Hva er involvert i å lage svovelsyre?

Prosessen med å lage svovelsyre har vært diskutert i gamle tekster siden det første århundre e.Kr., med mange varianter av metoder. Hva som er involvert i prosessen avhenger av formålet med det ferdige produktet. I de første århundrene med industriell produksjon ble svovel og kaliumnitrat brent sammen og kombinert med damp for å skape en svak svovelsyre. Moderne metoder for industriell svovelsyreproduksjon innebærer å kombinere svovel og oksygen med varme, mens du bruker vanadiumoksyd som katalysator. Nesten alle industrielle applikasjoner bruker denne prosessen, kjent som kontaktprosessen, for fremstilling av svovelsyre.

Opprinnelig kjent som olje av vitriol. Mange gamle tekster omtaler svovelsyre som et naturlig forekommende mineral. Gjennom århundrene er det utviklet mange metoder for kunstig fremstilling av svovelsyre. Mens hver metode produserer svovelsyre, er konsentrasjonsnivåene forskjellige. De fleste metoder sentrerer rundt oppvarming av svovel eller forskjellige svovelderivater med andre elementer, for deretter å kombinere sluttproduktet med vann.

Basert på en metode fra 1600-tallet utviklet av en nederlandsk kjemiker, foredlet den engelske oppfinneren John Roebuck den opprinnelige industrielle metoden, kjent som lederkammerprosessen. Ved bruk av svovel og kaliumnitrat, bedre kjent som saltpeter, utviklet Roebuck en metode for å brenne de to mineralene i et blykammer fylt med damp. Selv om den var mindre konsentrert enn moderne svovelsyre, var denne metoden standarden for å lage svovelsyre i store mengder frem til 1800-tallet. Avgrensninger til prosessen gjennom to århundrer bidro til å rense sluttproduktet og øke konsentrasjonen til 78 prosent.

Økende krav til forskjellige fargestoffer og andre industrielle anvendelser nødvendiggjorde mer konsentrert svovelsyre. Som sådan dukket det opp metoder for å lage svovelsyre i høyere konsentrasjoner under den industrielle revolusjonen. Tørrdestillasjonsmetoder tillot jernsulfid gjennom flere stadier av oppvarming og spaltning, å produsere jernoksyd og svoveltrioksyd. Tilsetning av vann til svoveltrioksydet ga en rekke svovelsyre-konsentrasjoner.

Simplistiske metoder for fremstilling av svovelsyre er mindre involvert enn industrielle metoder. Barn læres ofte hvordan man lager svak svovelsyre i kjemi-eksperimenter. Slike metoder involverer en enkel prosess, omtrent som den opprinnelige ledekammerprosessen. I stedet for å bruke et blykammer bruker disse undervisningstimene ofte en Bunsen-brenner, en kobberendekappe, noe natriumnitrat, noe svovel og en plastbrusbeholder som reaktor.

Varme brukes til å smelte svovel og natriumnitrat i kobberenderhetten. Når det er tilstrekkelig brent, blir kobberapparatet plassert i en plastbeholder delvis fylt med vann. Over tid fylles beholderen med forskjellige gassbiprodukter, som tas opp i vannet for å lage svovelsyre. Typisk tar prosessen noen timer å fullføre, i motsetning til industrielle prosesser som avsluttes raskere på grunn av en mer involvert prosess.