Doppelkontaktverfahren- Herstellung/Gewinnung von Schwefelsäure nach dem Doppelkontakt-Verfahren

Großtechnische Verfahren:
Doppelkontakt Verfahren
zur Herstellung von Schwefelsäure

Kohl Unterrichts-materialien

Schwefelsäure und dessen Darstellung

Eigenschaften:

- hygroskopisch
- ätzend
- reagiert mit Wasser stark sauer und unter starker Wärmeentwicklung

Verwendung:

Herstellung von Düngemitteln, Waschmitteln und Kunststoffe

Strukturformel.

Schwefel steht in der 6.Hauptgruppe (3. Periode) und hat somit
6 Außenelektronen (Valenzelektronen). Gemäß der Lewis Schreibweise verfügt es über 2 Elektronenpaare sowie über 2 einzelne Valenzelektronen.

Da Schwefel in der 3. Periode steht, muss die Oktettregel, welche für die 2. Periode verbindlich ist, bei Schwefel nicht eingehalten sein. In dem Molekül Schwefelsäure ist der Schwefel von 10 Elektronen direkt umgeben.

Strukturformeln wichtiger Schwefel-Sauerstoffverbindungen:

Hydrogensulfat	Hydrogensulfit	Stickstoffmonoxid


Schwefeldioxid	Schwefeldioxid	Schwefeldioxid
Schwefeldioxid: farbloses, stechend riechendes Gas, nicht brennbar, entfärbt organische Farbstoffe, Bleichung von Wolle und Stroh, wichtiges Zwischenprodukt bei der Herstellung von Schwefelsäure.

Doppelkontakt-
Verfahren:

- Temperatur über 800°C
- Katalysator ist ein feinmaschiges Netz aus Platin und Rhodium-Legierungen

S+ O₂ SO₂2SO₂+ O₂ 2 SO₃

SO₃+ H₂O H₂SO₄

Synthese von Schwefelsäure nach dem Doppelkontakt - Verfahren

1. Schritt: Verbrennung von geschmolzenem Schwefel mit Überschuss an Luft
Schwefel	+ Sauerstoff	Schwefeldioxid
S (s)	+ 5 O₂ (g)	SO₂	(exotherm)

2. Schritt: Kontaktofen
Bei 500°C wird Schwefeldioxid durch poröse Vanadiumoxidböden (V₂O₅) geleitet.
Schwefeldioxid	+ Sauerstoff	Schwefeltrioxid
2 SO₂	+ O₂ (g)	2 SO₃	(stark exotherm)

Da SO₃ stark temperaturempfindlich ist und leicht zerfällt, muss die in den Katalysatoren entstehende Wärme durch Wärmetauscher abgeführt werden.

3. Schritt: Absorber
Abkühlung des Gases auf 70°C, Einleiten von Schwefeltrioxid in konzentrierte Schwefelsäure (Oleum) Oleum= rauchende Schwefelsäure
Schwefeltrioxid	+ Wasser	Schwefelsäure
SO₃(g)	+ H₂O (g)	H₂SO₄(aq)	(exotherm)

Das Restgas, das noch ca. 5% Schwefeldioxid enthält, wird nocheinmal in den Wärmetauschern erhitzt und in einen weiteren Kontaktofen geleitet.
Daher auch die Bezeichnung "DOPPEL KONTAKT VERFAHREN"

Somit wird eine Ausbeute von ca. 99,5 % erreicht.

Verfahrensskizze:

Herstellung von Ammoniak nach dem Haber Bosch Verfahren

Doppelkontakt
Verfahren

zur Herstellung von Schwefelsäure (H₂SO₄)

- Temperatur T = 500°C
im Kontaktofen

Katalysator:

Vanadiumoxid

-> Chemie/Physik/Biologie Unterrichtsmaterialien des Kohl Verlages (Kopiervorlagen)
(Wichtige Themengebiete kurz, prägnant und gut zusammengefasst)
-> Haber Bosch Verfahren: Ammoniaksynthese
-> Ostwald Verfahren: Darstellung von Salpetersäure
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