Dari cara-cara yang telah diuraikan sebelumnya mengenai pembuatan SO2 hanyalah cara membakar belerang dan memanggang sulfida yang dipakai orang untuk pembuatan besar-besaran.
Belerang dioksida adalah gas yang tak berwarna, berbau sengat, agak mudah larut dalam air. Mudah memampat menjadi zat cair (titik didih: -100C). Larutannya dalam air bereaksi asam; orang menganggap, bahwa dalam air itu sudah terbentuk asam sulfit, H2SO3. Tapi kalau dipanaskan, asam ini terurai pula, sedangkan gas belerang dioksida pun keluar.
Larutan asam sulfit dan larutan sulfit sangat mudah mengoksidasi, bahkan dengan oksigen dari udara saja pun dapat. Dengan jalan demikian natrium sulfit mudah saja berubah menjadi natrium sulfat. Selanjutnya, ingat sajalah akan reaksi dengan air brom, yang warnanya dihilangkan oleh belerang dioksida:
Br2 + 2 H2O + SO2 → 2 HBr + H2SO4
Bahkan belerang dioksida dan asam sulfit dapat menjadi reduktor yang kuat.
Lain dari yang sudah disebutkan, belerang dioksida mempunyai sifat memutih dan membunuh hama. Kadang-kadang reaksi memutih itu berdasarkan reduksi zat warna, kadang-kadang belerang dioksida itu membentuk persenyawaan dengan zat warna itu. Karena sifat membunuh hama itu, belerang dioksida dipakai juga untuk memberantas spora kapang bejana atau botol. Pada industri gula dipakai sebagai pemutih gula. Selanjutnya belerang dioksida dipakai pembuat asam sulfat dan sulfit-sulfit.
Belerang trioksida, SO3, zat yang hablur dan putih warnanya, bersifat higroskopik dan di dalam udara terus mencair menjadi asam sulfat.
Persenyawaan belerang dengan hidrogen dan oksigen
Banyak sudah yang diketahui asam dari belerang yang mengandung oksigen; yang terpenting di antaranya adalah asam sulfat, H2SO4. Asam sulfit, H2SO3, pun penting juga. Yang kurang penting ialah antara lain asam pirosulfat, H2S2O7, asam tiosulfat, H2S2O3, dan sebagainya.
Asam sulfit, H2SO3 sudah dibicarakan pada belerang dioksida. Di antara garam-garamnya yang terutama terpakai ialah natrium sulfit dan garam asam kalsiumbisulfit, yaitu pada industri kertas untuk memperoleh selulosa yang murni.
Asam sulfat, H2SO4, di dalam dunia industri diperoleh terutama dengan dua jalan:
Menurut proses kontak. Belerang dioksida bercampur dengan udara dialirkan melalui katalisator, suatu “zat kontak”, yang terbentuk dari vanadium oksida (V2O5) atau dari pada platina, dan suhunya hendaknya tetap terus, kira-kira 4000 Oleh karena itu kesetimbangan pada reaksi “dapat balik”, seperti persamaan di bawah ini, tersusun dengan cepat:
2 SO2 + O2 ⇄ 2 SO3 + 45,2 kkal
4000 C adalah suhu yang paling baik; kira-kira 98% dari belerang dioksida berubah pada suhu tersebut menjadi trioksida. Jika proses itu sudah berlangsung, maka tidak perlulah menambah kalor lagi. Campuran gas yang baru mula-mula mengalir di luar pipa-pipa yang di dalamnya berlaku reaksi, dan yang menjadi panas karenanya. Jadi gas itu sudah dipanaskan lebih dulu, kemudian baru mengalir ke dalam pipa katalisator, sedangkan suhu yang tepat diperoleh dengan reaksi sendiri. Jika temperatur dalam katalisator itu terlalu tinggi, ditiupkan ke dalamnya campuran gas yang agak dingin. Belerang trioksida yang terbentuk dialirkan ke dalam asam sulfat; belerang trioksida itu larut baik sekali di dalam asam sulfat ini. Jika dialirkan air ke dalam asam ini, terjadilah asam sulfat dari trioksida itu:
SO3 + H2O → H2SO4
Lambat laun katalisator itu tidak dapat dipakai lagi, apabila gas panggang (belerang dioksida) mengandung persenyawaan-persenyawaan arsen atau debu (debu yang beterbangan). Katalisator itu “diracuni” oleh persenyawaan arsen sedikit demi sedikit. Racun itu biasanya terdapat di dalam bijih belerang, yang dipanggang; jadi racun itu harus dibuang (dengan mendinginkan gas dan mencucinya dengan air). Debu yang beterbangan itu pun harus dibuang; jika tidak, lambat laun tentu menutupi katalisator, lalu katalisator itu tertutup bagi gas. Ini biasanya dilakukan dengan mengalirkan gas-gas itu melalui kawat-kawat logam yang bermuatan listrik; debu itu lalu bermuatan listrik dan ditampung oleh aling-aling kawat kasa yang bermuatan listrik berlawanan.
