Hvad er forbindelsen mellem svovldioxid og svovlsyre?
Den vigtigste forbindelse mellem svovldioxid og svovlsyre er, at svovldioxid er en forløber for den industrielle produktion af svovlsyre. Der er to industrielle processer til fremstilling af svovlsyre, som begge involverer oxidation af svovldioxid til svovltrioxid og den efterfølgende kombination af svovltrioxid med vand til dannelse af syren. Svovldioxid og svovlsyre er også alvorlige forurenende stoffer. De bidrager væsentligt til surt regn.
Svovldioxid (SO 2 ) - en skarp, giftig gas - dannes ved forbrænding af svovl gennem reaktionen S + O 2 → SO 2 . Det dannes også ved forbrænding af mange stoffer, der indeholder svovl, såsom svovlbrint og forskellige organiske svovlforbindelser, der findes i fossile brændstoffer. Opvarmning af svovlholdige malme og mineraler - for eksempel jernpyritter (FeS 2 ) - er en anden måde, hvorpå gassen kan produceres: 3FeS 2 + 8O 2 → Fe 3 O 4 + 6SO 2 . Svovldioxid og svovlsyreproduktion er en af de vigtigste sektorer i den kemiske industri og tegner sig for størstedelen af verdens svovlproduktion.
Svovlsyre blev produceret i tidlige tider ved destillering af jern II-sulfat eller "grøn vitriol" og senere ved opvarmning af en blanding af saltpeter (NaNO 3 ) og svovl sammen med damp. I det 18. århundrede begyndte den industrielle produktion af svovlsyre ved hjælp af svovldioxid under anvendelse af det, der oprindeligt blev betegnet som ledekammerprocessen. Svovldioxid blev produceret ved forbrænding af svovl eller opvarmning af jernpyritter og oxideret til svovltrioxid (SO 3 ) med nitrogendioxid (NO 2 ): SO 2 + NO 2 → SO 3 + NO. Nitrogendioxid til reaktionen blev oprindeligt produceret ved termisk nedbrydning af saltpeter, men blev senere tilvejebragt ved oxidation af ammoniak under anvendelse af en katalysator. Reaktionen fandt sted i blyforede kamre, i hvilke en spray af vand blev rettet, og opløst svovltrioxid til dannelse af svovlsyre, som samles i bunden af kammeret.
Fremgangsmåden til fremstilling af blykammer er nu for det meste erstattet af kontaktprocessen. Dette undgår behovet for nitrogendioxid ved at omsætte svovldioxid med luft til dannelse af svovltrioxid. Under normale omstændigheder er denne reaktion meget langsom; den fortsætter dog hurtigt, når der anvendes en passende katalysator. Platin var effektiv til dette formål, men den moderne kontaktproces bruger vanadiumpentoxid.
Selv om svovldioxid og svovlsyre er af stor industriel betydning, er de også vigtigste forurenende stoffer og er de største kilder til sur nedbør. I luften oxideres svovldioxid langsomt til svovltrioxid, der reagerer med fugt i atmosfæren til dannelse af fortyndet svovlsyre. Dette kan falde som surt regn, hvilket kan skade planteliv og stenbygninger, eller kan reagere med andre forurenende stoffer til dannelse af sulfatpartikler, som kan fungere som kondensationskerner og kan spille en rolle i skydannelse.