Ácido Sulfúrico

INTRODUÇÃO

O ácido sulfúrico é um líquido incolor, denso (1,84 g/mL), viscoso, tóxico, corrosivo e praticamente não volátil, pois seu ponto de ebulição é igual a 338ºC ao nível do mar.

O ácido sulfúrico é matéria prima do ácido fosfórico, que possui larga utilização, principalmente na indústria de fertilizantes, alimentícias e farmacêuticas.

Esse ácido inorgânico é a solução aquosa de sulfato de hidrogênio, cuja fórmula está representada abaixo. Essa solução apresenta cerca de 98% em massa do sulfato, o que significa que é quase pura.[1]

1. ÁCIDO SULFÚRICO

O ácido sulfúrico é uma solução aquosa de sulfato de hidrogênio forte e corrosiva, sendo a substância química mais usada pela indústria. cuja fórmula é H2SO4. Assim como todas as substâncias ácidas, ele é solúvel em água e forma como único cátion o hidrogênio, H+, ou mais corretamente o cátion hidrônio, H3O+.[2]

H2SO4(l) + 2 H2O(l) → 2 H3O+(aq) + SO42-(aq)

ou

H2SO4(aq) → 2 H+(aq) + SO42-(aq)

O ácido sulfúrico é usado em bateria de carro

Fórmula do ácido sulfúrico e sua formação

O grau de ionização desse ácido é muito elevado (α = 61%), o que significa que ele é um ácido forte. Ele também é corrosivo, pois o ácido sulfúrico tem um poder oxidante e desidratante muito forte, sendo capaz de carbonizar compostos orgânicos, como os hidratos de carbono (ou carboidratos). A título de exemplo, veja a ilustração a seguir, que mostra um experimento em que se adiciona ácido sulfúrico concentrado em um béquer com açúcar (sacarose, C12H22O11). Observe que, com o tempo, ele desidrata-se e transforma-se em carvão:

Deve-se colocar o ácido sobre a água no momento da diluição

Esse ácido é muito perigoso porque possui ação oxidante e, principalmente, desidratante de açúcares, amidos e celulose. Por exemplo, se adicionarmos ácido sulfúrico em açúcar comum (sacarose), veremos uma reação espetacular: de finos e pequenos cristais brancos começa a crescer cada vez mais uma substância preta e dura (carvão). Isso é mostrado pela reação:

C12H22O11 + H2SO4(aq) → 12 C(s) + 11 H2O(v)

açúcar            ácido         carvão      vapor

comum         sulfúrico                    de água

Desidratação do açúcar pelo ácido sulfúrico*

C12H22O11 + H2SO4 → 12 C + H2SO4 + 11 H2O

1.2 USO DO ÁCIDO SULFÚRICO PELA INDÚSTRIA

O ácido Sulfúrico é tido como um indicador da economia de um país, pois é o produto químico mais utilizado pela indústria. Sua aplicação tem larga escala, desde em fertilizantes e baterias de automóveis, até no refino do petróleo. http://brasilesco.la/b120020

O Ácido Sulfúrico é um composto químico inorgânico, cuja fórmula é H2SO4. É um líquido incolor, viscoso e oxidante, pouco volátil, seu Ponto de Ebulição é 338°C e densidade 1,84g/cm3. É extremamente solúvel em água, porém, isto deve ser feito com muita cautela, sempre despejando o ácido na água e não o contrário, pois se isto não for seguido, seus vapores são liberados agressivamente, podendo causar queimaduras graves no corpo do operador ou de alguém próximo.

É um ácido corrosivo e tóxico, pode causar bastante irritação e queimaduras, além de ser nocivo caso haja inalação, contato com a pele ou ingestão. [3][pic 1]

Fórmulas químicas do ácido Sulfúrico

Pode-se dizer que o consumo per capita do ácido sulfúrico mede o desenvolvimento industrial de um país, pois este produto químico tem uma enorme importância na indústria de base, sendo o composto mais utilizado; ficando atrás apenas da água. Alguns dos seus principais usos são:

• As baterias de chumbo-ácido presente em automóveis contêm ácido sulfúrico como eletrólito;

• Na fabricação de explosivos;

• No refino do petróleo, removendo impurezas da gasolina e de outros óleos;

• Na produção de outros ácidos, como o ácido fosfórico (H3PO4) e o ácido Nítrico (HNO3);

• Na indústria de fertilizantes.

Sua produção industrial ocorre em três etapas:

Sua produção se dá por meio de um processo denominado catalítico ou de contato, onde o primeiro passo é a queima do enxofre, onde há a liberação de dióxido de enxofre (SO2). Posteriormente, este gás é oxidado, formando o trióxido de enxofre (SO3), que, por fim, sofre uma reação com a água, formando então uma solução aquosa de ácido sulfúrico, conforme mostrado pelas etapas de tratamento abaixo:

1ª Etapa: Obtenção de dióxido de enxofre (SO2(g));

A pirita pulverizada, peneirada e misturada com água é colocada em um forno de ustulação, que queima seus sulfetos pela passagem contínua de ar quente, segundo a reação:

4 FeS2(s) + 11 O2(g) → 2 Fe2O3(s) + 8 SO2(g)

Pode-se obter o SO2(g) também por meio de enxofre retirado de depósitos subterrâneos, de sulfeto de zinco e sulfato de cálcio:

1 S8(s) + 8 O2(g) → 8 SO2(g)

2 ZnS(s) + 3 O2(g) → 2 ZnO(s) + 2 SO2(g)

CaSO4(s) + C(s) → CaO(s) +CO(g) + SO2(g)

2ª etapa: O dióxido de enxofre é convertido em trióxido de enxofre (SO3(g)):

Utiliza-se o método de contato, em que se usa um catalisador sólido finamente pulverizado, que geralmente é a platina ou o pentóxido de divanádio. A reação que ocorre está representada abaixo:

2 SO2(g) + 1 O2(g) → 2 SO3(g) + 22,6 kcal/mol

Esse método é eficaz para produzir ácido sulfúrico com concentração acima de 80%.

3ª Etapa: Produção de ácido sulfúrico pela reação entre o trióxido de enxofre e água:

1 SO3(g) + 1 H2O(ℓ) → 1 H2SO4(aq)+ 34,3 kcal

1.3 PROCESSO DE ÁCIDO SULFÚRICO A ÚMIDO

O processo de ácido sulfúrico a úmido ou processo de ácido sulfúrico por catálise molhada (ou processo WSA, do inglês Wet Sulfuric Acid) é na atualidade um dos processos chave de dessulfurização no mercado de produção de combustíveis a partir de petróleo, gás natural e gás de síntese. Desde que a companhia dinamarquesa de catalisadores Haldor Topsoe introduziu e patenteou esta tecnologia no final de 1980, tem sido reconhecida como um processo eficiente para a recuperação de enxofre de gases de processos diversos na forma de ácido sulfúrico (H2SO4) de qualidade comercial, com produção simultânea de vapor de alta pressão. O processo WSA é aplicado em todos os setores onde a remoção de enxofre é um problema. [4]