2. Menurut proses kamar timbal. Ke dalam ruangan yang besar, yang di bagian dalamnya dilapisi seluruhnya dengan lempeng-lempeng timbal dimasukkan selain daripada gas-gas panggang yang mengandung SO2 dan sisa udara juga uap air, udara ekstra dan uap-uap nitresa (NO dan NO2). Reaksi yang terjadi dapat digambarkan kira-kira menurut persenyawaan berikut:
SO2 + NO2 → NO + SO2
SO3 + H2O → H2SO4
2 NO + O2 → 2 NO2
Jadi guna uap-uap nitresa itu ialah untuk memindahkan oksigen. Karena bersama-sama dengan gas panggang dan udara ekstra itu banyak nitrogen yang masuk ke dalam kamar timbal itu, bahayanya ialah, bahwa bersama-sama dengan nitrogen yang keluar dari kamar timbal yang terakhir, terbawa juga uap-uap nitresa yang berharga, yang akan hilang. Untuk mencegah kehilangan ini, dialirkan gas-gas yang sudah dikerjakan itu ke dalam menara serap, yang disebut menara Gay-Lussac. Di dalam menara itu asam sulfat encer mengalir ke bawah melalui kokas atau batu tahan asam.
Di dalam asam encer ini uap-uap nitresa itu larut dan dengan jalan demikian dapat dihasilkan kembali dari gas-gas yang sudah dikerjakan dan yang keluar di sebelah atas menara Gay-Lussac. Larutan yang diperoleh di sebelah bawah dalam menara itu, yang disebut nitrosa, dipompa pula ke atas dan kemudian mengalir pula ke bawah ke dalam menara yang disebut menara Glover dan ke dalamnya dialirkan dari bawah gas-gas panggang yang panas. Karena gas-gas panggang yang panas itu terlepaslah uap-uap nitresa dari asam sulfat nitrosa dan bersama-sama gas panggang itu dibawa pula ke dalam kamar timbal. Tambahan pula sebagian dari air menguap, sehingga di bawah menara Glover mengalir keluar asam yang lebih pekat daripada yang dimasukkan ke dalamnya.
Proses kontak menghasilkan asam pekat, sedangkan hasil yang biasa dari proses kamar adalah asam sulfat encer.
Volume kamar timbal itu adalah beribu-ribu m3. Beberapa kamar letaknya berderet-deret dan sambung-menyambung; setelah itu terdapat beberapa menara Gay-Lussac.
Dinding kamar itu dibuat dari timbal, karena timbal sulfat tidak larut. Lempeng-lempeng timbal itu segera tertutup oleh lapisan PbSO4, sehingga timbal itu terpelihara dan tidak dimakan asam lagi.
Teranglah sudah, bahwa dengan proses kamar timbal ini, kehilangan uap-uap nitresa tidak dapat dicegah sama sekali. Kekurangannya ditambah dengan aliran asam nitrat yang terus-menerus ke dalam menara Glover.
Asam yang diperoleh dengan jalan kamar timbal ini kurang murni, apabila dibandingkan dengan asam dari proses kontak. Biasanya masih mengandung arsen; tetapi ongkosnya lebih murah. Jika hendak memperoleh asam pekat yang murni, dipergunakan asam kontak.
