使用碳硫分析儀時,有一個重要的步驟就是催化劑的使用,催化劑在測定時,能起到助熔、調節酸堿等多種作用,我們將在下面為大家介紹的是催化劑SO2轉化速度的聯系。
工業制造硫酸,是將SO2在O2存在的條件下,快速地轉化為SO3,解決的辦法就是選擇催化劑。催化劑為什么會加快反應速度,主要原因就是它能降低活化能,導致反應速度加快。
經過選擇,V2O5在430~600℃有很好的催化活性,它能使活化能降到83.6kJ/mol;另外Cr2O3在500~650℃,Fe2O3在580~700℃也有好的催化活性,都能加快SO2的轉化速度。現代工業制硫酸多用V2O5作催化劑。但我們關注的是Cr2O3和Fe2O3,一種是不銹鋼燃燒生成物,另一種是鋼鐵燃燒后的生成物,Cr2O3在580℃附近及Fe2O3在630℃附近,催化劑活性很強,在此溫度下SO2的轉化率又高,反應速度又快,必然給測硫帶來麻煩。這里,有一個奇怪的現象,即電弧爐燃燒定硫時,測定同種碳鋼標樣,隨著分析次數的增加,測定結果偏低。若將除塵管中和爐管中的粉塵去除后,繼續測定,結果又可恢復正常。
分析高合金鋼時,上述現象更為嚴重,測定結果更低。此時,發現除塵管中有粉紅色的物質出現,經分析,物質中含有Fe2O3和Cr2O3。隨著分析次數的增多,Fe2O3和Cr2O3的量也增多,催化作用增強。

工業生產中碳硫儀的作用
催化加速SO2轉化為SO3,顯然使硫的測定結果偏低。為了避免低溫催化轉化,辦法是:
(1)加穩燃劑,避免Fe2O3進人低溫區;
(2)盡可能地縮短SO2通過低溫區的時間;
(3)提高爐氣溫度,防止低溫轉化;
(4)避免催化劑與SO2接觸;
(5)清除管路中灰塵。
這里還必須指出:催化劑只能改變化學反應速度,但它不能改變化學平衡和限度。也就是說,催化劑不能實現熱力學上不能發生的反應。因此,我們尋找催化劑時,首先要根據熱力學核算該反應在某一條件下是否可能發生,如果不可能發生,花力氣去尋找催化劑是徒勞的。對于SO2在O2存在的條件下生成SO3的反應,我們首先用熱力學的觀點和方法導出了轉化方程,計算出在某一溫度條件下的轉化限度,然后再研究催化劑對這個慢反應的加速作用。