فرایند مجاورت
سولفوریک اسید، یکی از مهمترین مواد شیمیایی صنعتی است که با استفاده از فرایند مجاورت تولید میشود. در مرحله نخست گوگرد در مجاورت اکسیژن، اکسید شده و گوگرد دیاکسید به دست میآید:
S(s) + O2(g) → SO2(g) (1
در مرحله بعد گوگرد دیاکسید در مجاورت یک کاتالیزگر و در واکنش با اکسیژن اضافی به SO۳ اکسیده میشود:
SO2(g) + O2(g) → SO3(g) (2
این واکنش گرماده است و انتروپی (بی نظمی) آن کاهش مییابد چون عامل انتروپی نامساعد است (پدیدههای جهان به سمت بی نظمی بیشتر میروند) یک عامل نامساعد ترمودینامیکی دارد پس برگشتپذیر است.
واکنش بالا در دمای معمولی بسیار کند است؛ لذا در روش صنعتی، از دماهای بالاتر (۴۰۰C تا۷۰۰C) و از یک کاتالیزور (مانند پنتا اکسید وانادیم V۲O۵ یا اسفنج پلاتین، که البته امروزه کمتر به کار میرود) استفاده میشود. از واکنش گوگرد تریاکسید با آب، محلول سولفوریک اسید تشکیل میشود:
SO3(g) + H2O(l) → H2SO4(aq) (3
با تکرار مراحل بالا و دمیدن گوگرد تریاکسید درون محلول سولفوریک اسید، پیروسولفوریک اسید (H2S2O7) تشکیل میشود:
H2SO4(l) + SO3(g) → H2S2O7(l) (4
سپس با افزودن آب به پیروسولفوریک اسید، محلول سولفوریک اسید را تهیه میکنند:
H2S2O7(l) + H2O(l) → 2H2SO4(l) (۵
کنترل این روش که در آن، پیروسولفوریک اسید تشکیل میشود، آسانتر از واکنش مستقیم گوگرد تریاکسید با آب است؛ بنابراین از این واکنش برای تولید سولفوریک اسید با درصد معین و غلظت دلخواه استفاده میشود.
دیگر روشها
سولفوریک اسید را میتوان در آزمایشگاه از واکنش گاز گوگرد دیاکسید با هیدروژن پراکسید (آب اکسیژنه) به دست آورد.
(g) + H۲O2 (l) → H۲SO۴ (l)SO2
روش دیگر تولید سولفوریک اسید در آزمایشگاه با استفاده از الکترولیز محلول مس (ll)سولفات میباشد که کاتد باید از فلزی باشد که رسانایی خوبی دارد، مانند مس و آند نیز باید از جنس پلاتین یا زغال باشد تا با محلول واکنش ندهد.