BELERANG (SULPHUR) – (3)
Dari cara-cara yang telah diuraikan sebelumnya mengenai pembuatan SO2 hanyalah cara membakar belerang dan memanggang sulfida yang dipakai orang untuk pembuatan besar-besaran.
Belerang dioksida adalah gas yang tak berwarna, berbau sengat, agak mudah larut dalam air. Mudah memampat menjadi zat cair (titik didih: -100C). Larutannya dalam air bereaksi asam; orang menganggap, bahwa dalam air itu sudah terbentuk asam sulfit, H2SO3. Tapi kalau dipanaskan, asam ini terurai pula, sedangkan gas belerang dioksida pun keluar.
Larutan asam sulfit dan larutan sulfit sangat mudah mengoksidasi, bahkan dengan oksigen dari udara saja pun dapat. Dengan jalan demikian natrium sulfit mudah saja berubah menjadi natrium sulfat. Selanjutnya, ingat sajalah akan reaksi dengan air brom, yang warnanya dihilangkan oleh belerang dioksida:
Br2 + 2 H2O + SO2 → 2 HBr + H2SO4
Bahkan belerang dioksida dan asam sulfit dapat menjadi reduktor yang kuat.
Lain dari yang sudah disebutkan, belerang dioksida mempunyai sifat memutih dan membunuh hama. Kadang-kadang reaksi memutih itu berdasarkan reduksi zat warna, kadang-kadang belerang dioksida itu membentuk persenyawaan dengan zat warna itu. Karena sifat membunuh hama itu, belerang dioksida dipakai juga untuk memberantas spora kapang bejana atau botol. Pada industri gula dipakai sebagai pemutih gula. Selanjutnya belerang dioksida dipakai pembuat asam sulfat dan sulfit-sulfit.
Belerang trioksida, SO3, zat yang hablur dan putih warnanya, bersifat higroskopik dan di dalam udara terus mencair menjadi asam sulfat.
Persenyawaan belerang dengan hidrogen dan oksigen
Banyak sudah yang diketahui asam dari belerang yang mengandung oksigen; yang terpenting di antaranya adalah asam sulfat, H2SO4. Asam sulfit, H2SO3, pun penting juga. Yang kurang penting ialah antara lain asam pirosulfat, H2S2O7, asam tiosulfat, H2S2O3, dan sebagainya.
Asam sulfit, H2SO3 sudah dibicarakan pada belerang dioksida. Di antara garam-garamnya yang terutama terpakai ialah natrium sulfit dan garam asam kalsiumbisulfit, yaitu pada industri kertas untuk memperoleh selulosa yang murni.
Asam sulfat, H2SO4, di dalam dunia industri diperoleh terutama dengan dua jalan:
2 SO2 + O2 ⇄ 2 SO3 + 45,2 kkal
4000 C adalah suhu yang paling baik; kira-kira 98% dari belerang dioksida berubah pada suhu tersebut menjadi trioksida. Jika proses itu sudah berlangsung, maka tidak perlulah menambah kalor lagi. Campuran gas yang baru mula-mula mengalir di luar pipa-pipa yang di dalamnya berlaku reaksi, dan yang menjadi panas karenanya. Jadi gas itu sudah dipanaskan lebih dulu, kemudian baru mengalir ke dalam pipa katalisator, sedangkan suhu yang tepat diperoleh dengan reaksi sendiri. Jika temperatur dalam katalisator itu terlalu tinggi, ditiupkan ke dalamnya campuran gas yang agak dingin. Belerang trioksida yang terbentuk dialirkan ke dalam asam sulfat; belerang trioksida itu larut baik sekali di dalam asam sulfat ini. Jika dialirkan air ke dalam asam ini, terjadilah asam sulfat dari trioksida itu:
SO3 + H2O → H2SO4
Lambat laun katalisator itu tidak dapat dipakai lagi, apabila gas panggang (belerang dioksida) mengandung persenyawaan-persenyawaan arsen atau debu (debu yang beterbangan). Katalisator itu “diracuni” oleh persenyawaan arsen sedikit demi sedikit. Racun itu biasanya terdapat di dalam bijih belerang, yang dipanggang; jadi racun itu harus dibuang (dengan mendinginkan gas dan mencucinya dengan air). Debu yang beterbangan itu pun harus dibuang; jika tidak, lambat laun tentu menutupi katalisator, lalu katalisator itu tertutup bagi gas. Ini biasanya dilakukan dengan mengalirkan gas-gas itu melalui kawat-kawat logam yang bermuatan listrik; debu itu lalu bermuatan listrik dan ditampung oleh aling-aling kawat kasa yang bermuatan listrik berlawanan.
