A termodinamika mérföldkövei. Prof. Inzelt György előadása nyomán 2008. márc. 31. (Irodalom: 2/83-134)

Az előadások a következő témára: "A termodinamika mérföldkövei. Prof. Inzelt György előadása nyomán 2008. márc. 31. (Irodalom: 2/83-134)"— Előadás másolata:

1 A termodinamika mérföldkövei. Prof. Inzelt György előadása nyomán 2008. márc. 31. (Irodalom: 2/83-134)

2 Korai idők kronológiája i.e. 250000 év tűzgyújtás – hőfejlesztés dörzsöléssel spontán tűz villámcsapás által i.e. 7000-10000 év sütés – főzés, cserépégetés, fémmegmunkálás i.e. IV. század: Arisztotelész (i.e. 384-322) őselemek; a 4 közül az egyik a tűz (ősanyag + meleg és száraz), dynamisz (erő), energeia (mozgási energia) Kína: Írások könyve „A Nagy Szabály” c. fejezet:  5 elem, „Az első a víz, a második a tűz…”  Ellentétpárok (jin és jang) hideg – meleg Görög és kínai: az uralkodó rend sok, kis állandóan mozgó, egymással kölcsönhatásban álló részekből alakul ki. Héron: Pneumatika (levegő és légnyomás), pneuma (sztoikus természetfilozófia): tüzes lélegzet, a világot betöltő változékony erő. Hőanyag, mozgás, rend, energia

3 1500 évvel később (XVII. sz.) A hőmérséklet, a nyomás és a gáztörvények Galileo Galilei (1564-1642) vákuum létezik, légnyomás Evangélista Torricelli (1608-1647) légnyomás és mérése Hg oszloppal, egyik végén zárt üvegcsőben, „funiculus” Blaise Pascal (1623-1662) a levegő nyomása tart egyensúlyt a Hg oszlop nyomásával (Pa egység) http://epa.oszk.hu/00700/00775/00048/1446-1451.html (2008. 03. 30.) Otto von Guericke (1602-1686) a 35 cm átmérőjű félgömböket, a magdeburgi féltekéket (amik közül kiszivattyúzta a levegőt) 12 lóval húzatta. http://epa.oszk.hu/00700/00775/00048/1446-1451.html (2008 Robert Hook (1635-1703) Hook – törvény, légszivattyú Boyle – Mariotte törvény: PV = állandó Boyle csak idézte 1662-ben kiadott könyvében Richard Towneley (1629-1668) megállapítását, aki viszont Henry Power (1623-1668) kísérleteit és következtetéseit használta fel. Edmé Mariotte (1620-1684) könyve 1679

4 Gáztörvények folyt. Isaac Newton: Principia II. kötet: a nyomás és a térfogat közötti összefüggés a részecskék egymás közötti rövidtávú kölcsönhatásából következik. Santorio Santorii (1561-1630) az első hőmérő 1612. (Ez és Galileié is nyomásérzékenyek voltak.) Daniel Gabriel Fahrenheit (1686-1734) folyadékos hőmérő Anders Celsius (1701-1744) hőmérsékleti skála 1742. Joseph Louis Gay - Lussac (1778-1850) p ~ T (V = állandó), V ~ T ( p = állandó) Gay – Lussac vagy Charles törvény [→ Jacques A.C. Charles (1746-1823) is francia volt!] Gay – Lussac: gázreakciók térfogati törvénye  Amadeo Avogadro (1776- 1856): minden gáz azonos térfogata, állandó hőmérsékleten és nyomáson azonos számú molekulát tartalmaz. 1811. Nem figyeltek fel rá. Stanislao Cannizzaro (1826-1910) 1858 Avogadro elmélet magyarázata Julius Lothar Meyer (1830-1895): „Mintha hályog esett volna le a szememről, a kétségek eltűntek, és helyükre lépett a bizonyosság békéje.” Egyesített gáztörvény: PV = nRT  A hőmérséklet fogalma és mérhetősége.

