Хар тугалган хүчлийн үйлдвэрлэл Цайрын камерийн аргаар — Аж үйлдвэрийн хувьсгалыг бүтээсэн хүчил

Хүхрийн хүчил (H₂SO₄, виртриолын тос) нь аж үйлдвэрийн түүхэн дэх хамгийн чухал ганц химийн бодис юм. Дэлхий даяар бусад үйлдвэрлэсэн химийн бодисоос илүү хүхрийн хүчил үйлдвэрлэгддэг — жилд 260 сая гаруй тонн — мөн улсын хүхрийн хүчлийн гаралт нь удаан хугацаанд түүний аж үйлдвэрийн хөгжлийн хэмжүүр болгон ашиглагдаж ирсэн. Энэ нь бордоо үйлдвэрлэх, газрын тос боловсруулах, металл боловсруулах, будаг, пигмент үйлдвэрлэх болон бусад олон зуун процессд зайлшгүй шаардлагатай.

1746 оноос өмнө хүхрийн хүчлийг "хонхны арга" -аар гаргаж авдаг байсан — жижиг шилэн хонхны доор хүхэр ба селитрыг шатааж, хүчлийн уурыг цуглуулдаг. Энэ нь маш их зардалтай, бага хэмжээний бүтээгдэхүүн өгдөг байв. 1746 онд Бирмингемийн Жон Ребак, Сэмюэл Гарбетт нарын хамтран мөрийн шилэн хонхыг том цайрдсан камераар сольсон — цайр нь шингэрүүлсэн хүхрийн хүчилд тэсвэртэй, шилээс хамаагүй хямд байсан. Энэ ганц өөрчлөлт үйлдвэрлэлийг зуу дахин нэмэгдүүлж, үнийг эрс бууруулж, хүхрийн хүчлийг анх удаа том хэмжээний аж үйлдвэрийн химийн бодис болгосон.

Химийн үйл явц нарийн: хүхэр агаарт шатаж хүхрийн давхар исэл (SO₂) үүсгэдэг бөгөөд үүнийг задарч буй селитрээс гарсан азотын давхар исэл (NO₂) ашиглан хүхрийн гурвалсан исэл (SO₃) болгон исэлддэг. NO₂ нь катализатор үүрэгтэй — SO₂-ийг исэлдүүлэхэд зарцуулагдах боловч үүссэн азотын исэл (NO) агаартай урвалд орох үед дахин сэргэдэг. SO₃ ус дээр уусч хүхрийн хүчил үүсгэдэг. Катализаторын мөчлөг: SO₂ + NO₂ → SO₃ + NO, дараа нь 2NO + O₂ → 2NO₂ — азотын исэлүүд агаараас хүчилтөрөгчийг хүхрийн давхар исэл рүү тээвэрлэдэг.

Энэ лабораторийн туршилт нь Ребакийн аж үйлдвэрийн процессын үндсэн химийг анхны цайрын камеруудын оронд шилэн савнуудыг ашиглан дахин үзүүлдэг. Бүтээгдэхүүн нь шингэрүүлсэн хүхрийн хүчил — үүнийг цаашид төвлөрүүлэхэд тусгай төхөөрөмж, маш их анхаарал шаардлагатай, учир нь халуун төвлөрсөн хүхрийн хүчил лабораторид хамгийн аюултай бодисуудын нэг юм.

SAFETY WARNING: Хүхрийн давхар исэл нь хортой, амьсгал боогдуулдаг хий бөгөөд амьсгалын замыг ихээр цочроодог. Азотын давхар исэл (хүрэн утаа) нь уушгинд хүчтэй хортой. Хүхрийн хүчил хүнд хүчтэй түлэлт үүсгэдэг. ONLY ажилла, ажлын нүхний шугамд эсвэл салхи нуруундаа байхаар гадаа ажил. Бүрэн PPE-ийг, хүчилд тэсвэртэй амьсгалын аппаратыг заавал өмс. Төвлөрсөн хүхрийн хүчлийг зохих сургалтгүйгээр хэзээ ч халаах хэрэггүй.