Hàng năm, trên thế giới sản xuất hàng trăm triệu tấn axit sunfuric do các ứng dụng

Câu hỏi :

Hàng năm, trên thế giới sản xuất hàng trăm triệu tấn axit sunfuric do các ứng dụng quan trọng của nó đối với nền kinh tế quốc dân.

Trong công nghiệp, axit sunfuric được sản xuất bằng phương pháp tiếp xúc. Nguyên liệu là lưu huỳnh (hoặc quặng pirit sắt), không khí và nước. Thông thường sản xuất axit sunfuric có 3 giai đoạn.

- Giai đoạn 1: Oxi hoá lưu huỳnh (hoặc quặng pirit sắt) bằng không khí giàu oxi;

- Giai đoạn 2: Oxi hoá sản phẩm chứa lưu huỳnh thu được ở giai đoạn 1 bằng xúc tác phù hợp;

- Giai đoạn 3: Hấp thụ sản phẩm chứa lưu huỳnh thu được giai đoạn 2 để tạo axit sunfuric.

Trên thực tế, hiệu suất của quá trình sản xuất axit sunfuric phụ thuộc nhiều vào giai đoạn 3 do hiệu suất của 2 giai đoạn đầu có thể đạt tới 100%. Nếu dùng nước để hấp thụ SO₃ thì hiệu suất phản ứng có thể chỉ đạt dưới 5% do phản ứng toả nhiệt nên sản phẩm sinh ra tạo lớp sương mù, vừa khó thu hồi, vừa hạn chế sự tiếp xúc giữa các chất tham gia phản ứng. Thực tế trong sản xuất người ta dùng dung dịch H₂SO₄ đặc làm chất hấp thụ trong giai đoạn 3. Sản phẩm của phản ứng thu được là oleum có công thức dạng H₂SO₄.nSO₃. Oleum dễ vận chuyển an toàn hơn axit sunfuric. Khi biết công thức của oleum có thể tính toán lượng nước cần hoà tan để thu được axit sunfuric tinh khiết.

1. Viết phương trình hoá học cho các phản ứng xảy ra trong quá trình sản xuất axit sunfuric thực tế.