5 A hő mint a részecskék mozgása, az energia A kinetikus elmélet (részecskék mozognak) Daniel Bernoulli (1700-1782) „Hydrodynamika” c. könyve 1738. p ~ v 2 gázok hőmérséklete a részecskék mozgásából származik Leonard Euler (1707-1783) v = 477 m s -1 Christian Huygens (1629-1695) rugalmas ütközésben Σmv őrződik meg Gustave Gaspard de Coriolis (1792-1843) mozgási energia ½ m v 2. Thomas Young (1773-1829) energia a vis viva (eleven erő, életerő) helyett William J.M. Rankine potenciális (helyzeti) és kinetikus (mozgási energia) Lord Kelvin (William Thomson 1824-1907, Baron Kelvin of Largs) - kinetikus energia K fok, „thermo-dynamic” 1849. termodinamika James Watt (1736-1819) munka, gőzgép

6 Hőanyag vagy mozgási energia? Francis Bacon (1561-1626) A hő az anyagi részecskék mozgásának egyik formája 1620. „Novum Organum”, Caloricum (hőszubsztancia) – minden anyagban jelenlevő rugalmas folyadék Joseph Black (1728-1799) – kaloriméter: a hőmérséklet mérésével a hő mennyisége meghatározható, Hőkapacitás, különbségtétel a hő és a hőmérséklet között. Nicolas L. Sadi Carnot (1796-1832) 1824. Lord Kelvin: „a tudománynak adott korszakalkotó ajándék”, hőerőgépek, gőzgépek hatásfoka (η); nyomás – térfogat diagram, Carnot ciklus, termodinamikai reverzibilitás

7 Hőerőgépek, gőzgépek Az ipari forradalom - kulcskérdés: a hőt minél nagyobb hatásfokkal munkává alakítani! James Watt kondenzációs gőzgép (kazán- munkahenger-gőzsűrítő) 1769. George Stephenson (1781-1848) tökéletesített gőzmozdony Hol van Wattnak illetve Stephensonnak szobra Budapesten? (A Keleti pályaudvar falfülkéjében.) Rudolf Diesel (1858-1913) „Theorie und Konstruktion eines rationallen Warme – Motors” 1893.

8 A hőanyag elmélet bukása, a kinetikus elmélet diadala Mihail Lomonoszov (1711-1765) „Elmélkedések a meleg és a hideg okáról” 1750. „a meleg az anyag belső mozgásával van összefüggésben… a belső mozgás alatt az anyag érzékelhetetlen részeinek helyváltoztatását értjük.” Humphry Davy (1778-1829) „Értekezés a hőről, a fényről és a fény kombinációjáról” 1799. „a caloricum nem létezik” Benjamin Thompson, Rumford grófja (1753-1814) a híres ágyúfúrási kísérlet, 1798. Royal Society előadás „a súrlódás által létrehozott hő kimeríthetetlen…, ezért a hő nem lehet anyagi természetű…, hanem az a mozgás egyik formája”

9 Az energiamegmaradás törvénye Julius Robert Mayer (1814-1878) A munka és a hő egymásba alakítható, az energia megsemmisíthetetlen! James Prescott Joule (1818-1899) Joule egység, a hő (Q) és a munka egymásba alakítható, Q ~ I 2 RtI – áramerősség, R – ellenállás, t – idő; Joule – Thomson – hatás → hűtőgépek William R. Grove (1811-1890) „On the Correlation of Physical Forces”- tüzelőanyag-cella 1839.

10 A termodinamika főtételei 2. főtétel – Carnot, Kelvin (1852) – az energia disszipációja, irreverzibilis folyamatok 1. főtétel – Mayer Rudolf Julius Emmanuel Clausius (1822-1888) entrópia: trope (görög, átalakulás) + en (be), Verwandlung = átalakulás, átváltozás „A világ energiája állandó, az entrópia a maximumra törekszik.” 1850. „hőhalál” elméletek 3. főtétel – Walther Nernst (1864-1948) S (T = 0) = 0 Nobel – díj 1920, „termokémiai munkásságáért” 0. főtétel hőmérsékleti egyensúly, a hőmérsékletmérés alapja

