Получение оксида серы (IV)

Получение оксида серы (IV) и окисление его в оксид серы (VI)

На рисунке изображена установка для сжигания серы в кислороде с последующим каталитическим окислением образовавшегося оксида серы (IV) в оксид серы (VI).

Кислород поступает через газоотводную трубку 1 из газометра. Ток газа легко регулируется с помощью кранов 2 (могут быть заменены резиновыми трубками с зажимами). Нагретая сера в фарфоровой лодочке (или осколке фарфоровой посуды) 3 загорается, и ее помещают в трубку, где она горит в токе кислорода. Образующийся оксид серы (IV) и избыток кислорода по трубке 4 поступают в трехгорлую склянку 5 с концентрированной серной кислотой, где эти газы осушаются и смешиваются друг с другом и направляются в трубку 6 с катализатором 7. Оксид серы (VI)

Получение оксида серы (IV)

Рис. Установка для получения оксида серы (IV) и окисления его в присутствии катализатора: 1—газоотводная трубка от газометра, 2 — краны, 3 — фарфоровая лодочка, 4— Г-образная газоотводная трубка, 5 — трехгорлая склянка, 6 — трубка-реактор, 7 катализатор. 8 — дугообразная трубка, 9 — стакан с охлаждающей смесью.

собирается в трубке 8, охлаждаемой смесью снега с солью 9. В качестве катализатора окисления 2 в3 служит не только оксид ванадия (V), используемый в промышленности, но и оксид железа (III), оксид хрома (III) и др. Достаточно активный катализатор— свежеприготовленный оксид хрома (III). Его получают путем прокаливания кусков пористой керамики, предварительно пропитанной раствором дихромата -аммония (МNН4)2Сr2O7. Удовлетворительные результаты получают, если взять в качестве катализатора кусочки красного кирпича, в котором содержится оксид железа (III) на силикатном носителе или смесь оксида железа (III) со стеклянной (или асбестовой) ватой. Более активный катализатор получают пропитыванием асбестовой ваты раствором железного купороса с последующим высушиванием и прокаливанием.

Установка для каталитического окисления оксида серы

Для окисления оксида серы (IV) до оксида серы (VI) очень часто используют трубчатые реакторы с электрическим нагревом (см. форзац I). Один из вариантов такой установки изображен на рисунке 13.Оксид серы (IV) получают в колбе-реакторе 1 действием серной кислоты (в воронке 2) на сульфит натрия. Смесь оксида серы (IV) и кислорода после очистки и осушки в склянках 3 (конц. H2SO4) и 4 (с ватой) поступает в реактор 5. При пропускании смеси оксида серы (IV) и кислорода над нагретой докрасна металлической спиралью 6 через небольшой промежуток времени можно наблюдать в приемнике 7 (в стакане 8 со льдом) туман, состоящий из оксида серы (VI) (точнее, мельчайших капель серной кислоты). Металлическая спираль, по-крытая слоем оксидов, оказывает каталитическое действие. По-степенно туман заполняет приемник, и дальше он проходит через раствор хлорида бария, но частично поглощается концентрированной серной кислотой. В пробирке над раствором хлорида бария содержится больше тумана, чем в пробирке с концентрированной серной кислотой. Образование тумана происходит более интенсивно, если между витками накаленной спирали поместить кусочки красного кирпича или другого катализатора. При длительном процессе с активными катализаторами можно получить оксид серы (VI) в жидком состоянии, а при сильном охлаждении приемника — и в твердом состоянии: в виде шелковистых нитей.

Рис.2. Установка для каталитического окисления оксида серы (IV) в трубке с электронагревом:

1 — колба-реактор, 2 — капельная воронка, 3, 4 — проливные склянки, 5 — трубка-реактор, 6 — металлическая спираль, 7 — приемник, 8 — стакан со льдом, 9 — пробирка с раствором хлорида бария, 10 — пробирка с концентрированной серной кислотой.