Qu'est-ce qui est impliqué dans la fabrication de l'acide sulfurique?
Le processus de fabrication de l'acide sulfurique est abordé dans les textes anciens depuis le premier siècle de notre ère, avec de nombreuses variantes de méthodes. Ce qui est impliqué dans le processus dépend du but du produit fini. Au cours des premiers siècles de production industrielle, le soufre et le nitrate de potassium ont été combinés et combinés à de la vapeur pour créer un acide sulfurique faible. Les méthodes modernes de production industrielle d'acide sulfurique consistent à combiner le soufre, l'oxygène et la chaleur, tout en utilisant l'oxyde de vanadium comme catalyseur. Presque toutes les applications industrielles utilisent ce procédé, appelé procédé de contact, pour la fabrication d’acide sulfurique.
Connu à l'origine sous le nom d'huile de vitriol, de nombreux textes anciens se réfèrent à l'acide sulfurique en tant que minéral naturel. Au fil des siècles, de nombreuses méthodes de fabrication artificielle d'acide sulfurique ont été développées. Bien que chaque méthode produise de l'acide sulfurique, les niveaux de concentration diffèrent. La plupart des méthodes consistent à chauffer du soufre ou divers dérivés du soufre avec d'autres éléments, puis à associer le produit final à de l'eau.
Basé sur une méthode du XVIIe siècle mise au point par un chimiste néerlandais, l'inventeur anglais John Roebuck a perfectionné la méthode industrielle d'origine, appelée procédé à chambre de plomb. En utilisant du soufre et du nitrate de potassium, mieux connu sous le nom de salpêtre, Roebuck a mis au point une méthode pour brûler les deux minéraux dans une chambre de plomb remplie de vapeur. Bien que moins concentrée que l'acide sulfurique moderne, cette méthode était la norme pour la fabrication d'acide sulfurique en grande quantité jusqu'au 19ème siècle. Des améliorations apportées au processus pendant deux siècles ont permis de purifier le produit final et d’augmenter la concentration à 78%.
La demande croissante de divers colorants et d’autres applications industrielles a nécessité une concentration accrue de l’acide sulfurique. En tant que tels, des méthodes de fabrication d'acide sulfurique à des concentrations plus élevées sont apparues pendant la révolution industrielle. Les méthodes de distillation à sec ont permis au disulfure de fer, à travers plusieurs étapes de chauffage et de décomposition, de produire de l'oxyde de fer et du trioxyde de soufre. L'ajout d'eau au trioxyde de soufre a entraîné diverses concentrations d'acide sulfurique.
Les méthodes simplistes de fabrication de l'acide sulfurique sont moins impliquées que les méthodes industrielles. On enseigne souvent aux enfants comment fabriquer de l'acide sulfurique faible dans le cadre d'expériences en classe de chimie. De telles méthodes impliquent un processus simple, un peu comme le processus original de la chambre de tête. Plutôt que d'utiliser une chambre en plomb, ces leçons d'enseignement utilisent souvent un brûleur Bunsen, un capuchon en cuivre, du nitrate de sodium, du soufre et un récipient en plastique à base de soude en plastique.
La chaleur est utilisée pour faire fondre le soufre et le nitrate de sodium dans l’embout en cuivre. Une fois suffisamment brûlé, l'appareil en cuivre est placé dans un récipient en plastique partiellement rempli d'eau. Au fil du temps, le conteneur se remplit de divers sous-produits gazeux, qui sont absorbés dans l'eau pour créer de l'acide sulfurique. En règle générale, le processus prend quelques heures, contrairement aux processus industriels qui se terminent plus rapidement en raison d'un processus plus complexe.