11 Hőhalál elmélet „Ha a Nagy Reccs elmélete helytálló, akkor a távoli jövőben nagyjából a következő folyamat fog lejátszódni: az Univerzum Ősrobbanás óta tartó tágulása fokozatosan lassul, rövid időre látszólag nyugalmi állapotba kerül, majd egyre gyorsabb és gyorsabb összehúzódásba kezd. … Amint elkezdődik az összehúzódás, a (háttér)sugárzás hőmérséklete növekedni fog. Mire a Világegyetem ismételten eléri mai méretét, az összehúzódás sebessége már meglehetősen naggyá válik: 3,5 milliárd évente feleződik a tér mérete. A számunkra igazán nagy gondok csak ezután 10 milliárd évvel lesznek. A földszerű bolygók addigra már csak igen nehezen tudnak megszabadulni fölös hőjüktől, ugyanis a háttérsugárzás értéke addigra meghaladja majd a 300 K-t. Negyvenmillió évvel később a sugárzás hőmérséklete eléri a Föld mai átlaghőmérsékletét. Minden, valaha lakható bolygó lakhatatlan lesz, a hőmérséklet-növekedés és az összehúzódás pedig gyorsabb. A Világegyetem, a végső pillanat felé közeledve, egyre inkább közeledik az Ősrobbanást megelőző állapotához. Voltaképpen a Nagy Reccs nem más, mint egy megfordított Ősrobbanás.” ( http://cosmo.supernova.hu/nagyr.htm 2008.03.30. ) http://cosmo.supernova.hu/nagyr.htm

12 A kinetikus elmélet további fejlődése James Clerk Maxwell (1831-1879) gázok kinetikus elmélete, a molekulák sebességeloszlása 1860. Clausius (1857) PV = ⅓ N m u 2 Ludwig Boltzmann (1844-1906) „A termodinamika 2. főtételének mechanikai értelmezése” 1866. Az energiaeloszlás törvénye, 1868. S = k ln W Josiah Willard Gibbs (1839-1903) „Elementary Principles in Statistical Mechanics Developed with Special Reference to the Rational Foundations of Thermodynamics” 1902.

13 Kémiai termodinamika. A főtételek egyesítése. G = U + PV – TS = H – TS Gibbs 1870. G – szabadentalpia, Gibbs energy, Gibbs free energy H – entalpia [Heike Kamerlingh Onnes (1853-1926), 1909; thalposz = hő, en = benne (görög)] Kémiai potenciál – Gibbs fázisszabály: F + SZ = K + Z – Gibbs Helmholtz: kötött és szabad energia 1882. A = U – TS Pierre Eugene Marcelin Berthelot (1879-1907) affinitás

14 A szervetlen vegyipar kialakulása és fejlődése a szükségletek és a lehetőségek függvényében  I. Vas-és acélgyártás, kénsavgyártás és szódagyártás

15 Vegyipar kezdetei 1/176 Anglia 1307: az első „műanyag”: viaszosvászon (lenolaj kencével átitatott, s ezért vízhatlan) szövet „Societas Aluminum”, 1462: társaság a timsótermelésre (pápai monopólium) Firenzei domonkosrendi szerzetesek, 1508: parfümgyár XVI. sz. nordhauseni kénsavgyártás Orleans: ecetsavgyártás bükkfaforgácson való átcsorgatással Az igazi vegyipar pedig a textiliparhoz kapcsolódva alakult ki – új alapanyagok és új módszerek! A kémiai technológia születése: Sigismund Margraff (1709- 1782)  Foszforgyártás: vizelet+ólom-oxiklorid+szén+homok → a foszfor víz alatt fölfogva (elégetve+víz → foszforsav → foszforsavsó, mint a vizeletben!)  1746: cinkérc+faszén → cink (levegőtől elzárva fogta fel!)  1747: szacharóz (répacukor=nádcukor)  Tanítványa Francz Karl Archard répacukorgyártás (1801: Szilézia: első cukorgyár)

16 Glauber az első „ipari kémikus” 1/229-234 Rudolph Glauber (1604-1668 v. 1670) német autodidakta kémikus, aki a harmincéves háború elől Németalföldre utazott. Amszterdamban laboratóriumokat rendezett be (a második már 4 helységből állt, aminek csodájára jártak!). Főként itt dolgozta ki a XVII. sz. közepén a tiszta vegyszerek előállításához szükséges módszereket, melyeket az 1648-1651 között 5 részben kiadott Furni Novi Philosophici c. könyvében ír le. (Egyik segédje ugyanis elárulta és Glauber eljárásait saját neve alatt hozta nyilvánosságra, ezért kellett az „üzleti titkokat” fölfednie!) Foglalkozik a sók cserbomlásával és előbb egy Bécs környéki gyógyvízből kivonja, majd konyhasóból előállítja a tiszta nátrium-szulfátot, ami jó gyomorbántalmak ellen és hashajtóként („glaubersó”)

