ÁCIDO SULFÚRICO

UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁ

DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA QUÍMICA

ENGENHARIA QUÍMICA

EDUARDO ABREU

ELTON LOPES

MATHEUS FREITAS

NICOLLE RENATA BAIL

ÁCIDO SULFÚRICO

Ponta Grossa

2014

INTRODUÇÃO

O ácido sulfúrico, H2SO4, é um ácido mineral forte. É solúvel na água em qualquer concentração. O antigo nome do ácido sulfúrico era Zayt al-Zaj, ou óleo de vitríolo, criado pelo alquimista medieval islãmico Jabir ibn Hayyan (Geber), que também é o provável descobridor da substância. O ácido sulfúrico tem várias aplicações industriais e é produzido em quantidade maior do que qualquer outra substância (só perde em quantidade para a água). A produção mundial em 2001 foi de 720 milhões de toneladas, com um valor aproximado de 8 bilhões de dólares. O principal uso engloba a fabricação de fertilizantes, o processamento de minérios, a síntese química, o processamento de efluentes líquidos e o refino de petróleo.

Uma característica peculiar ao ácido sulfúrico é quanto ao seu comportamento relacionado à concentração. Quando diluído (abaixo de concentrações molares de 90%), a solução assume caráter de ácido forte e não apresenta poder desidratante. Por outro lado, quando é concentrado (acima de 90%), deixa de ter caráter ácido e acentua-se o seu poder desidratante. Soluções concentradas deste ácido possuem pH=1,5

O ácido sulfúrico é uma commodity muito importante. Na verdade, a produção de ácido sulfúrico de uma nação é um bom indicador da sua força industrial. O principal uso (60% do total mundial) do ácido sulfúrico é na produção de ácido fosfórico por via úmida que, por sua vez, é usado na produção de fertilizantes fosfatados e de trifosfato de sódio, usado em detergentes.

Embora possa ser feito ácido sulfúrico à concentração de 100%, tal solução perderia SO3 por evaporação, de maneira que restaria no final ácido sulfúrico a 98,3%. A solução a 98% é mais estável para a armazenagem e por isso é a forma usual do ácido sulfúrico "concentrado". Outras concentrações do ácido sulfúrico são usadas para diferentes fins:

33,5%: baterias ácidas (usado em baterias de chumbo-ácido)

62,18%: ácido de câmara ou ácido fertilizante

77,67%: ácido de torre ou ácido de Glover

98%: concentrado (altamente desidratante)

O ácido sulfúrico também existe em diferentes purezas. O H2SO4 técnico é impuro e frequentemente colorido, mas é apropriado para a fabricação de fertilizante. O ácido sulfúrico de grau farmacêutico é usado para produzir fármacos e pigmentos.

Quando concentrações altas de SO3 (g) são adicionadas ao ácido sulfúrico, há formação de H2S2O7. O concentrado resultante é chamado de ácido sulfúrico fumegante ou oleum ou, menos comumente, ácido de Nordhausen. A concentração do oleum é expressa tanto em termos de SO3 (chamado de oleum) quanto em termos de H2SO4 (a quantia que seria formada se fosse adicionada água); concentrações comuns são 40% oleum (109% H2SO4) e 65% oleum (114,6% H2SO4). O H2S2O7 puro é de fato um sólido com ponto de fusão de 36 °C.

O ácido sulfúrico é produzido a partir de enxofre, oxigênio e água via processo de contato.

Na primeira etapa, o enxofre é queimado ao ar, produzindo dióxido de enxofre.

O dióxido de enxofre, por sua vez, é oxidado a trióxido de enxofre com o uso de oxigênio e na presença de um catalisador de pentóxido de vanádio:

Finalmente, o trióxido de enxofre é lavado com água ou uma solução de ácido sulfúrico, com a formação de uma solução de ácido sulfúrico 98-99%:

Observe que a dissolução direta de SO3 em água é impraticável por causa da natureza altamente exotérmica da reação. Forma-se uma névoa ao invés de um líquido. Alternativamente, o SO3 é absorvido em H2SO4 para formar oleum (H2S2O7), que é então diluído, com a formação de ácido sulfúrico.

O oleum reage com água para formar H2SO4 concentrado.

Recentemente, a partir dos gases ácidos, como o sulfeto de hidrogênio, presente no gás natural, nos gases derivados de petróleo e de gás de síntese, desenvolveu-se o processo de ácido sulfúrico a úmido.

MATERIAIS E REAGENTES

- Tubos de ensaio;

- Béquer;

- Pipeta graduada;

- Papel de tornassol azul;

- Papel indicador universal;

- Pedaços de madeira;

- Pedaços de papel;

- Açucar;

- Zinco metálico;

- Solução de BaCl2 à 5%;

- Cobre metálico;

- CaCO3.

PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL

2. Agente desidratante

2.1. Foi colocado em três tubos de ensaio cerca de 5 mL de ácido sulfúrico concentrado.