Задача 1
Записать уравнения реакций получения серной кислоты из серы, указать обратимую реакцию и объяснить, как используют непрореагировавшие вещества.
Решение
- Сжигание серы:
- Окисление оксида серы(IV) на катализаторе:
- Связывание оксида серы(VI) водой (на практике — водой, содержащейся в концентрированной серной кислоте):
Обратимая — вторая реакция: при высокой температуре \(\mathrm{SO_3}\) частично разлагается обратно на \(\mathrm{SO_2}\) и \(\mathrm{O_2}\), поэтому полного превращения нет.
Чтобы сырьё не терялось, применяют принцип циркуляции: непрореагировавшие \(\mathrm{SO_2}\) и \(\mathrm{O_2}\) отделяют от \(\mathrm{SO_3}\) и снова направляют в контактный аппарат. Кроме того, газ проводят через несколько слоёв катализатора, охлаждая его между слоями в теплообменнике. В итоге степень превращения \(\mathrm{SO_2}\) доходит до 98 % и выше.
Ответ
Обратимая реакция не идёт до конца, поэтому исходные вещества используют полностью за счёт их многократного возврата в реактор.
Подробнее — в теме «Получение важнейших соединений неметаллов».