17 Glauber folyt. Az arab alkimisták receptje szerint (vas-szulfát hevítésével, ill. kén és salétrom reakciójával) állít elő kénsavat. Megállapítja, hogy a kénsav, mint erősebb sav a salétromsavat és a sósavat vegyületeiből kiűzi. Ezeket és a salétromot forgalmazza is. Rájön, hogy a salétromsav a fémeket a következő sorrendben oldja: Pb, Sn, Fe, Cu, Hg, Ag, Au Rubinüveg („Cassius-bíbor”) előállítása kolloid arannyal Kőszénből száraz lepárlással benzolt, fenolokat, krezolt, toluolt, xilolt (ill. keverékeiket) állít elő Fa száraz lepárlása: kátrány → faecet → ecetsav → ólom-acetát, cink-acetát Szőlőből és mézből kristályos szőlőcukor (1654!) Növényi olajok desztillációjával akroleint állít elő!

18 A vasgyártás kezdetei 1/255-256; 305-309 és 3/168 A XVIII. sz. közepétől: ipari forradalom → bányászat és kohászat ipari problémákat vet föl: pl. veszélyes gázok – metán, azaz „bányalég” a szénbányászatban - Davy! A fa kifogyóban van (nemcsak fűtésre, építőanyagnak stb. használták, de a vas előállításhoz faszén, szappangyártáshoz hamuzsír, azaz kálium-karbonát kellett. Pl. csak az 1746-os évben Magyarországról 36 865 mázsa(!) hamuzsírt exportáltak, amihez kb. 20 millió köbméter fa elégetésére volt szükség! → 1690-től Skóciában tengeri növények hamujából – „kelp” – vonták ki a szódát. A XVIII. sz. végére a fahiány általánossá vált.) Logikus megoldásnak tűnt a szén használata, amiből Skóciában és Angliában sok volt, DE!: kéntartalom → pl. a sör rossz ízű, a vas rosszminőségű! →

19 A koksz szerepe Kőszén kokszosítása: Dud Dudley 1603, de titokban tartja (a konkurencia lerombolta a gyárát!), s utána még egy évszázadig nem tudták előállítani! 1709 Abraham Darby angol vasöntő rájött, hogy a koksz nagyobb szilárdságú és nem roppan össze az érc súlyától, mint a faszén. Viszont csak az általuk találthoz hasonlóan jó minőségű szénből lehetett jó kokszot előállítani. A vas és az acél minősége a vasérc és a kőszén összetételének függvényében változott! Kokszgyártás zárt kemencékben → 1760-tól használata általános. Fűtés, világítás (a kőszén száraz lepárlásakor keletkező éghető világítógázzal: Lebon 1792, ill. Murdoch 1793), gázvizsgálatok!

20 Acélgyártás a XVIII. sz.-ban 1/309-310 Lazarus Ercher 1574-ben és Robert Hook 1665-ben megfigyeli, hogy a vasolvadék faszénnel való hevítéskor szenet vesz fel. 1722: Réaumur tisztázta a szén szerepét az egyes vasfajtáknál, de eredményét még nem hasznosítja az ipar. Acél: 0,5-1,7% széntartalmú vas. 1744-ben a skót Benjamin Huntsman óraügynök és műszerész a vasat lezárt kis agyagtégelyekben hevítette, hogy a szén szennyeződései ne kerüljenek bele a vasba + salakosító ötvözőanyagok (titkos!) → „tégelyacél”. 1750: Tornbern Bergman acélelemzései. 1766-ban Georg és Thomas Cranage (két vasmunkás testvér), majd 1783-ban Henry Cort (ügynök): A nyersvasból a széntartalom egy részét vas-oxiddal és levegőn való kevergetéssel távolítják el, majd a salakot kalapálással, hengerléssel préselik ki a kristályok közül → „kovácsvas”. A vas és acél kiemelt szerepe miatt egyszerű emberek egyszerű ötleteiből lehetett hirtelen meggazdagodni.

