সালফিউরিক অ্যাসিড কিভাবে প্রস্তুত করা হয়?

সালফিউরিক অ্যাসিড [Sulphuric Acid]:- মধ্যযুগের অ্যালকেমিস্টরা হিরাকস্ বা ফেরাস সালফেটের সঙ্গে ফটকিরি মিশিয়ে সেই মিশ্রণকে পাতিত করে সর্বপ্রথম সালফিউরিক অ্যাসিড প্রস্তুত করেন । ফেরাস সালফেট ভিট্রিয়ল নামে পরিচিত । তাই ফেরাস সালফেট থেকে এই অ্যাসিড পাওয়া যায় বলে, সালফিউরিক অ্যাসিডকে অয়েল অফ ভিট্রিয়ল (Oil of vitriol) বলা হয় । অজৈব অ্যাসিডের মধ্যে সালফিউরিক অ্যাসিড [H₂SO_4] -এর ব্যবহার সবচেয়ে বেশি । সে জন্য সালফিউরিক অ্যাসিডকে রসায়নের রাজা [King of Chemicals] বলা হয়ে থাকে ।

সালফিউরিক অ্যাসিডর আণবিক ভর— 98 এবং আণবিক সংকেত —H₂SO₄  ।

[ক] স্পর্শ পদ্ধতিতে সালফিউরিক অ্যাসিড প্রস্তুতি [Contact process for the manufacture of sulphuric acid]:-

[১] নীতি [Principle]:-

[i] আয়রন পাইরাইটিস (FeS₂) অথবা নিঃশেষিত আয়রন অক্সাইড (Fe₂S₃) কিংবা সালফারকে অতিরিক্ত বায়ুর সঙ্গে পোড়ালে সালফার ডাইঅক্সাইড [SO₂] গ্যাস উত্পন্ন হয় ।

     4FeS₂ + 11O₂ = 2Fe₂O₃ + 8SO₂ ↑    S + O₂ = SO₂

[ii] উত্পন্ন সালফার ডাইঅক্সাইড [SO_2] কে বায়ুর সঙ্গে মিশিয়ে 450°C উষ্ণতায় উত্তপ্ত প্ল্যাটিনাম অ্যাসবেসটস অথবা ভ্যানডিয়াম পেন্টক্সাইডের (অনুঘটক) ওপর দিয়ে চালনা করলে সালফার ডাইঅক্সাইড বায়ুর O₂ দ্বারা জারিত হয়ে সালফার ট্রাইঅক্সাইড [SO₃] উত্পন্ন করে । বিক্রিয়াটি উভমুখী এবং সম্মুখ বিক্রিয়াটি তাপ উত্পাদক ।  এই বিক্রিয়ায় প্ল্যাটিনাম অ্যাসবেসটস অথবা ভ্যানডিয়াম পেন্টক্সাইড অনুঘটকের কাজ করে । বর্তমানে V₂O₅ অনুঘটক রূপে বেশি ব্যবহৃত হয় কারণ এর দাম কম এবং সহজে আর্সেনিক ইত্যাদি অশুদ্ধি দ্বারা নষ্ট হয় না ।  V₂O₅ বা, Pt (অনুঘটক) 

[iii]  এভাবে উত্পন্ন সালফার ট্রাইঅক্সাইড 98% গাঢ় H₂SO₄ দ্বারা শোষিত হলে ওলিয়াম বা ধুমায়মান সালফিউরিক অ্যাসিড উত্পন্ন হয় ।

    SO₃ + H₂SO₄ = H₂S₂O₇ (ওলিয়াম)

[iv] ওলিয়ামের সঙ্গে পরিমাণমত জল মেশালে সালফিউরিক অ্যাসিড দ্রবণ উত্পন্ন হয় ।

    H₂S₂O₇ + H₂O = 2H₂SO₄

[২]  পদ্ধতি: সালফার-ডাইঅক্সাইড উত্পাদন :-  সালফার চুল্লিতে অতিরিক্ত বাতাসের সঙ্গে সালফার বা আয়রন পাইরাইটিসকে (FeS₂) পুড়িয়ে সালফার-ডাইঅক্সাইড [SO₂] উত্পন্ন করা হয় । SO₂ এবং বায়ুর মিশ্রণে সাধারণত হাইড্রোজেন সালফাইড, আর্সেনিক অক্সাইড, ধুলোকণা ইত্যাদি অশুদ্ধি মিশ্রিত থাকে এবং এই অবস্থায় এই গ্যাস মিশ্রণটিকে বিক্রিয়া প্রকোষ্ঠে অনুঘটকের ওপর দিয়ে চালনা করলে মূল্যবান অনুঘটক নষ্ট হয়ে যায় । সেজন্য বিক্রিয়া প্রকোষ্ঠে পাঠাবার আগে গ্যাস মিশ্রণটি যাতে বিশুদ্ধ হয়, সেদিকে বিশেষ দৃষ্টি রাখা হয় ।

