Esse composto é tão utilizado nas indústrias mundiais que até seu uso determina o nível de desenvolvimento dessa área nos países. O nível de produção do ácido sulfúrico é extremamente alto, pois possui muitas qualidades que o tornam excelente para a fabricação e produção de certos materiais muito populares em todo o mundo. Possui características que o conferem um incrível poder corrosivo, razão pela qual recebe o respectivo nome.
Na Idade Média, este composto era conhecido como o óleo de vitríolo, cujo nome foi dado pelos alquimistas da época, aproximadamente nos séculos VIII e IX, foram estes também os séculos mais importantes, referindo-se à sua descoberta e estudo das suas funções.
Existen diversos procesos para poder obtener el acido sulfúrico, siendo el proceso de cámaras de plomo el más antiguo de todos que aún en la actualidad es muy común el presenciar este proceso, debido a que las grandes industrias fabricantes de fertilizantes la utilizan para facilitar la obtención do mesmo.
Os processos de obtenção deste ácido podem ser muito perigosos se você não souber exatamente todas as etapas que devem ser conhecidas para poder realizá-los, pois ele produz grandes quantidades de calor e, por sua vez, seu corpo fica muito quente, portanto, qualquer salpicos podem causar queimaduras graves.
Composição do ácido sulfúrico
Este é o composto mais utilizado em todo o mundo, sendo a indústria com os maiores níveis de utilização de ácido sulfúrico os fabricantes de fertilizantes, a característica mais forte deste é ser um componente extremamente corrosivo, e sua fórmula química é S2HO4.
O ácido sulfúrico é o componente com a maior produção em todo o mundo, Isso se deve ao fato de possuir certas características que permitem a elaboração de uma infinidade de produtos derivados, assim como também pode ser utilizado para a síntese de outras substâncias como ácidos e sulfatos.
Antigamente era conhecido como o óleo ou espírito do Vitríolo, por ser proveniente deste mineral, geralmente este composto pode ser obtido a partir do dióxido de enxofre através de um processo denominado oxidação com óxidos de nitrogênio em solução aquosa, após sua obtenção é necessário realizar outros processos para aumentar a sua concentração.
Os dois átomos de hidrogênio que esta molécula possui estão ligados aos dois átomos de oxigênio, que não são duplamente ligados ao enxofre. Dependendo da solução que está presente, esses hidrogênios podem se dissociar.
A molécula do ácido tem uma forma piramidal peculiar, caracterizada por ter o átomo de enxofre no centro, enquanto os átomos de hidrogênio podem ser vistos nos quatro cantos. Na água, ele se comporta como um ácido forte em sua primeira dissociação, obtendo como resultado o ânion hidrogenossulfato, embora na segunda dissociação apareça como um ácido fraco, resultando no ânion sulfato.
Formação de ácido sulfúrico
Isso pode ser encontrado em várias áreas do comércio em diferentes apresentações, desde a mais pura, até todos os tipos de misturas que possam existir derivadas dela, que são medidas em graus de pureza.
Para a formação do ácido sulfúrico é necessário passar por alguns processos para sua obtenção, entre os quais os mais conhecidos e mais utilizados são os da câmara de chumbo e o processo de contato, sendo o primeiro citado o método mais antigo de obtenção deste composto. , e hoje continua a ser de grande importância e uso, principalmente pelas indústrias responsáveis pela fabricação de fertilizantes.
É possível obter este composto em laboratórios, este é obtido pela passagem de um fluxo de gás dióxido de enxofre, em uma solução de peróxido de hidrogênio. A concentração de ácido sulfúrico neste processo de produção é obtida pela evaporação da água.
Processo de contato
Nesse processo de obtenção do ácido sulfúrico, pode-se observar uma mistura de gases que contém aproximadamente entre 7 e 10 por cento de SO.2 , dependendo da fonte de sua produção, e cerca de 11 a 13 por cento é pré-aquecido, e uma vez purificado ao máximo, pode ser passado para um conversor de um ou provavelmente mais leitos catalíticos, isso se deve a um regra da platina, na qual a formação do SO pode ser visualizada3 geralmente dois ou mais conversores são usados neste processo.