21 Acélgyártás a XIX. sz.-ban 1/577-584 A Thomas-Bessemer-féle acélgyártás Új szükségletek: gépipar, vasút, vasbeton, 1889-ben a párizsi Eiffel torony stb. → rengeteg acél kell!!! 1851-ben William Kelly Amerikában és 1856-ban Henry Bessemer Angliában: levegő segítségével égetik ki a vasból a szenet. Bessemer levegő átfúvatást alkalmazott és később billenős konvertert is. A köztük lévő szabadalomjogi vitában Kelly tönkremegy, bár Amerikában az elsőbbségét végül elismerték. Bessemer eljárása savanyú (szilikátos) hőálló bélést és salakosító anyagot tartalmazott, ami nagy foszfortartalmú vasérc esetén rossz, törékeny acélt ad. 1875-ben Sidnea Gilchrist Thomas: bázikus bélésanyag és salakosító → a foszfortartalom a salakba kerül, amit megőrölve (Liebig agrokémiai munkássága nyomán) „Thomas-salakként mint foszforműtrágyát hoztak forgalomba (1878-tól).

22 A Siemens-Martin-féle acélgyártás 1856-ban az Angliába települt (és később lovaggá ütött) német Wilhelm Siemens lángkemencés eljárás –a fűtőgázokat előmelegítik. 1864-ben Pierre Martin Franciaországban a felhalmozódott ócskavas vagy vas-oxid adagolásával készít acélt. Szerződést köt Siemens-szel a lángkemencés eljárás használatára kitűnő minőségű „SM-acél”, de Martin tönkrement (szegényházban találták meg, amikor szobrot akartak neki állítani a módszerén meggazdagodók!) 1952 Ausztria: tiszta oxigén átfúvásával készítenek acélt Linz-ben és Donawitz-ben („LD-acél”).

23 Az 1800 ºC-on működő Siemens-Martin kemence (2007. 04. 17.) http://en.erih.net/index.php?pageId=40&anchor=179

24 A kénsavgyártás kezdetei 1/349-356 és 3/170-171 Alkimisták: a kénsavat (azaz „vitriololajat”) a „zöld vitriol”, azaz kristályos vas-(II)-szulfát hevítésével készítették. Nordhauseni kénsavgyártás: a kéntartalmú vasérc levegőn sokáig állva bázisos vas-(II)-szulfáttá alakul. Ezt hőálló kerámiából készült desztillálóba helyezték és hevítették. Ekkor kén-dioxid és kénsav szabadult fel, amit üvegballonokban fogtak fel. Sokáig ez volt az egyetlen módszer a „füstölgő” kénsav előállítására. 1660 körül: Nicolas Le Fevre, majd Nicolas Lemery üvegharang alatt égetett kén és salétrom keverékével jutottak kénsavhoz, s így készült Glauber kénsava is. Joshua Ward (1685-1761) szintén Glauber eljárását követve jentős mennyiségű kénsavat gyárt, amit desztillációval töményít, de az üvegballonok méretét nem lehet tovább növelni és veszélyes is volt! 1749-ben megkapja rá a szabadalmat.

25 Ólomkamrás kénsavgyártás A textilgyártás méretei kinőtték a savanyútej-fürdő és a napon való fehérítés lehetőségeit. 1754: Edinborough- ban híg kénsavat használnak savanyútej helyett!! John Roebuck (1718-1794): az ólom (a felületén keletkező ólom-szulfát miatt) ellenáll a 70-80%-os kénsavnak is → ólomkamrás kénsavgyártás – a kémia legelső nagyipari eljárása → 1746 Birmingham: kénsavgyár! Roebuck nem bízva a szabadalmi oltalomban, titokban tartotta az eljárást, de egy alkalmazottja elárulta a konkurenciának. Ekkor benyújtotta szabadalmi igényét, de azt már nem kapta meg, mondván, hogy széles körben használt eljárásról van szó.

