[Catalyseur]du SO2 au SO3

[Blackline]

Bonsoir à tous,
J'ai, par curiosité, appris que le Dioxyde de soufre SO2, devais s'oxyder (lentement) pour donner du trioxyde de soufre SO3.
J'y ai vue les détails de la synthèse (avec pour lit catalytique au Pentoxyde de Vanadium V2O5), mais j'ai lu avec surprise recement qu'un catalyseur plus 'simple' exister : le Dioxyde d'azote NO2.

J'ai donc penser sur la manière dont cela pourrait se passer tel que :
$ 4SO_2 + 2NO_2 \rightarrow 4SO_3 + N_2 $

Malheureusement, ayant vue la complexité du catalyseur (V2O5) je doute maintenant de cette 'vulgaire' voie ?
Est-ce encore plus complexe ? Je n'ai pas trouvé jusqu'à présent les détails de ce type de catalyse.

Merci pour votre future aide !

[darrigan]

Ne serait-ce pas plutôt ceci ?
SO2 + NO2 --> SO3 + NO
Il y a plusieurs articles scientifiques qui donnent cette réaction, catalysée par des surfaces carbonées ou silice hydratée.

[Blackline]

Merci de votre réponse !
Pourriez vous juste expliquer 'catalysée par des surfaces carbonées ou silice hydratée.' ?
Il y aurai donc d'autre Catalyseur ?

[Maurice]

Pour convertir SO2 en SO3, on peut utiliser plusieurs procédés. Le plus ancien procédé est celui dont tu parles, à base de NO2. Mais la réaction ne se produit pas comme tu le dis, mais selon l'équation :
SO2 + NO2 --> SO3 + NO
Du temps de Lavoisier on utilisait presque la même réaction, mais où NO2 était remplacé par de l'acide nitrique HNO3.
Ce procédé était connu sous le nom de procédé des chambres de plomb. On commence par faire circuler le gaz SO2 dans une chambre où ruisselle de l'acide nitrique depuis une douche située au plafond.
Il se passe la réaction :
2 HNO3 + SO2 --> H2SO4 + NO
On récolte l'acide sulfurique sur le sol.
On envoie le gaz NO résiduel se mélanger avec de l'air. Puis le mélange gazeux est envoyé à la base d'une grande tour dans laquelle ruisselle de l'eau. Il se passe la réaction bilan suivante :
4 NO + 3 O2 + 2 H2O --> 4 HNO3
Et on récupère du HNO3 qui sert à à nouveau fabriquer de nouvelles quantité d'acide sulfurique. Le seul produit consommé est l'air, l'eau et SO2. C'était très subtil, et cela marchait bien. L'acide nitrique est essentiel, mais il n'est pas consommé. On régénère tout ce qu'on a consommé.
Aujourd'hui on travaille sans cet acide nitrique, mais directement à l'aide d'un catalyseur qui est soit la poudre de platine, soit l'oxyde de vanadium. On peut aussi utiliser l'oxyde de fer Fe2O3, qui va un peu moins bien que celui de vanadium, mais qui marche quand même. On peut en déposer dans de longs tuyaux en verre chauffés. Ces trois catalyseurs (Pt, V2O5 et Fe2O3) catalysent tous la réaction :
SO2 + O2 --> SO3

[Blackline]

Merci de votre explications, mais je ne comprend pas le système de la chambre de plomb.
Vous avez peut-être confondus la synthèse SO3 et la synthèse d'acide sulfurique, qui sont effectivement souvent de mêches.

Effectivement Le V2O5 et ici l'acide nitrique lors de ces synthèse sont Renouvelables.
Donc la réaction de : SO2 + NO2 ---> SO3 + NO
est fait instantanément ?

Aussi j'aimerais savoir si NO est stable ? ou s'il peut se reconstituer de tel manière :
2NO + O2 = 2NO2 (oxydation analogue à celle du dioxyde de soufre)

[ecolami]

Bonsoir,
Sur wikipédia ces sujets sont abordés en détails précis. Il suffit d'entrer "Acide Sulfurique" pour avoir en plusieurs pages les informations sur les différents procédés.
J'ai connu une usine qui fabriquait de l'oléum pour les besoins d'autres synthèses. Le soufre arrivait chaud dans des wagons citernes venus du gisement de lacq et parcourait 600km sans trop se refroidir. (je pense qu'il avait été surchauffé au départ et que le trains devait venir en marquant le minimum d'arrêts. LE soufre liquide était stocké dans une cuve chauffée et calorifugée.
Un four à soufre brulait avec une flamme bleue (la même que quand on brule un bout de soufre au labo) et produisait à la fois du Dioxyde de Soufre et de la chaleur. Cette chaleur servait à chauffer une chaudière haute pression. La vapeur entrainait une turbine et un alternateur de 4MégaWatt!
Le SO2 produit était envoyé dans deux immenses chambre de catalyseur au Pentoxyde de Vanadium. Là encore la réaction dégage de la chaleur mais elle n'était pas récupérée.
Voici une image de wikipédia:

[Blackline]

Merci, et effectivement sur la page wiki, il aborde beaucoup de sujet sur sa synthèse. (c'est normal je trouve, c'est l'un des Produits chimique les plus synthétise dans l'monde industriel)
Mais je ne trouve toujours pas la réponse à ceci :
De quel manière (ou peut on ?) récupérer le Monoxyde d'azote pour en faire du dioxyde d'azote ?
Pour connaitre la rentabilité de ce procédé.

[Maurice]

Si tu tiens à entrer dans la chimie des oxydes d'azote, tiens-toi bien, car ce n'est pas toujours très simple. Je t'explique.
Le monoxyde d'azote NO est un gaz stable et incolore. Il ne réagit pas au contact de l'eau, par exemple. Mais au contact de l'oxygène O2, donc de l'air, il réagit et forme le dioxyde d'azote NO2, qui est un gaz brun, lequel est aussi stable, selon l'équation :
2 NO + O2 --> 2 NO2
Par contre ce dernier gaz n'est pas stable au contact de l'eau, avec lequel il réagit pour former deux acides, selon la raéction suivante :
2 NO2 + H2O --> HNO2 + HNO3
Ces deux acides (nitreux et nitrique) se dissolvent dans l'eau. Mais l'acide nitreux n'est pas stable longtemps. Au bot d'une heure ou deux, il se décompose en solution, selon l'équation :
3 HNO2 --> NO + HNO3 + H2O
Tu vois qu'à la longue, quand on part de NO ou de NO2 au contact de l'air humide on obtient surtout HNO3 en solution aqueuse, mais on régénère peu à peu NO qui recommence le cycle. Mais on n'en régénère que le tiers de la quantité de départ. A la longue, tout est transformé en acide nitrique en solution, selon l'équation-bilan dont j'ai parlé dans mon message précédent.
Toutes les réactions précédentes se passent à température ambiante. Si on refroidit aux alentours de 0°C ou en-dessous, cela se complique encore, car NO2 réagit avec lui-même à froid pour former N2O4 qui est incolore, et instable. Dès qu'on réchauffe, il se décompose en NO2. De plus, à moins de 0°C, NO et NO2 réagissent l'un sur l'autre pour former un liquide bleu qui est N2O3, instable lui aussi.
Tu as suivi ?

[Blackline]

Merci ! C'est Exactement ce que je cherchais, mais en plus avec beaucoup de détails sur les oxydes d'azote ! Très intéressant !
Merci de votre aide à tous