Procés del vitriolo

El procés del vitriolo és el método més antic de producció d'àcit sulfúric. El método es basa en la descomposició tèrmica de sulfat d'orige natural, els cridats vitriolos. Per les altes temperatures requerides, el procediment era car, i despuix del desenroll d'alternatives, ràpidament va ser desplaçat. La primera menció apareix en els escrits de l'alquimiste Jabir ibn Hayyan en el VIII i es va utilisar per a la producció d'óleum fins al desenroll del procés de contacte, utilisat a partir de la década de 1870.

Història

Despuix de la primera menció de Jabir ibn Hayyan els alquimistes Sant Alberto Magne i Basilius Valentinus descriuen en més detall el procés. La matèries primeres són alum i calcantita (vitriolo blau) com. Des de el XVI degut una de major demanda de l'àcit sulfúric, es va amprar el procés del vitriolo a escala industrial. En acabant de que el foc de la producció se centrava en Nordhausen , el producte era també cridat vitriolo de Nordhausen. Per lo general com a matèria primera s'utilisava sulfat de ferro (II) (vitriolo vert, FeSO₄·7H₂O). Açò va ser en retortas calfades i a continuació el trióxido de sofre es mesclava en aigua per a obtindre l'oli de vitriolo. Hi havia vàries galeries de forns en retortes, alguns dels quals en varis nivells, en paralel, al fi d'obtindre majors cantitats d'oli de vitriolo. Pero el procediment era costós i engorroso.
França a últims de el XVIII necessitava importar gran part del carbonat sòdic per a les seues indústries i el rei Luis XVI junt a l'Acadèmia de les Ciències Francesa varen oferir un premi de 12.000francs en 1783 per idear un procés per a produir-ho a partir de la sal marina. El guanyador, en 1791, va ser Nicolas Leblanc, químic i mege de Luis Felipe II, duc d'Orleans. Premi que no va aplegar a cobrar.
En l'aparició de el "procés Leblanc", patentat en 1791, eixe mateix any es va montar la primera planta de carbonat sòdic, en l'ajuda del duc en la localitat de Saint Denis, i esta va començar a produir 320 tonellades de cendra de moixa (carbonat sòdic) per any. Este material obtingut, el carbonat de sodi, és necessari en l'indústria del vidre, sabó, textil, paper, sabó, etc, pero necessita del àcit sulfúric. Per lo que va aumentar la demanda de producció de l'àcit sulfúric, necessitant una alternativa més barata que el procés del vitriolo. Es va desenrollar llavors el procés de cambres de plom, menys costós, pero en l'inconvenient de produir àcit sulfúric en una concentració menor, entre el 60 i el 78% de purea, mentres que en el procés del vitriolo s'obtenia àcit concentrat i óleum. Per lo que el procés del vitriolo es va seguir amprant per a fins més específics.
Aixina per eixemple, a mitat de el XIX, la companyia Vitriolhütten Starck, fundat per Johann David von Starck, en el Bosc de Bohemio era la més important. Ací en 1873 es varen utilisar unes 120 galeries de forns en 12 cabanyes, cada galeria de forns tenia al voltant de 300 retortes. La producció total d'oli de vitriolo en Bohemio en 1845 era d'uns 50.000 quintales. Actualment, este procés està abandonat per a una producció industrial.
El procés de cambres de plom es continua utilisant, pero en menor mida, ya que la concentració obtinguda, encara que menor, és adequada per a produir la major part de l'àcit sulfúric utilisat en fabricar fertilisants.
Solament en l'aparició del procés de contacte, método patentat per Peregrine Phillips, un comerciant de vinagre britànic, en 1831, es va poder obtindre àcit sulfúric concentrat, entorn al 98% en pes, encara que necessitant de matèries primeres més pures i catalisadors.

Procés

El método es basa en la descomposició de sulfat a altes temperatures i la reacció del trióxido de sofre resultant en aigua per a formar àcit sulfúric. En un primer pas s'escindix per les altes temperatures l'aigua de cristalisació:

$FeS{O}_4\cdot 7H_{2}O+Calor\to FeS{O}_4(anhidro)+7H_{2}O(g)$

el ferro divalente es oxida en oxigen a trivalente.

$\mathrm{6}\mathrm{F}\mathrm{e}\mathrm{S}{\mathrm{O}}_{\mathrm{4}}\mathrm{+}{\mathrm{O}}_{\mathrm{2}}\mathrm{⟶}\mathrm{2}\mathrm{F}{\mathrm{e}}_{\mathrm{2}}\mathrm{(}\mathrm{S}{\mathrm{O}}_{\mathrm{4}}{\mathrm{)}}_{\mathrm{3}}\mathrm{+}\mathrm{2}\mathrm{F}\mathrm{e}\mathrm{O}$

oxidació del sulfat de ferro (II).

Despuix es descompon el sulfat de ferro (III) a òxit de ferro (III) i trióxido de sofre.

$\mathrm{F}{\mathrm{e}}_{\mathrm{2}}\mathrm{(}\mathrm{S}{\mathrm{O}}_{\mathrm{4}}{\mathrm{)}}_{\mathrm{3}}\mathrm{⟶}\mathrm{F}{\mathrm{e}}_{\mathrm{2}}{\mathrm{O}}_{\mathrm{3}}\mathrm{+}\mathrm{3}\mathrm{S}{\mathrm{O}}_{\mathrm{3}}$

Descomposició del sulfat de ferro (III)

El trióxido de sofre resultant es fa reaccionar després en aigua per a formar àcit sulfúric.

$\mathrm{S}{\mathrm{O}}_{\mathrm{3}}\mathrm{+}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{O}\mathrm{(}\mathrm{l}\mathrm{)}\mathrm{⟶}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{S}{\mathrm{O}}_{\mathrm{4}}$