Question

3. (UFC-CE) O ácido sulfúrico é um dos produtos químicos de maior importància comercial, sendo utilizado como matéria-prima para diversos produtos, tais como fertilizantes, derivados de petróleo e detergentes. A produção de ácido sulfúrico ocorre a partir de três etapas fundamentais: 1. Combustão do enxofre para formar dióxido de enxofre: II. Conversão do dióxido de enxofre em trióxido de enxofre a partir da reação com oxigênio molecular; III Reação do trióxido de enxofre com água para formar ácido sulfúrico. Com base nessas informações, responda ao que se pede a seguir. a) Apresente as equações químicas balanceadas para as reações das etapas 1. II e III. b) Determine a quantidade máxima, em gramas, de ácido sulfúrico que pode ser produzida a partir da combustão completa de 1605 g de enxofre.​

Answer 1

Entre as formas de obtenção do ácido sulfúrico pela indústria, a principal utiliza três etapas:

1ª) Obtenção do dióxido de enxofre (SO2(g)):

Geralmente se utiliza a pirita ou marcassita (FeS2), que é um mineral. Ela é pulverizada, peneirada, misturada com água e 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)

Além da pirita, outras matérias-primas podem ser usadas para a obtenção do dióxido de enxofre, tais como o sulfeto de zinco, o sulfato de cálcio e o enxofre retirado de depósitos subterrâneos, como em crateras de vulcões.

Reservas de enxofre no vulcão Monte Sinabung no Norte de Sumatra, na Indonésia

2ª) Obtenção do trióxido de enxofre (SO3(g)):

O dióxido de enxofre obtido na etapa anterior passa por um processo de método de contato, em que é usado um catalisador sólido finamente pulverizado (geralmente a platina ou o pentóxido de divanádio), o que resulta na obtenção do trióxido de enxofre. O uso do catalisador para acelerar a reação é necessário porque, na temperatura de 450 ºC, o SO2 é convertido em SO3 de forma bem lenta. Se a temperatura for aumentada, ele decompõe-se e não forma o SO3.

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

3ª) 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

Assim, é possível produzir ácido sulfúrico com concentração acima de 80%.