Kaj je vključeno v izdelavo žveplove kisline?

O postopku izdelave žveplove kisline se v starodavnih besedilih razpravlja že od prvega stoletja našega štetja, z mnogimi različicami metod. Kaj je vključeno v proces, je odvisno od namena končnega izdelka. V prvih nekaj stoletjih industrijske proizvodnje so žveplo in kalijev nitrat sežigali skupaj in jih združili s paro, da so ustvarili šibko žveplovo kislino. Sodobne metode industrijske proizvodnje žveplove kisline vključujejo združevanje žvepla in kisika s toploto, medtem ko se kot katalizator uporablja vanadijev oksid. Skoraj vse industrijske aplikacije uporabljajo ta postopek, znan kot kontaktni postopek, za izdelavo žveplove kisline.

Prvotno znano kot olje vitriola, številna starodavna besedila omenjajo žveplovo kislino kot naravni mineral. Skozi stoletja so se razvile številne metode za umetno ustvarjanje žveplove kisline. Medtem ko vsaka metoda proizvaja žveplovo kislino, se ravni koncentracije razlikujejo. Večina metod se osredotoča na segrevanje žvepla ali različnih žveplovih derivatov z drugimi elementi, nato pa združitev končnega izdelka z vodo.

Na podlagi metode iz 17. stoletja, ki jo je razvil nizozemski kemik, je angleški izumitelj John Roebuck izpopolnil prvotno industrijsko metodo, znano kot proces svinčene komore. Roebuck je z uporabo žveplovega in kalijevega nitrata, bolj znanega kot salitra, razvil metodo za sežiganje obeh mineralov v svinčeni komori, napolnjeni s paro. Čeprav je bila manj koncentrirana kot sodobna žveplova kislina, je bila ta metoda standard za izdelavo žveplove kisline v velikih količinah vse do 19. stoletja. Izpopolnitve postopka v dveh stoletjih so pripomogle k čiščenju končnega izdelka in povečanju koncentracije na 78 odstotkov.

Naraščajoče potrebe po različnih barvilih in drugih industrijskih aplikacijah so zahtevale bolj koncentrirano žveplovo kislino. Kot take so se med industrijsko revolucijo pojavile metode za izdelavo žveplove kisline v višjih koncentracijah. Metode suhe destilacije so omogočile, da je železov disulfid skozi več stopenj segrevanja in razgradnje proizvedel železov oksid in žveplov trioksid. Dodajanje vode žveplovemu trioksidu je povzročilo različne koncentracije žveplove kisline.

Poenostavljene metode za izdelavo žveplove kisline so manj vključene kot industrijske metode. Otroke pogosto učijo, kako narediti šibko žveplovo kislino v poskusih pri pouku kemije. Takšne metode vključujejo preprost postopek, podobno kot prvotni postopek v svinčeni komori. Namesto uporabe svinčene komore te učne ure pogosto uporabljajo Bunsenov gorilnik, bakreno končno zaporko, nekaj natrijevega nitrata, nekaj žvepla in plastično posodo za sodo kot reaktor.

Toplota se uporablja za taljenje žveplovega in natrijevega nitrata v bakrenem končnem pokrovu. Ko je bakren aparat dovolj zgorel, ga postavimo v plastično posodo, delno napolnjeno z vodo. Sčasoma se posoda napolni z različnimi stranskimi produkti plina, ki se absorbirajo v vodo, da nastane žveplova kislina. Običajno postopek traja nekaj ur, da se zaključi, za razliko od industrijskih procesov, ki se zaradi bolj zapletenega procesa končajo hitreje.