A produção deste composto por meio da combustão do enxofre elementar tende a apresentar um melhor balanço energético, que não precisa necessariamente ser adaptado a alguns sistemas de purificação rigorosos, que em outros casos esse processo é forçado.
Existe uma grande diferença entre Manufatura de SO2 queimando enxofree, e pelo outro método conhecido como torrefação de piritas, principalmente se forem arsênicas, isso porque a segunda deixa muitas impurezas no resultado final que nunca podem ser totalmente eliminadas.
Em uma planta em operação normal, o desempenho de conversão do SO2 para então3 varia de 96% e 97%, devido ao fato de sua eficácia diminuir ao longo do tempo, esse efeito pode ser percebido com mais frequência em plantas onde são utilizadas piritas iniciais com alto teor de arsênio, que não podem ser eliminadas completamente do composto, e portanto acompanham os gases que sofrem o processo de catálise, causando o envenenamento do catalisador, sendo esta a principal causa das quedas repentinas de desempenho.
No segundo conversor os gases têm um tempo de residência de aproximadamente 2 a 4 segundos, e neste a temperatura deve ser acostumada entre 500 e 600 graus Celsius para atingir uma constante de equilíbrio ótima para atingir uma conversão máxima com o mínimo custo possível.
Após o processo anterior, os gases provenientes da catálise são resfriados a uma temperatura próxima a 100º graus Celsius, para então passarem por uma torre de oleum, graças a isso, consegue-se uma absorção não completa, mas parcial do SO.3Os gases remanescentes desta passam por uma segunda torre onde o composto é limpo e lavado com ácido sulfúrico.Após todas essas etapas, os gases residuais são eliminados por uma chaminé para a estratosfera.
Processo de câmara de chumbo
Este processo particular é o mais antigo conhecido com o qual o ácido sulfúrico é fabricado e obtido, no qual SO3 gasoso entra em um reator conhecido pelo nome de torre glover onde ele entra em um processo de lavagem com vitríolo nitroso, que é ácido sulfúrico com óxido nitroso e partículas de dióxido de carbono dissolvidas nele, que por sua vez é misturado com dois tipos de óxido de nitrogênio, (NO) e o (IV). Muito do óxido de enxofre IV usado aqui é oxidado a óxido de enxofre VI e dissolvido em um banho de ácido para formar o ácido da torre, característico da torre Glover.
Depois que as misturas de gases passam pela torre Glover, são levadas para uma câmara forrada a chumbo (daí o seu nome) onde são tratadas com bastante água, que possuem formatos diversos, de acordo com os critérios do fabricante, entre os quais os mais comuns são quadrados ou de formato semelhante ao de um cone.
O ácido sulfúrico é condensado nas paredes, formado por uma série de reações e se acumula no piso da câmara revestida de chumbo, normalmente pode-se observar a existência de 3 a 6 câmaras em sucessão, sendo o produto final obtido das referidas câmaras. é frequentemente conhecido como ácido da câmara, ou mais comumente como ácido fertilizante.
Na última fase desse processo, os gases passam por outro reator denominado torre Gay-Lussac, onde se inicia uma lavagem contínua com ácidos concentrados e frios, que vêm da torre Glover, para encerrar os gases que não puderam ser processados. lançado na atmosfera.
História do ácido sulfúrico
Seus primórdios remontam à época medieval, em que, em vez de cientistas, alquimistas eram aqueles que experimentavam substâncias obtidas da terra, sendo em sua maioria naturais, embora alguns conseguissem fabricar compostos como Jabirú Ibn Hayyan, que foi o descobridor do ácido sulfúrico durante a primeira vez no século VIII e depois nos séculos subsequentes para serem estudados em profundidade, por terem percebido suas grandes qualidades, e possíveis usos que abrigavam a possibilidade de fabricação de novos artefatos e produtos, determinado processo conseguiu popularizar-se na época de tratados e livros de árabes e persas, devido ao estudo feito por alquimistas europeus no século XIII.
