14.02.03 – සල්ෆියුරික් අම්ලය නිපදවීම (ස්පර්ශ ක්‍රමය)

• S හෝ S අන්තර්ගත ලෝපස්, වාතය සහ ජලය අමුද්‍රව්‍ය ලෙස ගෙන V₂O₅ උත්ප්‍රේරකය හමුවේ H₂SO₄ අම්ලය නිපදවීමේ ස්පර්ශ ක්‍රමය පිලිබදව මෙහිදි දැක්වේ.
• PbS , CuS හා ZnS සහිත ලෝපස් මගින් පිලිවෙලින් Pb , Cu ,Zn ලෝහ නිස්සාරණයේදී අතුරු ඵලයක් ලෙස ලැබෙන SO₂ වායුවද H₂SO₄ නිපදවීමට භාවිත කල හැක.

ක්‍රියාවලිය

• පලමුව S හෝ S සහිත ලෝපස් වාතයේ දහනයෙන් SO₂  වායුව ලබා ගනී.  

{\mathrm S}_{(\mathrm S)}\;+\;{\mathrm O}_2\;_{(\mathrm g)}\rightarrow\;\;{\mathrm{SO}}_2\;_{(\mathrm g)}

• කාර්මිකව SO₂ නිපදවීම එතරම් පහසු නොවේ.
• පළමුව S රත්කර 140 ⁰C දී ද්‍රව තත්වයට පත් කරයි.
• ද්‍රව S ආශ්‍රිතව අපද්‍රව්‍ය ඇත්නම් ඒවා පෙරා ඉවත් කරනු ලබයි.
• සල්ෆර් මුලද්‍රව්‍ය දහනය කර SO₂ නිපදවීම වෙනම ක්‍රියාවලියකි.
• සල්ෆර් දහනය තාපදායකය.

සල්ෆියුරික් නිපදවීමේ ක්‍රියාවලිය

• පිලියෙල කර ගන්නා SO_2(g) 450⁰ C පමණදී හා 1atm පමන පීඩනයේ දී V₂O₅ උත්ප්‍රේරකය සහිත උත්ප්‍රේරක කුටීරයක් තුල වායුගෝලීය වාතය මගින් SO₃ බවට ඔක්සිකරණය දෙවන පියවරේදී සිදුවේ.

2{{\mathrm{SO}}_{2\;}}_{(\mathrm g)\;}+{\mathrm O}_2\;_{(\mathrm g)}\overset{1\;\mathrm{atm},\;450^\circ\mathrm C}{\underset{{\mathrm V}_2{\mathrm O}_5\text{ උත්ප්‍රේරක}}\rightleftharpoons}\;2\;{{\mathrm{SO}}_3}_{(\mathrm g)}\;+\text{තාපය}

• දෙවන පියවරේදී පිලියල කරන SO_3(g) සාන්ද්‍ර H₂SO₄ තුල දියවීමට සලස්වා ඔලියම් හෙවත් පයිරොසල්ෆියුරික් අම්ලය  ලබා ගැනීම තුන්වන පියවර තුල දක්නට ලැබේ.

{\mathrm{SO}}_3\;_{(\mathrm g)\;}+\;{\mathrm H}_2{\mathrm{SO}}_4\;_{(\mathrm{aq})}\rightarrow\;{\mathrm H}_2{\mathrm S}_2{{\mathrm O}_7}_{(\mathrm{aq})}

• තෙවන පියවරේදී  ගන්නා ඔලියම් ක්‍රමානුකූලව පාලනය කල තත්ව යටතේ ජලය තුල තනුක කිරීමෙන්  සාන්ද්‍ර H₂SO₄අම්ලය අවසානයේ පිලියල වේ.

{\mathrm H}_2{\mathrm S}_2{{\mathrm O}_7}_{(\mathrm{aq})}\;+\;{\mathrm H}_2\mathrm O\;_{(\mathrm l)}\;\rightarrow\;2\;{\mathrm H}_2{{\mathrm{SO}}_4}_{(\mathrm{aq})}

\begin{array}{l}\boxed{\begin{array}{l}\text{සමස්ත ක්‍රියාවලිය}\\{\mathrm S}_{(\mathrm s)}+{{\mathrm O}_2}_{(\mathrm g)}\rightarrow{{\mathrm{SO}}_2}_{(\mathrm g)}\;\\2{{\mathrm{SO}}_2}_{(\mathrm g)}+{\mathrm O}_2\overset{1\;\mathrm{atm}\;,\;450^\circ\mathrm C}{\underset{{\mathrm V}_2{\mathrm O}_5\text{උත්ප්‍රේරක}}\rightleftharpoons}2{{\mathrm{SO}}_3}_{(\mathrm g)}+\text{තාපය}\\{{\mathrm{SO}}_3}_{(\mathrm g)}+{\mathrm H}_2{{\mathrm{SO}}_4}_{(\mathrm{aq})}\;\rightarrow{\mathrm H}_2{\mathrm S}_2{{\mathrm O}_7}_{(\mathrm{aq})}\;\\{\mathrm H}_2{\mathrm S}_2{{\mathrm O}_7}_{(\mathrm{aq})}\;+{\mathrm H}_2{\mathrm O}_{(\mathrm l)}\rightarrow2\;{\mathrm H}_2{{\mathrm{SO}}_4}_{(\mathrm{aq})}\end{array}}\\\end{array}

