सल्फ्यूरिक एसिड (60%)

संक्षिप्त अवलोकन
सल्फ्यूरिक एसिड, जिसे हाइड्रोजन सल्फेट के रूप में भी जाना जाता है, को आणविक सूत्र H2SO4 के साथ डिप्रोटिक एसिड और मजबूत एसिड के रूप में वर्गीकृत किया गया है। सल्फ्यूरिक एसिड के भौतिक गुण रंगहीन से थोड़े पीले तरल होते हैं। इसे विट्रियल के तेल के रूप में जाना जाता था। सल्फ्यूरिक एसिड हर मात्रा में पानी में बहुत घुलनशील होता है। सल्फ्यूरिक एसिड अपने हाइग्रोस्कोपिक गुणों के कारण निर्जल रूप में प्रकृति में नहीं होता है, जो हवा से जल वाष्प को अवशोषित कर सकता है। सल्फाइड खनिजों की ऑक्सीकरण प्रतिक्रिया से प्रकृति में सल्फ्यूरिक एसिड बनता है।
निर्माण प्रक्रिया
सल्फ्यूरिक एसिड की निर्माण प्रक्रिया में चैंबर प्रक्रिया का उपयोग किया जाता है, जिससे केवल लगभग 65% सांद्रता उत्पन्न होती है। सल्फ्यूरिक एसिड बनाने की कई विधियाँ इस प्रकार हैं:
संपर्क प्रक्रिया
यह उद्योग में सबसे आम निर्माण प्रक्रिया है क्योंकि इस प्रक्रिया से प्राप्त होने वाले सल्फ्यूरिक एसिड उच्च सांद्रता में होते हैं और अन्य तरीकों की तुलना में कम खर्चीले भी होते हैं। संपर्क प्रक्रिया का उपयोग सल्फर डाइऑक्साइड से सल्फ्यूरिक एसिड को फ्यूम करने के लिए भी किया जाता है। यह प्रक्रिया वैनेडियम (V) ऑक्साइड उत्प्रेरक की उपस्थिति में सल्फाइड अयस्कों को भूनने या ऑक्सीजन के साथ सल्फर जलाने से होती है और इसे एक्ज़ोथिर्मिक प्रतिक्रिया के रूप में वर्गीकृत किया जाता है। इस विधि में चार चरण होते हैं:
i. सल्फर S (s) + O2 (g) = SO2 (g) को जलाकर सल्फर डाइऑक्साइड का उत्पादन करना
ii। सल्फर ट्रायऑक्साइड 2SO2 (g) + O2 (g) = 2SO3 (g) (V2O5 उत्प्रेरक) का उत्पादन करने के लिए सल्फर डाइऑक्साइड की ऑक्सीकरण प्रतिक्रिया
iii। ओलियम (H2S2O7 (l)) H2SO4 (l) + SO3 (g) = H2S2O7 (l) + SO3 (g) = H2S2O7 (l) का उत्पादन करने के लिए सल्फर ट्रायऑक्साइड का H2SO4 (97-98%) में अवशोषण
iv। एक निश्चित सांद्रता में सल्फ्यूरिक एसिड का उत्पादन करने के लिए पानी के साथ ओलियम का पतला होना H2S2O7 (l) + H2O (l) वेट सल्फ्यूरिक एसिड (WSA) प्रोसेस WSA प्रक्रिया का उपयोग बड़े पैमाने पर सल्फर को पुनर्प्राप्त करने के लिए उद्योग में किया जाता है।
WSA प्रक्रिया में 4 मुख्य प्रतिक्रियाएँ होती हैं, जो दहन, ऑक्सीकरण, जलयोजन और संघनन हैं। WSA प्रक्रिया को एक्ज़ोथिर्मिक प्रतिक्रिया के रूप में वर्गीकृत किया जाता है और प्रतिक्रिया से निकलने वाली गर्मी का उपयोग भाप के उत्पादन के लिए किया जाता है। वैनेडियम (V) ऑक्साइड उत्प्रेरक की उपस्थिति में WSA प्रक्रिया का उपयोग करके सल्फ्यूरिक एसिड बनाने की प्रक्रिया को नीचे दिखाया गया है:
i. दहन: H2S + ½ O2 = H2O + SO2
ii। ऑक्सीकरण: 2SO2 (g) + O2 (g) = 2SO3 (g) (V2O5 उत्प्रेरक)
iii। हाइड्रेशन: SO3 + H2O = H2SO4 (g)
iv। संघनन: H2SO4 (g) = H2SO4 (l)

मेटाबिसल्फ़ाइट प्रक्रिया
इस विधि में सल्फ्यूरिक एसिड के उत्पादन के लिए मुख्य सामग्री के रूप में सोडियम मेटाबिसल्फ़ाइट या पोटेशियम मेटाबिसल्फ़ाइट का उपयोग किया जाता है। मेटाबिसल्फाइड को हाइड्रोक्लोरिक एसिड के साथ 12.6 मोलर्स की सांद्रता के साथ मिलाया जाता है और सल्फर डाइऑक्साइड का उत्पादन करता है। नाइट्रिक एसिड के माध्यम से गैस बुदबुदाती है, जो प्रतिक्रिया के आगे बढ़ने पर नाइट्रोजन डाइऑक्साइड के भूरे/लाल वाष्प छोड़ती है। प्रतिक्रिया के पूरा होने का संकेत धुएं के बंद होने से होता है।
इसलिए 2 + H2O2 = H2SO4