सल्फ्यूरिक अम्ल का सम्पर्क विधि द्वारा उत्पादन का सचित्र वर्णन रासायनिक समीकरण सहित कीजिए। सान्द्र सल्फ्यूरिक अम्ल के ऑक्सीकारक गुण दर्शाने वाली एक रासायनिक समीकरण लिखिए। सल्फ्यूरिक अम्ल के दो महत्त्वपूर्ण उपयोग लिखिए।

Explanation

सम्पर्क प्रक्रम द्वारा सल्फ्यूरिक अम्ल का निर्माण-इस प्रक्रम में प्रयुक्त संयन्त्र के विभिन्न भागों में होने वाली प्रमुख क्रियाएँ निम्नलिखित हैं -
(i) पाइराइट बर्नर-इसमें गन्धक या आयरन पाइराइट को वायु में जलाकर सल्फर डाइऑक्साइड बनायी जाती है।
`S + O_2 to SO_2 uarr`
`4FeS_2 + 11O_2 to 2Fe_2O_3 + 8SO_2 uarr`
(ii) धूल कक्ष-धूल कक्ष में प्रवेश करने वाले गैसीय मिश्रण में `SO_2` एवं `O_2` के अतिरिक्त गन्धक, धूल के कण, आर्मीनियस ऑक्साइड की अशुद्धियाँ होती हैं। इस कक्ष में ऊपर से भाप भेजी जाती है। भाप धूल के कणों पर जम जाती है तथा धूल के कण भारी होकर नीचे बैठ जाते हैं।
(iii) शीतलक पाइप-ये लेड के बने पाइप होते हैं। इनमें से गैसीय मिश्रण को प्रवाहित करने पर यह `100^@C` तक ठण्डा हो जाता है।
(iv) धावन कक्ष-ठण्डे गैसीय मिश्रण को ऊपर से गिरती हुई पानी की बौछार से धोया जाता है। यहाँ पर धूल के कण और जल में विलेय अशुद्धियाँ दूर हो जाती हैं। यहाँ से गैस को शुष्कन कक्ष में भेजा जाता है।
(v) शुष्कन कक्ष-इसमें ऊपर से सान्द्र `H_2SO_4` गिराया जाता है, | जो ऊपर उठते हुए नम गैसीय मिश्रण को सुखा देता है।
(vi) शुद्धिकारक कक्ष-इस कक्ष में आई `Fe (OH)_3` रखा होता है। जब शुष्क एवं शुद्ध गैसीय मिश्रण शोधक में प्रवेश करता है तो `Fe (OH)_3` उसमें उपस्थित आर्सेनिक की अशुद्धियों को अवशोषित कर लेता है।

(vii) परीक्षण बक्स-इस बक्स में आर-पार तीव्र प्रकाश की किरणें भेजी जाती हैं, जिससे गैसीय मिश्रण में उपस्थित धूल के कण चमकने लगते हैं। पारदर्शक दिखाई देने वाला गैसीय मिश्रण धूल से पूर्णतया मुक्त होता है|
(viii) सम्पर्क कक्ष-इस कक्ष में लोहे की नलियों में प्लैटिनीकृत ऐस्बेस्टॉस या `V_2O_5` उत्प्रेरक भरा होता है। इसका ताप `450-500^@C` रखा जाता है। जब शुष्क व शुद्ध `SO_2` और वायु का मिश्रण उत्प्रेरक की नलियों में प्रवेश करता है, तो `SO_2` ऑक्सीकृत होकर `SO_3` बनाती है।
`2SO_2 + O_2 iff 2SO_3`
(ix) अवशोषक कक्ष–सम्पर्क कक्ष में बनी `SO_3` को अवशोषक कक्ष में भेजा जाता है, जिसमें क्वार्ट्स के टुकड़े भरे होते हैं। यहाँ 97.98% सान्द्र सल्फ्यूरिक अम्ल प्राप्त होता है। `SO_3` के अवशोषण से सान्द्र `H_2SO_4` सधूम सल्फ्यूरिक अम्ल में परिवर्तित हो जाता है, जिसे ओलियम (oleum) कहते हैं।
` H_2SO_4 + SO_3 to H_2S_2O_7`
(x) ओलियम में आवश्यक मात्रा में पानी मिलाकर सान्द्र अम्ल प्राप्त किया जाता है।
`H_2S_2O_7 + H_2O to 2H_2SO_4`
सल्फ्यूरिक अम्ल के रासायनिक गुणधर्म -
(i) ऑक्सीकारक गुण-यह `I_2` को `HIO_3` में ऑक्सीकृत कर देता है।
`I_2 + 5H_2SO_4 to 2HIO_3 + 4H_2O + 5SO_2 uarr`
(ii) निर्जलीकारक के (जलशोषक गुण) रूप में उपयोग (जलशोषक गुण)-एथिल ऐल्कोहॉल को सान्द्र `H_2SO_4` के साथ `160^@C` पर गर्म करने पर इसके निर्जलीकरण से एथिलीन बनती है।
`C_2H_5OH underset(160^@C)overset(H_2SO_4)(to) C_2H_4 + H_2O`
(iii) कार्बन के साथ अभिक्रिया-`H_2SO_4` को कार्बन के साथ गर्म करने पर यह कार्बन को कार्बन डाइऑक्साइड में ऑक्सीकृत कर देता है।
`C + 2H_2SO_4 overset(Delta )(to) CO_2 uarr + 2SO_2 + 2H_2O`
(iv) HCOOH (फॉर्मिक अम्ल) के साथ अभिक्रिया-यह फॉर्मिक अम्ल को CO में निर्जलीकृत कर देता है।
` HCOOH + H_2SO_4 overset(Delta )(to) CO(g) + [H_2O + H_2SO_4]`
(v) सुक्रोस (शक्कर) के साथ अभिक्रिया-इसके द्वारा शक्कर (सुक्रोस) झुलसकर काली पड़ जाती है।
`C_12H_22O_11 + H_2SO_4 to 12C + [11H_2O + H_2SO_4]`
(vi) लेड नाइट्रेट से अभिक्रिया-लेड सल्फेट प्राप्त होता है।
` Pb(NO_3)_2 + H_2SO_4 to PbSO_4 (s) + 2HNO_3`
(vii) कॉपर से अभिक्रिया- `SO_2` गैस मुक्त होती है।
`underset("कॉपर")( Cu) + underset(" गर्म एवं सान्द्र ")(2H_2SO_4) to CuSO_4 + 2H_2O + SO_2`
उपयोग - (i) संचालक सेलों (storage battery) के निर्माण में। (ii) ऑक्सीकारक तथा निर्जलीकारक के रूप में।