LOGO

Виробництво сульфатної

кислоти

Урок №4

Сульфатна кислота є однією із найважливіших речовин, що синтезується і застосовується в народному господарстві.

Не випадково її називають «хлібом хімічної промисловості».

Пригадайте, яке застосування має сульфатна кислота.

Сировина для виробництва H2SO4

Виробництво сульфатної кислоти складається з трьох стадій:

FeS2

S SO2 → SO3 → H2SO4

Н2S

Добування сульфур (VІ) оксиду випалюванням піриту FeS2 та інших сульфоровмісних сполук

4FeS2 + 11О2 = 2Fe2О3 + 8SО2 ↑; ΔН = –3420 кДж

Реакція випалювання залізного колчедану є необоротною, екзотермічною, гетерогенною, некаталітичною.Умови: 1.t =400°С2.Пірит подрібнюється3. Принцип протитечії 4.Принцип теплообміну

І етап – некаталітичне окиснення.

Очищення сульфур (ІV) оксиду

Відхідний газ, отриманий на першій стадії, складається із сульфур(ІV) оксиду, кисню, азоту, сполук Арсену, водяної пари. Цей газ ретельно очищають, оскільки сполуки Арсену, водяна пара, пил отруюють каталізатор. Газову суміш пропускають через:циклон, електрофільтр, сушильна башта. Нагрівання реагуючої суміші Під час очищення газ охолоджується. Тому перед окисненням гази SО2 і О2 нагрівають у теплообмінниках. Завдяки теплообміну вихідні речовини нагріваються, а продукти реакції охолоджуються. Очищений і підігрітий газ потрапляє в контактний апарат.

Окиснення сульфур (ІV) оксиду в сульфур (VІ) оксид 2SО2 + О2 ↔ 2SО3; ΔН = –198 кДжРеакція окиснення сульфур діоксиду є оборотною, екзотермічною, гетерогенно-каталітичною.

Умови: 1.t =450-600°С2.Каталізатор – ванадій (V) оксид або сульфованадат на діатоміті

ІІ етап – каталітичне окиснення.

ІІІ етап – гідратація.

Утворення сульфатної кислоти:SО3 + Н2О = Н2SО4; ΔН = –132 кДж

Реакція утворення сульфатної кислоти є необоротною, екзотермічною, гетерогенною.

Умови: Поглинання сульфур триоксиду здійснюється не

чистою водою, а концентрованим розчином сульфатної кислоти з масовою часткою води 0,02 — 2,0 %. У цьому випадку кислота не випаровується і туману не утворює.

Олеум — димляча оліїста рідина, що є розчином SО3 у безводній сульфатній кислоті.

Аерозолі сульфатної і

сульфітної кислот конденсуються у

водяній парі атмосфери і

стають причиною кислотних опадів. Вони складають

близько 2/3 кислотних опадів.

Захист довкілля і здоров’я людини

Запобігти забрудненню атмосфери вдається завдяки герметизації апаратури, застосуванню газоочисних установок.

Застосування засобів індивідуального захисту працівників допомагає збереженню здоров’я.

Запобігти забрудненню атмосфери вдається завдяки герметизації апаратури, застосуванню газоочисних установок.

Застосування засобів індивідуального захисту працівників допомагає збереженню здоров’я.

Узагальнення і систематизація знань

Які наукові принципи хімічного виробництва використовуються при виробництві сульфатної кислоти?

Дайте фізико – хімічну характеристику реакцій, що лежать в основі виробництва кислоти(тип реакції, екзо – чи ендотермічна, оборотна чи необоротна, каталітична чи ні).

Що таке олеум? Задача. У мінералі піриті основним компонентом

є ферум дисульфід FeS2. Обчисліть, який об’єм сульфур (ІV) оксиду (н.у.) можна одержати під час випалювання 600г піриту, якщо масова частка домішок у ньому становить 20%.

§ 75, Впр. 1-8 с.325