26 Az ólomkamrás kénsavgyártás tökéletesítése 1/354-356 Az ólomkamrás kénsavgyártást Charles Tennant (1766-1843) tökéletesítette, az égési tér és az ólomkamrában történő gázelnyelés különválasztásával. Így a XVIII. sz. fordulójára már könnyen beszerezhető ipari vegyszer volt (ld. Leblanc-féle szódagyártás!) → olcsó, de csak 60-65%-os kénsav. Nicolas Clément (1779-1841) és Bernard Désormes (1777- 1862): ha a ként több levegőben égetik, akkor kevesebb salétrom kell → 1806: a salétrom bomlásából származó nitrogén-oxidok oxigénátvivő szerepe! Berzélius: „katalizátor” fogalma! Gay-Lussac-torony (1827): a nitrogén-monoxid oldódik kénsavban, s így a gázokat elnyeletve, majd a reakciótérben újra felszabadítva folyamatosan visszajuttatta. 1818: kén-dioxid a kéntartalmú pirit pörkölésével. 1838-tól egyre általánosabb, mivel a szicíliai kéntelepek monopóliumát a franciák megszerezték, s egyre drágábban adták a ként.

27 2007. 04. 17. http://dbhs.wvusd.k12.ca.us/webdocs/Gallery/Gallery6.html http://dbhs.wvusd.k12.ca.us/webdocs/Gallery/Gallery6.html Johann Glauber Joseph Luis Gay-Lussac

28 A kontakt kénsavgyártás 1/593-595 A színezékek gyártásához tömény kénsavra, ill. óleumra volt szükség! Peregrin Phillips 1831: kontakt kénsavgyártás platina katalizátorral – de mérgeződik! Wöhler Wöhler és Mahla 1852: vas-oxid katalizátor (kevésbé érzékeny) Rudolf Messel (1848-1920): 1870 körül tisztított kén-doixidot használ. A kén-trioxidot kénsavban nyelették el, mert vízzel kolloid rendszert („kénsavködöt”) képez, így egyenesen óleumot kaptak. 1876: ilyen elven működő üzemet hoz létre → megtörik a nordhauseni kénsavgyár egyeduralma!

29 A kénsav jelentősége A termelt tömény kénsav olyan fontos volt, hogy egy ország ipari fejlettségének fokát sokáig az éves egy főre jutó kénsavtermeléssel mérték. Ma már a timföldgyártás fehériszapjából olcsón nyert vanádium-pentoxid a katalizátor. Az ólomkamrás kénsavgyártás is fennmaradt, s a közepes töménységű kénsavban oldott ásványi foszfátokból nyerték a „szuperfoszfát” műtrágyát. 1859: Magyar-Svájci Szóda és Vegyigyár Társulat Máramaroson ólomkamrás eljárással állít elő kénsavat foszforműtrágya gyártásához. Az üzem első elnöke Klapka György tábornok volt!

30 Kénsavat szállító vagon a Bristoli Ipari Múzeumban 2007. 04. 17. http://www.flickr.com/photos/head_first_only/117251674/

31 A szóda szerepe és jelentősége 3/49 és 167-173 A szóda (nátrium-karbonát) iránt mindig nagy volt a kereslet, mert a hamuzsírral (kálium-karbonát) együtt a szappangyártás és az üveggyártás alapanyaga, s újabb igények jelentkeztek a felfutóban lévő textilipar részéről is. Magyarországon pl. a sziksót főleg a nagyalföldi tavakból nyerték, de összetétele erősen helyfüggő volt. Kitaibel Pál (1757-1817) kémikus (vízanalitika + a tellúrt ő fedezte fel másodszor), botanikus és ásványszakértő pl. kimutatta, hogy egy szegedi főzőtől kapott minta 51,11%, míg egy kistelekitől kapott 95,46% nátrium-karbonátot tartalmazott… A francia keresletet az amerikai hamuzsír szállítmányok elégítették ki (ahol még bőven volt kiirtanivaló fa), de az angol-francia háborúk idején ez a forrás elapadt, mert az angol flotta uralta az Atlanti óceánt.

