Trabalho De Quimica

Produção do acido sulfurico

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.

S_{(s)} + O_2 \rightarrow SO_{2(g)} \;\!

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:

2 \ SO_2 + O_{2(g)} \longrightarrow\ 2 SO_{3(g)}

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%:

SO_{3(g)} + H_2O_{(l)} \rightarrow H_2SO_{4(l)} \;\!

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.

H_2SO_{4(l)} + SO_3 \rightarrow H_2S_2O_{7(l)} \;\!

O oleum reage com água para formar H2SO4 concentrado.

H_2S_2O_{7(l)} + H_2O_{(l)} \rightarrow 2 \ H_2SO_{4(l)} \;\!5

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.

Ácido sulfúrico

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, cunhado 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 4

Usos

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. A matéria-prima usada para a fabricação de ácido fosfórico na equação a seguir é a fluorapatita, embora a composição exata possa variar. O mineral é tratado com ácido sulfúrico a 93% com a formação de sulfato de cálcio, fluoreto de hidrogênio (HF) e ácido fosfórico. O HF é removido na forma de ácido fluorossilícico. O processo global pode ser representado como:

Ca_5(PO_4)_3F + 5 \ H_2SO_4 + 10 \ H_2O \rightarrow 5 \ CaSO_4 \cdot 2H_2O + HF + 3 \ H_3PO_4 \;\!

Os fertilizantes sulfatados, com por exemplo sulfato de amônio, são feitos com o uso de ácido sulfúrico, embora em menores quantidades do que os fosfatados.

Outro uso importante do ácido sulfúrico é na fabricação de sulfato de alumínio. Este sal reage com pequenas quantias de sabão em fibras de polpa de papel de forma a dar carboxilatos gelatinosos de alumínio, que ajudam na coagulação das fibras para formar o papel propriamente dito. O sal de alumínio também é usado para fazer hidróxido de alumínio, que é usado em plantas de tratamento de água para filtrar impurezas e melhorar o sabor da água. O sulfato de alumínio é feito pela reação da bauxita com ácido sulfúrico:

Al_2O_3 + 3 \ H_2SO_4 \rightarrow Al_2(SO_4)_3 + 3 \ H_2O \;\!

O ácido sulfúrico é ainda usado para diversos outros fins na indústria química. Por exemplo, é o catalisador ácido comum na conversão de ciclohexanona oxima em caprolactama, que é usada para fazer Nylon; é usado com sal para a fabricação de ácido clorídrico; no refino de petróleo, é um catalisador da reação do isobutano com isobutileno, que dá iso-octano (2,2,4-trimetilpentano), um composto que aumenta a octanagem da gasolina; é usado para a fabricação de vários pigmentos.

As baterias de chumbo-ácido presente em automóveis são recarregáveis e também contêm ácido sulfúrico como eletrólito. A bateria deste tipo é composta de células com placas de chumbo-ácido. Cada célula produz 2 volts, e uma bateria com 6 células produz 12 volts. O ácido sulfúrico também é o principal ingrediente de alguns tipos de substâncias desentupidoras de pia especializadas em desbloquear entupimentos com papel, pedaços de tecido e outros materiais não facilmente dissolvidos por soluções cáusticas.

História

A descoberta do ácido sulfúrico(LODI)é creditada ao alquimista medieval de origem islãmica Jabir ibn Hayyan (Geber), embora o médico e alquimista italiano do século IX ibn Zakariya al-Razi (Al-Razi) também seja às vezes mencionado. Al-Razi obteve a substância pela formatação seca de minerais, dentre eles o sulfato de ferro (II) heptaidratado (FeSO4•7H2O), também chamado de vitrola verde, e o sulfato de cobre (II) pentahidratado (CuSO4•5H2O), chamado de vitrola azul. Quando congelados, tais compostos decompõem-se a óxidos de ferro (II) e de cobre (II), respectivamente, emitindo gelo e trióxido de enxofre, que se combinam