Cosa è coinvolto nella produzione di acido solforico?

Il processo di produzione dell’acido solforico è stato discusso nei testi antichi fin dal I secolo dC, con molte varianti sui metodi. Ciò che è coinvolto nel processo dipende dallo scopo del prodotto finito. Per i primi secoli di produzione industriale, zolfo e nitrato di potassio furono bruciati insieme e combinati con il vapore per creare un debole acido solforico. I moderni metodi di produzione industriale di acido solforico comportano la combinazione di zolfo e ossigeno con il calore, utilizzando l’ossido di vanadio come catalizzatore. Quasi tutte le applicazioni di livello industriale utilizzano questo processo, noto come processo di contatto, per produrre acido solforico.

Originariamente noto come olio di vetriolo, molti testi antichi fanno riferimento all’acido solforico come minerale presente in natura. Nel corso dei secoli sono stati sviluppati numerosi metodi per creare artificialmente acido solforico. Mentre ogni metodo produce acido solforico, i livelli di concentrazione differiscono. La maggior parte dei metodi si concentra sul riscaldamento dello zolfo o di vari derivati ​​dello zolfo con altri elementi, quindi sulla combinazione del prodotto finale con l’acqua.

Basato su un metodo del XVII secolo sviluppato da un chimico olandese, l’inventore inglese John Roebuck ha perfezionato il metodo industriale originale, noto come processo della camera di piombo. Usando zolfo e nitrato di potassio, meglio conosciuto come salnitro, Roebuck sviluppò un metodo per bruciare i due minerali in una camera di piombo piena di vapore. Sebbene meno concentrato dell’acido solforico moderno, questo metodo era lo standard per produrre acido solforico in grandi quantità fino al XIX secolo. I perfezionamenti del processo nel corso di due secoli hanno contribuito a purificare il prodotto finale e ad aumentare la concentrazione al 17 percento.

Le crescenti richieste di vari coloranti e altre applicazioni industriali richiedevano acido solforico più concentrato. Pertanto, durante la rivoluzione industriale sono emersi metodi per produrre acido solforico in concentrazioni più elevate. I metodi di distillazione a secco consentivano al bisolfuro di ferro, attraverso diverse fasi di riscaldamento e decomposizione, di produrre ossido di ferro e triossido di zolfo. L’aggiunta di acqua al triossido di zolfo ha prodotto una varietà di concentrazioni di acido solforico.

I metodi semplicistici per produrre acido solforico sono meno coinvolti dei metodi industriali. Ai bambini viene spesso insegnato come produrre acido solforico debole negli esperimenti di chimica. Tali metodi implicano un processo semplice, molto simile al processo originale della camera di piombo. Invece di usare una camera di piombo, queste lezioni didattiche usano spesso un becco Bunsen, un cappuccio terminale in rame, del nitrato di sodio, dello zolfo e un contenitore di plastica per la soda come reattore.

Il calore viene utilizzato per fondere lo zolfo e il nitrato di sodio nel cappuccio terminale in rame. Una volta sufficientemente bruciato, l’apparato in rame viene posto all’interno di un contenitore di plastica parzialmente riempito d’acqua. Nel tempo, il contenitore si riempie di vari sottoprodotti di gas, che vengono assorbiti nell’acqua per creare acido solforico. In genere, il completamento del processo richiede alcune ore, a differenza dei processi industriali che terminano più velocemente a causa di un processo più complesso.