Опишите получение серной кислоты в промышленности

Все промышленные получения серной кислоты H2SO4 основаны на получении каким-либо путем SO2, дальнейшем окислении его до SO3 и превращении последнего в серную кислоту.

 

Сера(IV)-оксид чаще всего получают сжиганием серы или H2S, либо обжигом руд, содержащих сульфиды металлов (ZnS, Cu2S, PbS, CuS и т.д.). На многих заводах по производству серной кислоты для получения SO2 используют обжиг пирита:

4FeS2 + 11O2 -- 2Fe2O3 + 8SO2

Это гетерогенный процесс и его скорость во многом зависит от площади соприкосновения кислорода воздуха и твердых частиц FeS2. В связи с этим обжиг пирита осуществляют по методу «кипящего» слоя, в ходе которого мелко измельченные частицы FeS2 удерживаются во взвешенном состоянии в токе подаваемого воздуха.

 

В промышленности применяют два метода окисления SO2 в производстве серной кислоты: контактный — с использованием твердых катализаторов (контактов) , и нитрозный — с оксидами азота.

Ниже приведены реакции по производству серной кислоты из минерала пирита на катализаторе — оксиде ванадия (V).

1. 4FeS2 + 11O2 = 2Fe2O3 + 8SO2
2. 2SO2 + O2 (V2O5) → 2SO3
3. SO3 + H2O → H2SO4

Нитрозный метод получения серной кислоты

1. SO2 + NO2 → SO3 + NO↑.
2. 2NO+O2 → 2NO2

При реакции SO3 с водой выделяется огромное количество теплоты и серная кислота начинает закипать с образованием "туманов" SO3 + H2O = H2SO4 + Q Поэтому SO3 смешивается с H2SO4, образуя раствор SO3 в 91% H2SO4 - олеум

Получение серной кислоты (т. н. купоросное масло) из железного купороса - термическое разложение сульфата железа (II) с последующим охлаждением смеси

1. 2FeSO4·7H2O→Fe2O3+SO2+H2O+O2
2. SO2+H2O+O2 ⇆ H2SO4