古代的化学 (第4/4页)

o no2

    也就是说氧化氮实际上是氧气氧化so2为so3的催化剂。

    于是在铅室法制硫酸中减少了昂贵的硝石用量，增加供应空气的量，使成本再次降低。到2o世纪初，硝石基本上不再使用，而使用氨，因为氨在铂等催化剂存在下，能同空气中氧气作用，生成氮的氧化物。这个反应是：

    4nh3 5o2→4no 6h2o

    由于氮的氧化物可以反复使用，于是出现如何回收这些氮的氧化物问题。法国著名化学家盖吕萨克（gay－Lussac，JosephLouis1778～185o）在1827年提出在铅室后设置一塔，塔内充填焦炭，将铅室中释放的气体从塔底通入，上升后遇到从铅室中通入塔顶而下淋的硫酸，被溶解吸收。但是氮的氧化物却不能完全被吸收，因为一氧化氮不易溶解在硫酸中，也不起化学反应，而二氧化氮不易溶于浓硫酸，只溶于较稀的硫酸中。要使氮的氧化物再重新释放出来，使它们再回到铅室被利用，最初只是用水稀释这种吸收氮的氧化物的酸，这将使生成的硫酸被稀释，再浓缩是不经济的。因此盖吕萨克设计的塔迟迟未投入实际应用。这个塔后来被命名为盖吕萨克塔。

    1859年，英国一位管道工人格洛弗（g1over，John1817～19o2）提出在燃烧硫黄的炉子和铅室之间设置一塔，使高温二氧化硫气体向上流，遇到塔顶从盖吕萨克塔送来的含氮硫酸，使其中氮的氧化物受热释放出来，进入铅室。这样不仅充分回收了氮的氧化物，也使在盖吕萨克塔中被吸收的氮的氧化物又重新释放出来。这个塔后来被命名为格洛弗塔，很快用于实际生产中，一位普通的工人完善了一位著名化学家的设计，在硫酸制造中同享盛名。

    此后硫酸制造者们又对铅室进行一系列改进。

    铅室不再是立方形的了，因为立方形会形成角，物料在这些角落中可能停滞不动，气流的流动度很慢，气相和微小雾滴的液相反复接触效率很差，于是逐渐改造成圆筒形或截头圆锥形，使外形变成了塔形。

    铅室不再是空空的了，而是填满了瓷珠。这样可以加大反应物的接确面。

    框架不再是木材了，而是钢铁，甚至铅板也被铁和钢代替，它们和铅一样可以耐硫酸腐蚀，再加上用耐酸砖或正长石砌成衬里，更加强了耐腐蚀性能。

    这样铅室法变成了塔式法，不过硫酸制造的化学原理还是一样的。

    接触法制造硫酸的化学原理却不同。接触法也就是触媒法或催化法，是从1831年开始。这一年英国英格兰西南部港口城市布里斯托尔（Bristo1）的一位制醋商菲列普（phi11ips，peregrine）向政府提交一份专利申请，项目是“节省硝石和矾铅室的成本”，内容是利用铂粉作催化剂，使二氧化硫直接被氧气氧化成三氧化硫，然后使三氧化硫溶于水形成硫酸。但是这种方法一时没有立即投入实际生产，因为铂粉很快受二氧化硫中夹带的杂质而失效。直到1875年，一位出生在德国和长期居住在英国的化学家麦塞尔（messe1，Rudo1ph1848—192o）提出先净化二氧化硫和氧气，可以使铂粉在一定期限内保持有效，使二氧化硫和氧气在铂石棉催化下制成so3，并以普通硫酸吸收而制成烟硫酸。1881年英国硫酸制造商斯奎尔（squire.s.）申请这一方法的专利，并建厂生产。麦塞尔参与了工作。

    现元素锗的德国化学家温克勒（ink1er，netder1838～19o4）在1875年间也曾进行过so2在铂存在下和氧气化合成so3的实验。

    但是铂的价值昂贵和易中毒，促使硫酸制造者们和化学家们寻找更便宜的催化剂。到本世纪2o年代，出现了钒的氧化物、氧化铁等催化剂。现代接触法硫酸制造中几乎都使用钒催化剂了。