Lead chamber process
لیڈ چیمبر کا عمل ایک صنعتی طریقہ تھا جو بڑی مقدار میں سلفورک ایسڈ تیار کرنے کے لیے استعمال ہوتا تھا۔ اس کی جگہ بڑی حد تک رابطہ کے عمل نے لے لی ہے۔ 1746 میں برمنگھم، انگلینڈ میں، جان روبک نے لیڈ لائنڈ چیمبرز میں سلفورک ایسڈ تیار کرنا شروع کیا، جو مضبوط اور کم مہنگے تھے اور شیشے کے کنٹینرز سے بہت بڑے بنائے جا سکتے تھے جو پہلے استعمال ہوتے تھے۔ اس نے سلفورک ایسڈ کی پیداوار کی موثر صنعت کاری کی اجازت دی، اور کئی اصلاحات کے ساتھ، یہ عمل تقریبا دو صدیوں تک پیداوار کا معیاری طریقہ رہا۔ یہ عمل اتنا مضبوط تھا کہ 1946 کے آخر تک، چیمبر کا عمل اب بھی تیار کردہ سلفورک ایسڈ کا 25 فیصد تھا۔ سلفر ڈائی آکسائیڈ کو بھاپ اور نائٹروجن ڈائی آکسائیڈ کے ساتھ بڑے چیمبروں میں متعارف کرایا جاتا ہے جہاں شیٹ لیڈ کے ساتھ لائن کیا جاتا ہے جہاں گیسوں کو پانی اور چیمبر ایسڈ (62-70% سلفورک ایسڈ) کے ساتھ چھڑکایا جاتا ہے۔ سلفر ڈائی آکسائیڈ اور نائٹروجن ڈائی آکسائیڈ تحلیل ہو جاتے ہیں، اور تقریبا 30 منٹ کی مدت میں سلفر ڈائی آکسائیڈ سلفورک ایسڈ میں آکسائڈائز ہو جاتا ہے۔ رد عمل کے معقول شرح پر آگے بڑھنے کے لیے نائٹروجن ڈائی آکسائیڈ کی موجودگی ضروری ہے۔ یہ عمل انتہائی ایکسوتھرمک ہے، اور چیمبرز کے ڈیزائن پر ایک اہم غور رد عمل میں بننے والی حرارت کو ختم کرنے کا ایک طریقہ فراہم کرنا تھا۔ ابتدائی پودوں میں بہت بڑے لیڈ لائن والے لکڑی کے آئتاکار چیمبر (فالڈنگ باکس چیمبر) استعمال کیے جاتے تھے جنہیں ماحول کی ہوا سے ٹھنڈا کیا جاتا تھا۔ اندرونی لیڈ شیٹنگ نے تباہ کن سلفورک ایسڈ پر مشتمل ہونے اور لکڑی کے چیمبروں کو واٹر پروف بنانے کا کام کیا۔ انیسویں صدی کے اختتام کے آس پاس، ایسے پودوں کو سلفر ڈائی آکسائیڈ کو ایک کلو گرام جلی ہوئی سلفر کے برابر پروسیس کرنے کے لیے تقریبا نصف مکعب میٹر حجم کی ضرورت ہوتی تھی۔ 19 ویں صدی کے وسط میں، فرانسیسی کیمسٹ جوزف لوئس گی-لوساک نے چیمبروں کو پتھر کے برتنوں سے بھرے چٹان کے سلنڈروں کے طور پر دوبارہ ڈیزائن کیا۔ 20 ویں صدی میں، ملز پیکارڈ چیمبرز استعمال کرنے والے پودوں نے پہلے کے ڈیزائنوں کی جگہ لے لی۔ یہ چیمبر لمبے ٹیپرڈ سلنڈر تھے جنہیں چیمبر کی بیرونی سطح سے نیچے بہنے والے پانی سے بیرونی طور پر ٹھنڈا کیا جاتا تھا۔ اس عمل کے لیے سلفر ڈائی آکسائیڈ عنصر سلفر کو جلانے یا بھٹی میں ہوا کے دھارے میں سلفر پر مشتمل دھات کی کچ دھاتوں کو بھون کر فراہم کیا جاتا تھا۔ تیاری کے ابتدائی دور میں، نائٹروجن آکسائڈ ایسڈ کی موجودگی میں اعلی درجہ حرارت پر نائٹر کے سڑنے سے پیدا ہوتے تھے، لیکن اس عمل کو بتدریج ایک اتپریرک کی موجودگی میں امونیا کے نائٹرک آکسائڈ میں ہوا کے آکسیکرن کے ذریعے تبدیل کر دیا گیا۔ نائٹروجن کے آکسائڈ کی بازیابی اور دوبارہ استعمال چیمبر پروسیس پلانٹ کے آپریشن میں ایک اہم معاشی غور تھا۔ رد عمل کے چیمبروں میں نائٹرک آکسائیڈ آکسیجن کے ساتھ تعامل کر کے نائٹروجن ڈائی آکسائیڈ پیدا کرتا ہے۔ چیمبر کے نچلے حصے سے مائع کو پتلا کیا جاتا ہے اور چیمبر کے اوپری حصے میں پمپ کیا جاتا ہے، اور باریک دھند میں نیچے کی طرف چھڑکایا جاتا ہے۔ سلفر ڈائی آکسائیڈ اور نائٹروجن ڈائی آکسائیڈ مائع میں جذب ہوتے ہیں، اور سلفورک ایسڈ اور نائٹرک آکسائیڈ بنانے کے لیے رد عمل ظاہر کرتے ہیں۔ آزاد شدہ نائٹرک آکسائیڈ پانی میں بہت کم گھلنشیل ہوتا ہے، اور چیمبر میں موجود گیس میں واپس آتا ہے جہاں یہ نائٹروجن ڈائی آکسائیڈ کو بہتر بنانے کے لیے ہوا میں آکسیجن کے ساتھ رد عمل ظاہر کرتا ہے۔ نائٹروجن آکسائڈ کا کچھ فیصد رد عمل شراب میں نائٹروسیل سلفورک ایسڈ اور نائٹرک ایسڈ کے طور پر الگ کیا جاتا ہے، لہذا عمل کے آگے بڑھنے پر تازہ نائٹرک آکسائڈ شامل کرنا ضروری ہے۔ چیمبر پلانٹس کے بعد کے ورژن میں چیمبر شراب سے نائٹروجن آکسائڈ کو بازیافت کرنے کے لیے ایک اعلی درجہ حرارت والا گلوور ٹاور شامل تھا، جبکہ چیمبر ایسڈ کو 78 ٪ H2SO4 تک مرتکز کیا گیا۔ چیمبرز سے نکلنے والی گیسوں کو ایک ٹاور میں منتقل کرکے صاف کیا جاتا ہے، جس کے ذریعے گلوور ایسڈ کا کچھ حصہ ٹوٹے ہوئے ٹائل پر بہتا ہے۔ نائٹروجن آکسائڈز کو نائٹروسیل سلفورک ایسڈ بنانے کے لیے جذب کیا جاتا ہے، جسے پھر نائٹروجن کے آکسائڈز کو دوبارہ حاصل کرنے کے لیے گلوور ٹاور میں واپس کر دیا جاتا ہے۔ رد عمل کے چیمبروں میں پیدا ہونے والا سلفورک ایسڈ تقریبا 35 فیصد تک محدود ہوتا ہے۔ زیادہ ارتکاز پر، نائٹروسائل سلفورک ایسڈ 'چیمبر کرسٹل' کی شکل میں لیڈ والز پر پھسلتا ہے، اور اب آکسیکرن کے رد عمل کو متحرک کرنے کے قابل نہیں ہے۔ کیمسٹری سلفر ڈائی آکسائیڈ عنصر سلفر کو جلانے یا ہوا کے کرنٹ میں پائریٹک ایسک کو بھوننے سے پیدا ہوتا ہے: S8 + 8 O2 → 8 SO2 4 FeS2 + 11 O2 → 2 Fe2O3 + 8 SO2 نائٹروجن آکسائڈ سلفورک ایسڈ کی موجودگی میں نائٹر کے سڑنے سے، یا نائٹروسیلسلفورک ایسڈ کے ہائیڈرولائسیس سے پیدا ہوتے ہیں: 2 NaNO3 + H2SO4 → Na2SO4 + H2O + NO2 + O2 2 NOHSO4 + H2O → 2 H2SO4 + NO2 رد عمل کے چیمبروں میں، سلفر ڈائی آکسائیڈ اور نائٹروجن ڈائی آکسائیڈ رد عمل میں تحلیل ہو جاتے ہیں۔ نائٹروجن ڈائی آکسائیڈ کو نائٹروس ایسڈ پیدا کرنے کے لیے ہائیڈریٹ کیا جاتا ہے، جو پھر سلفر ڈائی آکسائیڈ کو سلفورک ایسڈ اور نائٹرک آکسائیڈ میں آکسائڈائز کرتا ہے۔ رد عمل اچھی طرح سے نمایاں نہیں ہیں، لیکن یہ معلوم ہے کہ نائٹروسیل سلفورک ایسڈ کم از کم ایک راستے میں ایک انٹرمیڈیٹ ہے۔ مجموعی طور پر اہم تعاملات یہ ہیں: 2 NO2 + H2O → HNO2 + HNO3 SO2 (aq) + HNO3 → NOHOSO4 + HNO2 → H2SO4 + NO2 + NO SO2 (aq) + 2 HNO2 → H2SO4 + 2 NO نائٹرک آکسائڈ تعاملی شراب سے نکلتا ہے اور بعد میں سالماتی آکسیجن کے ذریعے نائٹروجن ڈائی آکسائیڈ میں دوبارہ آکسائڈائز کیا جاتا ہے۔ یہ عمل میں مجموعی شرح کا تعین کرنے والا مرحلہ ہے: 2 NO + O2 → 2 NO2 نائٹروجن آکسائڈز اس عمل میں جذب اور دوبارہ پیدا ہوتے ہیں، اور اس طرح مجموعی رد عمل کے لیے ایک اتپریرک کے طور پر کام کرتے ہیں: 2 SO2 + 2 H2O + O2 → 2 H2SO4 حوالہ جات مزید پڑھنا بیرونی روابط لیڈ چیمبر عمل کے ذریعے سلفورک ایسڈ مینوفیکچرنگ کی پروسیس فلو شیٹ صنعتی عمل سلفر اتپریرک کا باعث بنتا ہے۔