2. Menurut proses kamar timbal. Ke dalam ruangan yang besar, yang di bagian dalamnya dilapisi seluruhnya dengan lempeng-lempeng timbal dimasukkan selain daripada gas-gas panggang yang mengandung SO2 dan sisa udara juga uap air, udara ekstra dan uap-uap nitresa (NO dan NO2). Reaksi yang terjadi dapat digambarkan kira-kira menurut persenyawaan berikut:
SO2 + NO2 → NO + SO2
SO3 + H2O → H2SO4
2 NO + O2 → 2 NO2
Jadi guna uap-uap nitresa itu ialah untuk memindahkan oksigen. Karena bersama-sama dengan gas panggang dan udara ekstra itu banyak nitrogen yang masuk ke dalam kamar timbal itu, bahayanya ialah, bahwa bersama-sama dengan nitrogen yang keluar dari kamar timbal yang terakhir, terbawa juga uap-uap nitresa yang berharga, yang akan hilang. Untuk mencegah kehilangan ini, dialirkan gas-gas yang sudah dikerjakan itu ke dalam menara serap, yang disebut menara Gay-Lussac. Di dalam menara itu asam sulfat encer mengalir ke bawah melalui kokas atau batu tahan asam.
Di dalam asam encer ini uap-uap nitresa itu larut dan dengan jalan demikian dapat dihasilkan kembali dari gas-gas yang sudah dikerjakan dan yang keluar di sebelah atas menara Gay-Lussac. Larutan yang diperoleh di sebelah bawah dalam menara itu, yang disebut nitrosa, dipompa pula ke atas dan kemudian mengalir pula ke bawah ke dalam menara yang disebut menara Glover dan ke dalamnya dialirkan dari bawah gas-gas panggang yang panas. Karena gas-gas panggang yang panas itu terlepaslah uap-uap nitresa dari asam sulfat nitrosa dan bersama-sama gas panggang itu dibawa pula ke dalam kamar timbal. Tambahan pula sebagian dari air menguap, sehingga di bawah menara Glover mengalir keluar asam yang lebih pekat daripada yang dimasukkan ke dalamnya.
Proses kontak menghasilkan asam pekat, sedangkan hasil yang biasa dari proses kamar adalah asam sulfat encer.
Volume kamar timbal itu adalah beribu-ribu m3. Beberapa kamar letaknya berderet-deret dan sambung-menyambung; setelah itu terdapat beberapa menara Gay-Lussac.
Dinding kamar itu dibuat dari timbal, karena timbal sulfat tidak larut. Lempeng-lempeng timbal itu segera tertutup oleh lapisan PbSO4, sehingga timbal itu terpelihara dan tidak dimakan asam lagi.
Teranglah sudah, bahwa dengan proses kamar timbal ini, kehilangan uap-uap nitresa tidak dapat dicegah sama sekali. Kekurangannya ditambah dengan aliran asam nitrat yang terus-menerus ke dalam menara Glover.
Asam yang diperoleh dengan jalan kamar timbal ini kurang murni, apabila dibandingkan dengan asam dari proses kontak. Biasanya masih mengandung arsen; tetapi ongkosnya lebih murah. Jika hendak memperoleh asam pekat yang murni, dipergunakan asam kontak.
Bagikan ini:
Most visitors also read :
BELERANG (SULPHUR) – (2)
BELERANG (SULPHUR) – (1)
TATA NAMA SENYAWA (2)
TATA NAMA SENYAWA (1)