[খ] গ্যাস মিশ্রণের বিশুদ্ধিকরণ:-

[i]  বায়ু ও SO₂ -এর মিশ্রণকে প্রথমে ধুলো প্রকোষ্ঠের মধ্যে চালনা করে ধুলো মুক্ত করা হয় ।

[ii] এর পর গ্যাস মিশ্রণটিকে একটি কোয়ার্টজপূর্ণ স্তম্ভের নীচ থেকে জলের ধারা ফেলা হয় । এর ফলে গ্যাস মিশ্রণটি সম্পূর্ণ ধুলোমুক্ত হয় এবং মিশ্রিত হাইড্রোজেন সালফাইড, আর্সেনিক অক্সাইড প্রভৃতি গ্যাসগুলি জল দ্বারা শোষিত হয় ।

[iii] এর পর গ্যাস মিশ্রণটিকে আর একটি কোয়ার্টজপূর্ণ স্তম্ভের নীচ থেকে ওপরের দিকে চালনা করা হয় এবং ওপর থেকে নীচের দিকে গাঢ় H₂SO₄ -এর ধারা ফেলা হয় । এর ফলে গ্যাস মিশ্রণটি সম্পূর্ণ বিশুদ্ধ ও শুষ্ক হয় ।

[iv] এরপর গ্যাস মিশ্রণটি বিশুদ্ধ হয়েছে কি না পরীক্ষা করা হয় । বিশুদ্ধ গ্যাস, আলোক রশ্মির মধ্যেও স্বচ্ছ হয় । গ্যাস মিশ্রণটিকে টিন্ডাল বক্সের মধ্য দিয়ে চালনা করা হয় এবং ভিতর থেকে তীব্র আলোক রশ্মি ফেলা হয় । এই অবস্থায় মিশ্রণটি স্বচ্ছ দেখালে গ্যাস মিশ্রণটি যে বিশুদ্ধ হয়েছে তা বোঝা যায় ।

[গ]  SO₂  -এর জারণ :- এই শুষ্ক ও বিশুদ্ধ গ্যাস মিশ্রণটিকে বিক্রিয়া প্রকোষ্ঠে পাঠানো হয় । গ্যাস মিশ্রণটিকে 450°C উষ্ণতায় উত্তপ্ত প্ল্যাটিনাম অ্যাসবেস্টসের ওপর দিয়ে চালনা করা হয় । এখানে SO₂, বায়ুর O₂ দ্বারা জারিত হয়ে সালফার ট্রাইঅক্সাইড [SO₃] উত্পন্ন করে । যে প্রকোষ্ঠে এই বিক্রিয়াটি ঘটে তাকে বিক্রিয়া প্রকোষ্ঠ বলে ।

[i] ওলিয়াম বা পাইরোসালফিউরিক অ্যাসিড [H₂S₂O₇] উত্পাদন:-  উত্পন্ন SO₃ -কে ঠান্ডা করে আর একটি কোয়ার্টজপূর্ণ স্তম্ভের মধ্যে চালনা করা হয় । এখানে ওপর থেকে গাঢ় H₂SO₄ -এর ধারা ফেলা হয় । এই স্তম্ভের মধ্যে সালফার ট্রাইঅক্সাইড, গাঢ় H₂SO₄ দ্বারা শোষিত হয়ে ওলিয়াম উত্পন্ন করে ।

[ii] বিশুদ্ধ সালফিউরিক অ্যাসিড উত্পাদন:-  ওলিয়ামকে স্তম্ভের নীচ থেকে সংগ্রহ করে ওর সঙ্গে পরিমাণ মত জল মিশিয়ে বিশুদ্ধ সালফিউরিক অ্যাসিড [H₂SO₄] উত্পন্ন করা হয় ।