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Herstellung von Schwefelsäure und Dischwefelsäure
Note: 1- Klasse: 10
Arbeit: Herstellung von Schwefelsäure und Dischwefelsäure
Das Kontaktverfahren
Für die Produktion von Schwefelsäure (H2SO4) wird SO3 benötigt. Das heißt, man muss SO3 produzieren. Theoretisch: 2 SO2 + O2 # 2 SO3
Ist in der Praxis aber nicht zu realisieren!
Die Reaktion verläuft exotherm, d.h. bei der Reaktion von Schwefel und Sauerstoff erfolgt eine zusätzliche Wärmeabgabe. Die Temperatur spielt bei der Produktion von Schwefeltrioxid (SO3) auch eine wichtige Rolle. Will man möglichst viel Schwefeltrioxid aus Schwefeldioxid oxidieren, so muss man mit einer möglichst geringen Temperatur arbeiten. Am besten funktioniert das bei einer Temperatur von T < 400°C. Bei T = 400°C beträgt der Verlust von Schwefeltrioxid bereits 2%, bei T = 600°C sind es schon 24%. Bei einer Reaktionstemperatur von T < 400°C geht die Reaktion nur sehr langsam voran. Deswegen braucht man einen Katalysator . Ein Beispiel für einen Katalysator ist Vanadiumoxid. Vanadiumoxid ist eine Vanadiumverbindung. SO2 gewinnt man aus Erzen. Das Gas ist meistens verdreckt und muss erst mal gereinigt werden. Das passiert in sogenannten Staubkammern. Damals leitete man das Gas in einen Raum und wartete bis sich die Staubpartikel an den Wänden abgesetzt hatten. Heute wird jedoch die elektrische Gasreinigung („Elektrofiltration“) verwendet. Dabei wird das Gas durch ein elektrisches Feld mit 50.000 bis 80.000 V geschickt. Das Gas wird auf 300-350°C erwärmt und muss dann auf 20-40°C wieder abgekühlt werden. Um die Entstaubung vollständig zu gewährleisten, muss der Vorgang noch einmal wiederholt werden. Danach reagiert es (das Gas SO2) zu SO3.
Die Verbindung von Wasserstoff und Schwefeltrioxid zu Schwefelsäure wird durch spezielle weitere Verfahren vollzogen.
Das Bleikammerverfahren
Die Gewinnung und die Reinigung von SO2 ist genau dasselbe wie bei dem Kontaktverfahren. Aber: Bei dem Kontaktverfahren konnte man den Katalysator durch weiteres verbrennen wieder zurückgewinnen und man braucht sich keinen neuen anschaffen. Bei dem Bleikammerverfahren ist das nicht der Fall, deswegen wird es heute auch nur noch selten gebraucht!
Quelle: Arbeitsmaterial einer Universität
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