古代的化學(4/5)

宣誓保密。但是在金錢的誘惑下,衝垮了高牆,廢棄了宣誓。波德利(Bewdley)的一位富有的化學品製造商人斯基(Skey.Samuel)買通了一位工人,得知鉛室的構造和操作過程,建造了每邊長10英尺立方形的鉛室製造硫酸。接著,在倫敦或其它一些地方以及法國一些地方也相繼建造起鉛室。鉛室建造得越來越大,數量越來越多。1805年,英國布恩特島(BurntIsland)上一家硫酸製造場建有360個鉛室,每個鉛室體積達192立方英尺。法國蒙特利埃(Montpellier)大學化學教授、富有的工業家夏普塔爾(Chaptal,JeanAntoineClaude1756~1832)提出最大的鉛室以每邊25英尺和高15英尺為宜,但是他曾建了一個80英尺長、40英尺寬和50英尺高的大鉛室,在使用了18個月後倒塌了。


為降低硫酸生產成本,一些製造廠家逐漸用黃鐵礦或黃銅礦和其它含硫礦物代替硫黃。一些廠家在生產設備方麵也在不斷改進,例如采用噴水蒸氣進入鉛室,代替向鉛室內壁噴灑水,另置燃燒硫黃或其它含硫礦物的爐子,而不是在鉛室內燃燒。這樣,使硫酸生產逐漸由間歇式轉向連續式,使硫酸產量大增。到1878年,歐洲硫酸的年產量已達數百萬噸。


一段時期裏硫酸製造者們認為製造硫酸過程中燃燒硫黃時添加硝石的目的是產生氧氣,以氧化二氧化硫為三氧化硫,因而不再向鉛室供應空氣。1806年法國德索梅(Desormes,CharlesBernard1777~1862)和克萊門(ClementNicolas1779~1841)翁婿兩位化學家觀察到,將二氧化硫與二氧化氮的混合氣體通入鉛室中形成白色晶體,將此白色晶體用水處理,形成硫酸並重新放出一氧化氮氣體,因而確定二氧化硫在鉛室中並非直接被氧氣氧化,而是與氮的氧化物形成中間產物,形成硫酸的整個過程是一個循環過程。這引起不少化學家們的研究,經過多人多次研究確定,鉛室中二氧化硫和一氧化氮、氧氣以及水形成亞硝基硫酸(ONOSO2H),亞硝基硫酸再與水反應,形成硫酸並釋放出氮的氧化物,可以用下列化學方程式表示:


2NO O2→2NO2


2SO2 3NO2 H2O→2ONOSO2OH NO


2ONOSO2OH H2O→2H2SO4 NO NO2


也就是說氧化氮實際上是氧氣氧化SO2為SO3的催化劑。


於是在鉛室法製硫酸中減少了昂貴的硝石用量,增加供應空氣的量,使成本再次降低。到20世紀初,硝石基本上不再使用,而使用氨,因為氨在鉑等催化劑存在下,能同空氣中氧氣作用,生成氮的氧化物。這個反應是:


4NH3 5O2→4NO 6H2O


由於氮的氧化物可以反複使用,於是出現如何回收這些氮的氧化物問題。法國著名化學家蓋呂薩克(Gay-Lussac,JosephLouis1778~1850)在1827年提出在鉛室後設置一塔,塔內充填焦炭,將鉛室中釋放的氣體從塔底通入,上升後遇


本章尚未完結,請點擊下一頁繼續閱讀---->>>