palivech. Zahřívání rud a minerálů obsahujících síru - například pyritů železa (FeS 2 ) - je dalším způsobem, jak lze plyn produkovat: 3FeS 2 + 8O 2 → Fe 3 O 4 + 6SO 2 . Výroba oxidu siřičitého a kyseliny sírové je jedním z nejdůležitějších odvětví chemického průmyslu a představuje hlavní část světové produkce síry.
Kyselina sírová byla vyrobena v raných dobách destilací síranu železnatého II nebo „zeleného vitriolu“ a později zahříváním směsi ledníku (NaNO 3 ) a síry spolu s párou. V 18. století začala průmyslová výroba kyseliny sírové za použití oxidu siřičitého, přičemž se použilo to, co bylo původně nazýváno procesem vedoucí komory. Oxid siřičitý byl vyroben spalováním síry nebo zahříváním pyritů železa a oxidován na oxid siřičitý (SO3) oxidem dusičitým (NO 2 ): S02 + N02 → S03 + NO. Oxid dusičitý pro reakci byl zpočátku produkován tepelným rozkladem saltpeteru, ale později byl zajištěn oxidací amoniaku za použití katalyzátoru. Reakce probíhala v olověných komorách, do kterých byl nasměrován postřik vody, rozpuštěním oxidu sírového za vzniku kyseliny sírové, která se shromažďuje na dně komory.
Způsob výroby vedoucí komory byl nyní většinou nahrazen kontaktním procesem. To vylučuje potřebu oxidu dusičitého reakcí oxidu siřičitého se vzduchem za vzniku oxidu sírového. Za normálních okolností je tato reakce velmi pomalá; při použití vhodného katalyzátoru však postupuje rychle. Platina byla pro tento účel účinná, ale moderní kontaktní proces používá oxid vanadičný.
Oxid siřičitý a kyselina sírová, i když mají obrovský průmyslový význam, jsou také hlavními znečišťujícími látkami a jsou největšími zdroji kyselého deště. Ve vzduchu je oxid siřičitý pomalu oxidován na oxid sírový, který reaguje s vlhkostí v atmosféře za vzniku zředěné kyseliny sírové. To může padat jako kyselý déšť, který může poškodit život rostlin a kamenné budovy, nebo může reagovat s jinými znečišťujícími látkami za vzniku sulfátových částic, které mohou působit jako kondenzační jádra a mohou hrát roli při tvorbě mraků.