32 A nagyipari szódagyártás kialakulása Konyhasó azonban bőven volt, s a Francia Tudományos Akadémia 1775-ben kihirdette, hogy 12 000 frankot kap, aki konyhasóból szódát tud előállítani. Henry Luis Duhamel du Monceau (1700-1782): glaubersó szenes redukciója: Joseph Francois Malherbe de la Metherie (1733-1827) 1777-ben rájött, hogy kősóból előbb glaubersót kell csinálni.

33 A Leblanc-féle szódagyártás 167-173 Nicholas Leblanc (1742-1806) francia orvos és gyógyszerész első nagyipari szódagyártási eljárását Jean D’Arcet (1725-1801) kémia professzor laboratóriumában dolgozta ki annak Dizé nevű munkatársával. A munkát anyagilag az orleans-i herceg támogatta, akinek Leblanc háziorvosa volt. 1791: szabadalom a szóda előállítására (a nagy ötlet „csak” a mészkő használata volt, s egy lépésben megoldva a redukciót és a cserebomlást!) 1. lépés: kősóból kénsavval glaubersó (a sósavat oldat formájában enyvfőzőknek adták el, később klórt állítottak elő belőle, ami szintén fontos alapanyag lett – textilfehérítés!)

34 A Leblanc-féle szódagyártás folyt. 2. lépés: A glaubersót faszénnel és mészkővel hevítve szóda keletkezik, melléktermék kalcium-szulfid, amit a bőriparnak adtak el + szén-dioxid 3. lépés: A nátrium-karbonátot kioldották, majd az oldatból kikristályosították a szódát. A forradalom miatt Leblanc nem kapta meg a pályadíjat (a szabadalom közkincs lett, a gyárat államosították, a herceget lefejezték, Leblanc pedig elszegényedve főbe lőtte magát…) Először az angolok létesítenek szódaüzemet:  Archibald Cochrane (1749-1831)  William Losh (1780-1796)  James Muspratt (1793-1886)

35 A Leblanc-féle szódagyártás hasznosítása 3/171-172 A szódából egyszerű módon nátrium-hidroxidot tudtak előállítani (al-Rázi „kausztikus alkália”, azaz lúg): A nátronlúg forradalmasította a szappan és mosószergyártást – a szappan ára ekkor csökkent le annyira, hogy mindenki számára elérhetővé vált! Magyarországon az első Leblanc-féle eljárással működő szódagyárat Riesz János alapította Máramaroson 1826-ban. DE! A környezetszennyezés komoly problémává válik!  Nehezen oldották meg a sósav elnyeletését.  A CaS-ból felszabaduló kén-hidrogén büdös (és mérgező)!

36 A Solvay-féle szódagyártás 3/171-173 Ernest Solvay (1838-1922) kevésbé környezetszennyező és gazdaságosabb szódagyártási módszert szabadalmaztatott 1861-ben. Ammóniagázt és szén-dioxidot vezettek tömény konyhasó-oldatba. Ekkor csapadékként nátrium- hidrogénkarbonát vált le, amiből izzítással lehetett szódát kapni:

37 A Solvay-féle szódagyártás folyt. De nemcsak a széndioxid fele nyerhető vissza, hanem az ammónia is a következő reakcióval: Solvay sorban alapította a gyárakat (Belgium, Franciaország, Anglia stb.). Magyarországon Marosújvárra telepítette, mert ott volt sóbánya is. Megérdemelten lett nagyon gazdag, s ő hozta létre a világ első multinacionális konszernjét, ami Alfred Nobelnek is mintául szolgált. Az ő anyagi támogatásával jöttek létre a XX. sz. elején a híres „Solvay-konferenciák”, ahol a világ vezető fizikusai forradalmian új felfedezéseiket megvitathatták.

38 A Leblanc-féle szódagyártás profitcsökkenése 1900. körül (2007. 04. 17.) http://journals.cambridge.org/download.php?file=%2FERE%2FERE4_03%2FS 1361491600000083a.pdf&code=f7fd9e46e38942200e528452fc6608c7 http://journals.cambridge.org/download.php?file=%2FERE%2FERE4_03%2FS 1361491600000083a.pdf&code=f7fd9e46e38942200e528452fc6608c7

39 Ernest Solvay (2007. 04. 17.) http://http://en.wikipedia.org/wiki/Ernest_Solvay http://http://en.wikipedia.org/wiki/Ernest_Solvay