Hva er forbindelsen mellom svoveldioksid og svovelsyre?
Hovedforbindelsen mellom svoveldioksid og svovelsyre er at svoveldioksid er en forløper for industriell produksjon av svovelsyre. Det er to industrielle prosesser for fremstilling av svovelsyre, som begge involverer oksidasjon av svoveldioksyd til svoveltrioksyd og den påfølgende kombinasjon av svoveltrioksyd med vann for å danne syren. Svoveldioksid og svovelsyre er også alvorlige miljøgifter. De er viktigste bidragsytere til sur nedbør.
Svoveldioksid (SO 2 ) - en skarp, giftig gass - dannes ved forbrenning av svovel gjennom reaksjonen S + O 2 → SO 2 . Det dannes også ved forbrenning av mange stoffer som inneholder svovel, for eksempel hydrogensulfid og forskjellige organiske svovelforbindelser som finnes i fossile brensler. Oppvarming av svovelholdige malmer og mineraler - for eksempel jernpyritter (FeS 2 ) - er en annen måte gassen kan produseres på: 3FeS 2 + 8O 2 → Fe 3 O 4 + 6SO 2 . Produksjon av svoveldioksid og svovelsyre er en av de viktigste sektorene i den kjemiske industrien, og står for hoveddelen av verdens svovelproduksjon.
Svovelsyre ble produsert i tidlige tider ved å destillere jern II-sulfat, eller "grønn vitriol," og senere ved å varme opp en blanding av saltpeter (NaNO 3 ) og svovel sammen med damp. På 1700-tallet begynte den industrielle produksjonen av svovelsyre ved bruk av svoveldioksid, ved å bruke det som opprinnelig ble betegnet som hovedkammerprosessen. Svoveldioksid ble produsert ved forbrenning av svovel eller oppvarming av jernpyritter og oksidert til svoveltrioksyd (SO 3 ) med nitrogendioksyd (NO 2 ): SO 2 + NO 2 → SO 3 + NO. Nitrogendioksydet for reaksjonen ble opprinnelig produsert ved termisk spaltning av saltpeter, men ble senere tilveiebrakt ved oksydasjon av ammoniakk ved bruk av en katalysator. Reaksjonen fant sted i blyforede kamre som en spray med vann ble ført inn i, og oppløst svoveltrioksyd for å danne svovelsyre, som samles i bunnen av kammeret.
Fremgangsmåte for fremstilling av blykammer er nå stort sett erstattet av kontaktprosessen. Dette avgir behovet for nitrogendioksyd ved å reagere svoveldioksyd med luft for å danne svoveltrioksyd. Under normale omstendigheter er denne reaksjonen veldig treg; imidlertid fortsetter den raskt når en passende katalysator blir brukt. Platinum var effektivt for dette formålet, men den moderne kontaktprosessen bruker vanadiumpentoksyd.
Selv om svoveldioksid og svovelsyre er av stor industriell betydning, er de også store forurensninger og er de største kildene til sur nedbør. I luften oksideres svoveldioksid sakte til svoveltrioksyd, som reagerer med fuktighet i atmosfæren for å danne fortynnet svovelsyre. Dette kan falle som sur nedbør, noe som kan skade planteliv og steinbygninger, eller kan reagere med andre miljøgifter for å danne sulfatpartikler, som kan fungere som kondensasjonskjerner og kan spille en rolle i skydannelse.