ක්‍රියාවලි ප්‍රශස්තීකරණය

1. SO₂/O₂ප්‍රතික්‍රියක මිශ්‍රනය උත්ප්‍රේරක ස්තර කිහිපයක් හරහා ගමන් කරවීම.
   • මෙහිදී,ප්‍රතික්‍රියක හා උත්ප්‍රේරක වැඩි වෙලාවක් එකිනෙක ස්පර්ශ වන බැවින් උත්ප්‍රේරකයේ උත්ප්‍රේරන ක්‍රියාවලිය වඩාත් හොදින් සිදු වේ.  
2. 1 atm පීඩනයක් පවත්වා ගැනීම.
   • පීඩනය වැඩි කරන විටදි වායු කලාපයේ ප්‍රතිවර්ත්‍ය ප්‍රතික්‍රියාව අණු ගණන අඩු වන දිශාවට සිදු වීමට තිබෙන නැඹුරුතාව වැඩි වීම ලේ චැට්ලියර් මූලධර්මයෙන් පුරෝකථනය කරයි.
   • මේ ප්‍රතික්‍රියාව සදහා පීඩනය වැඩි කරන විටදී ඉදිරි ප්‍රතික්‍රියාව දිරිමත් වී ඵලදාව වැඩි වේ.
   • එහෙත් මෙ ප්‍රතික්‍රියාව සදහා වායුගෝල 1 ක පීඩනයේදී පවා SO₃ ඵලදාව 99% ක් තරම් ඉහල වේ.
   • එනිසා වඩාත් ඉහල පීඩන යේදීම අනවශ්‍ය වේ.
3. V₂O₅ උත්ප්‍රේරක භාවිතා කිරීම.
4. 450⁰C පමණ උෂ්ණත්වයක් යොදා ගැනිම.
   • දෙවන පියවරේදී ප්‍රතික්‍රියාවෙන් ද තාපය ජනනය කරන නිසා එක් වරම SO₂ සමස්ත ප්‍රමාණය O₂  සමග ප්‍රතික්‍රියා කිරීමට නිපදවීමේ ක්‍රියාව සැලසුම් කරහොත් වැඩි තාප ප්‍රමාණයක් ජනනය වී නැවත පසු ප්‍රතික්‍රියාව දිරිමත් කරමින් ඵලදාව අඩු වීමට හේතු වේ.
5. සැදෙන SO₃ අනවරතව ප්‍රතික්‍රියා පද්ධතියෙන් ඉවත් කිරීම.
6. සැදෙන SO₃ වායුව ජලය වෙනුවට පෙර සැදු සාන්ද්‍ර H₂SO₄  තුල දියකිරිම.
   • SO₃ වායුව ජලය තුල දිය වී H₂SO₄ ලබා දීමේ ප්‍රතික්‍රියාව බෙහෙවින් තාපදායකයි.
   • එහි ප්‍රතිඵලයක් ලෙස ප්‍රතික්‍රියාවේදී උත්පාදනය වන තාපයෙන් යොදා ගන්නා ජලය වාෂ්ප වීම හේතු කොට ගෙන H₂SO₄ වාෂ්පයක් ලෙස ලැබීම කර්මාන්තයේ නිෂ්පාදන ක්‍රියාවලියේ සංකීර්ණත්වයක් ලබා දීම නිසා ද, කම්කරුවන්ගේ ආරක්ෂාවට එය තර්ජනයක් වෙන නිසාද සැදෙන SO₃ වායුව ජලය වෙනුවට පෙර සැදු සාන්ද්‍ර H₂SO₄ තුල දිය කරයි.
7. SO₂ පිරිසිදු කර ගැනීම.

•     SO₂ සමග CN^– , As³⁺ පැවතිය හැක. ඒවා පැවතුණහොත් උත්ප්‍රේරක ස්ථරයට හානිකර වේ.

H₂SO₄ හි ප්‍රයෝජන 

• තීන්ත නිපදවීමේ දි අමුද්‍රව්‍ය  ලෙස භාවිතය.
•  TNT වැනි පුපුරන ද්‍රව්‍ය නිපදවීමේදී අමුද්‍රව්‍ය ලෙස භාවිතය.
• බහුඅවයවික නිපදවීමේදි භාවිතය.
• පොස්පේට් පොහොර නිපදවීමේ දි අමුද්‍රව්‍ය ලෙස භාවිතය.
• ඇමෝනියම් සල්ෆේට් පොහොර නිපදවීම.
• රෙයෝන් ඇතුළු කෘත්‍රිම කෙදි හා ප්ලාස්ටික් නිෂ්පාදනය.
• ඇල්කයිල් හා ඇරිල් සල්ෆොනේට අඩංගු ක්ෂාලක නිපදවීම.
• සායම් , පුපුරන ද්‍රව්‍ය හා ඖෂධ නිෂ්පාදනය.
• බැටරි ඇසිඩ් නිපදවීම.
• වායු වියළීම.(Cl₂)

වැඩිදුර අධ්‍යනයට ,

ඉදිරියේදී ප්‍රශ්න ඇතුලත් වන්නේ මෙතනටයි.