Oxi - Lưu huỳnh lí thuyết về phản ứng hoá học

    a). Điều chế lưu huỳnh (IV) oxit

Trong công nghiệp, lưu huỳnh (IV) oxit cần cho sản xuất axit sunfuric được điều chế bằng các phương pháp khác nhau. Phương pháp thường gặp là đốt pirit trong không khí :                              

4FeS₂   +   11O₂   =   2Fe₂O₃   +   8SO₂    +     Q

    Quặng nghiện nhỏ được cho vào phía hông của lò (hình vẽ). Không khí nén được bơm qua dãy lỗ ở đáy lò để đốt cháy quặng. Do quặng đã được nghiền nhỏ, không khí thổi từ phía dưới, làm cho quặng bị phun lên giống trạng thái sôi của chất lỏng, vì thế mà phương pháp này được gọi là phương pháp "tầng sôi".

    Ở nhiệt độ thường phản ứng này không xảy ra. Chỉ nhận rõ tốc độ của phản ứng ở 400^oC và tốc độ phản ứng tăng lên khi tăng nhiệt độ. Phản ứng này toả nhiệt. Do vậy, chỉ cần đốt nóng ban đầu để gây ra phản ứng, nhiệt độ để duy trì phản ứng lấy từ nhiệt của phản ứng.

b). Oxi hoá lưu huỳnh (IV) oxit thành lưu huỳnh (VI) oxit

    2SO₂    +     O₂    2SO₃  +   Q

    Phản ứng này thuận nghịch, toả nhiệt. Ở nhiệt độ thấp phản ứng xảy ra chậm, ở nhiệt độ cao thì

cân bằng chuyển dịch về phía phân huỷ SO₃. Để làm tăng tốc độ phản ứng oxi hoá SO₂, để cân bằng chuyển dịch về phía tạo thành SO₃, phản ứng này được thực hiện trên các lớp xúc tác V₂O₅ (vanadi oxit), ở nhiệt độ thích hợp với lượng dư oxi. Ở 450^oC trong điều kiện dư oxi thì mức độ chuyển hoá SO₂ thành SO₃ đạt đến 95 - 97%.

    Hỗn hợp khí (SO₂  +  O₂  +  N₂) đi vào tháp tiếp xúc phải thật sạch, khô, nếu không chất xúc tác sẽ bị "đầu độc" và phải sấy nóng. Dùng H₂SO₄ đặc để làm khô khí, việc khử bụi được thực hiện trong tháp lọc điện. Khí từ tháp tiếp xúc đi ra nhường nhiệt cho khí đi vào tháp trao đổi nhiệt.

    Trao đổi nhiệt, tận dụng nhiệt của phản ứng hoá học, tiết kiệm chất đốt là một nguyên tắc của tổ chức sản xuất

c).Tạo ra axit sunfuric từ lưu huỳnh (VI) oxit

    SO₃  +  H₂O  =  H₂SO₄

    Khí từ tháp tiếp xúc đi ra, sau khi qua tháp trao đổi nhiệt được dẫn vào tháp hấp thụ để tạo thành axit sunfuric.

    Trong thực tế, không dùng nước mà dùng axit sunfuric 98% để hấp thụ SO₃. Nếu dùng nước, nhiệt toả ra làm nước bay hơi có hoà tan SO₃ thành những giọt nhỏ H₂SO₄ ở dạng mù. Nước không hấp thụ H₂SO₄ ở dạng mù. Axit H₂SO₄ hoà tan SO₃ tạo thành dung dịch SO₃ trong H₂SO₄, gọi là oleum, thành phần được biểu diễn bằng công thức H₂SO₄.nSO₃.