Na Europa daquela época, exatamente na era medieval, o ácido sulfúrico era conhecido como vitríolo, ou composto de vitríolo, como o licor de vitríolo ou o óleo de vitríolo, por estar presente neste mineral. A palavra vitríolo vem do latim vitreus, que se refere aos sais de sulfato, e sua tradução para o espanhol seria cristal.
Este componente desde o início revelou-se de grande interesse entre os alquimistas, tanto que veio a tentar ser utilizado como pedra filosofal, embora um dos seus usos mais comuns fosse fazer reagir substâncias.
Johann Glauber era um químico alemão de ascendência holandesa que conseguiu obter ácido sulfúrico, ou vitríolo, por meio de um processo de queima de enxofre com nitrato de potássio na presença de vapor d'água. Isso se deve ao fato de que durante a decomposição do nitrato de potássio, foi possível observar como o enxofre se oxidou em SO.3 que mais tarde ao combiná-lo com água foi possível obter o composto. Este se tornou um ótimo método para comercializar ácido sulfúrico, porque era mais fácil de produzir em massa.
Em épocas mais próximas do ano 1746, o método da câmara revestida de chumbo começou a ser usado, que era muito mais sustentável e simples do que o de Glauber, e isso finalmente estabilizou a indústria de produção deste composto, causando um grande comércio em torno do mundo.
Os níveis de concentração eram muito baixos, em torno de 40%, mas isso foi aprimorado com os estudos das características do composto, conseguindo-se a fabricação de novos produtos que exigiam concentrações maiores, isso porque alguns dos cientistas se baseavam nas antigas práticas de obtenção de alquimistas, justamente na queima de piritas.
Luego en 1831 un vendedor de vinagre consiguió generar un proceso mucho mas sustentable que los anteriores, debido a los bajos costes que ameritaba para poder realizarlos, el cual tiene por nombre el proceso de contacto, siendo este conocido por tener la mayor parte del suministro de ácido sulfúrico.
Aplicações e prevenção de ácido sulfúrico
Uma vez que todos os aspectos e a história de como este composto foi obtido pela primeira vez tenham sido conhecidos, é extremamente importante saber quais são suas aplicações mais comuns e os cuidados que devem ser tomados, pois na maioria desses processos ele é aqueceu a substância a tal ponto que poderia queimar gravemente qualquer pessoa.
Aplicações mais comuns
- Alguns processos de indústrias que fazem produtos de madeira e papel requerem ácido sulfúrico neles, assim como em produtos têxteis.
- Nas indústrias de fabricação de fertilizantes, nota-se o maior consumo e demanda deste composto, visto que seus componentes são muito eficazes para a elaboração dessas substâncias, isso porque atua como um fertilizante natural.
- Na maioria dos casos, esse composto é utilizado como matéria-prima, embora raramente se reflita no produto final.
- Entre os mais importantes estão o refino de petróleo, o tratamento do aço, a produção de pigmentos, explosivos, plásticos, fibras, detergentes e extração de metais não ferrosos.
- Serve como método de tratamento de diversos metais como aço, cobre, vanádio, entre outros.
- Em alguns países, seu uso é estritamente monitorado por entidades pertencentes às leis de proteção à saúde.
- A sua utilização mais direta, por assim dizer, é a fabricação de enxofre, que é incorporado por meio de sulfurização orgânica, cujo processo é particular das indústrias de detergentes.
Precauções
Os processos de fabricação do ácido sulfúrico podem ser realmente perigosos porque na grande maioria, senão em todos, o composto é aquecido a temperaturas extremas, portanto, deve-se sempre levar em consideração que ele deve ser despejado na água e nunca o contrário. , pois pode causar respingos agressivos que podem queimar gravemente a pele.