연실법 문서 원본 보기

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'''연실법'''(鉛室法, lead chamber process)은 [[황산]]을 대량제조하는 공정이다. 1746년 [[잉글랜드]] [[버밍엄]]에서 [[존 로벅]]이 개발했다. 

종래에는 황산 제조를 위해 [[유리]] 용기를 반응실로 사용해야 했는데, 연실법에서는 아무 용기나 그 안벽을 [[납]]으로 도포해서 반응실로 쓰면 되기에 비용이 훨씬 절감되었다. 이후 2세기동안 표준적인 황산 제조법으로 자리잡았고, 1946년에 이르러서도 황산 생산량의 25%가 연실법으로 생산되었다.<ref>Edward M. Jones, "Chamber Process Manufacture of Sulfuric Acid", ''Industrial and Engineering Chemistry'', Nov 1950, Vol 42, No. 11, pp 2208–10.</ref>

== 화학식 ==
[[유황]]을 태우거나 [[황철석|황철광]]을 구우면 [[이산화황]], 소위 아황산이 발생한다.

: <math>\mathrm{S_8 + 8 O_2 \longrightarrow 8 SO_2}</math> 
: <math>\mathrm{4 FeS_2 + 11 O_2 \longrightarrow 2 Fe_2 O_3 + 8 SO_2}</math>

[[초석]]이 황산에 녹아 분해되거나 [[니트로실황산]]이 가수분해되면 [[이산화질소]]가 생산된다.

: <math>\mathrm{2 NaNO_3 + H_2 SO_4 \longrightarrow Na_2 SO_4 + H_2 O + NO + NO_2 + O_2}</math>
: <math>\mathrm{2 NOHSO_4 + H_2 O \longrightarrow 2 H_2 SO_4 + NO + NO_2}</math>

반응실 안에선 아황산과 이산화질소가 반응용액에 용해된다. 이산화질소는 수화하여 [[아질산]]을 만들어내고, 동시에 아황산은 산화된다. 그러면 황산과 [[산화질소]]가 된다. 

: <math>\mathrm{2 NO_2 + H_2 O \longrightarrow HNO_2 + HNO_3}</math>
: <math>\mathrm{SO_2\ (aq) + HNO_3 \longrightarrow NOHSO_4}</math>
: <math>\mathrm{NOHSO_4 + HNO_2  \longrightarrow H_2 SO_4 + NO_2 + NO }</math>
: <math>\mathrm{SO_2\ (aq) + 2 HNO_2 \longrightarrow H_2 SO_4 + 2 NO \uparrow }</math>

산화질소는 용액 밖으로 빠져나간 뒤 질소 분자에 의해 재산화되어 이산화질소가 된다. 처음과 최종만 쓰면 다음과 같이 되는 것이다.<ref>Jones, pp 2209.</ref>

: <math>\mathrm{ 2 NO + O_2  \longrightarrow 2 NO_2 }</math>

제과정에서 산회질소는 반응용액에 흡수되었다가 방출되기를 반복한다. 즉슨 전체 과정에서 [[촉매]]의 구실을 하며, 전체 과정은 다음과 같이 된다. [[아황산]] 분자 2개가 물 분자 2개, 산소 분자 1개와 반응하여 황산 분자 2개가 되는 것이다.

: <math>\mathrm{ 2 SO_2 + 2H_2 O + O_2 \longrightarrow 2 H_2 SO_4 }</math>

== 각주 ==
{{각주}}

{{토막글|산업}}

[[분류:화학공학 공정]]
[[분류:납]]
[[분류:황]]
[[분류:촉매 반응]]