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Schwefelsäure

Synthese von Schwefelsäure

Historische Darstellung

Schwefelsäure wurde technisch zunächst durch thermische Zersetzung von wasserhaltigen Sulfaten (Vitriolen) hergestellt, woher auch der frühere Name Vitriolöl herrührt.

Technische Darstellung

Schwefelsäure bildet sich formal durch Reaktion von Wasser mit Schwefeltrioxid, dem Anhydrid der Schwefelsäure. SO3 entsteht durch katalytische Oxidation von Schwefeldioxid, SO2 . Die größte Menge des benötigten reinen Schwefeldioxids wird durch Verbrennen von elementarem Schwefel gewonnen. Die weitere Umsetzung erfolgt nach den folgenden Verfahren:

Kontaktverfahren

Das Schwefeldioxid wird zusammen mit Luft in einem Kontaktofen durch heterogene Katalyse an Vanadiumpentoxid V2O5 bei ca. 420 °C in Schwefeltrioxid überführt.

2SO 2 + O 2 Katalysator 2SO 3 ( ΔrH° = 198 kJmol-1 )

Die bei dieser Reaktion freiwerdende Wärme muss mit wirksamen Wärmetauschern abgeführt werden, weil sich bei Temperaturerhöhung nach dem Prinzip von LeChâtelier das Gleichgewicht in Richtung der Ausgangsstoffe verschiebt. Da sich Schwefeltrioxid nur schwer in Wasser löst, wird es zunächst in konzentrierte Schwefelsäure eingeleitet. Hierbei bildet sich überwiegend Dischwefelsäure, die durch Zusatz von Wasser hydrolysiert wird:

SO3+ H2SO4 H2S2O7 H2S2O7+ H2O 2H2SO4

Weitere Informationen: Kontaktverfahren zur Schwefelsäureherstellung

Bleikammerverfahren

Beim veralteten Bleikammerverfahren wird ein Schwefeldioxid-Luftgemisch in Gegenwart von Stickstoffoxiden als Katalysator bei 80 °C zu Schwefeltrioxid oxidiert.

N2O3+ SO2 2NO+ SO3 2NO+ 0,5O2 N2O3 SO2+ 0,5O2 SO3

Es handelt sich um eine mehrstufige homogene Katalysereaktion. Erhalten wird eine ca. 80 %ige Schwefelsäure.

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