Ácido sulfúrico

O ácido sulfúrico é um ácido inorgânico que se apresenta como um líquido viscoso, incolor e de alta densidade.

O ácido sulfúrico é altamente corrosivo.

O ácido sulfúrico é um composto essencial na produção de fertilizantes, sendo responsável por grande parte da produtividade agrícola mundial. Devido às suas diversas aplicações em setores industriais, ele é considerado um dos pilares da Química moderna.

Sua produção em larga escala não se restringe à fabricação de fertilizantes, abrangendo produtos químicos, baterias e refino de petróleo. Isso o torna indispensável para o desenvolvimento econômico e tecnológico.

Apesar de ser um indicador do nível de industrialização de um país, ele também apresenta desafios significativos devido à sua natureza corrosiva e aos impactos ambientais que pode causar.

Resumo sobre o ácido sulfúrico

O ácido sulfúrico um composto químico inorgânico, líquido, viscoso e incolor classificado como um oxiácido.
É um ácido forte e corrosivo, utilizado em diversas indústrias para a produção de fertilizantes, produtos químicos e o refino de petróleo.
Sua obtenção é feita principalmente pelo processo de contato, que envolve a oxidação do dióxido de enxofre para formar trióxido de enxofre, seguido pela absorção em ácido sulfúrico.
Ele apresenta perigos significativos, como queimaduras químicas e danos ao meio ambiente, exigindo cuidados rigorosos no manuseio e armazenamento.
Pode causar dano ao solo, afetando vegetação e microbiota.
Pode contribuir para a poluição atmosférica e formação da chuva ácida.
Pode apresentar reatividade com outros poluentes, formando compostos tóxicos.
Foi descrito, pela primeira vez, por Jabir ibn Hayyan no século VIII.
Teve o método industrial aprimorado por John Roebuck e Clement Winkler com os processos das câmaras de chumbo e de contato.

O que é ácido sulfúrico?

O ácido sulfúrico é um composto químico inorgânico classificado como um oxiácido (contém oxigênio) e considerado um dos ácidos mais fortes. É amplamente utilizado na indústria.

Para que serve o ácido sulfúrico?

O ácido sulfúrico tem diversas aplicações, principalmente no contexto da indústria, sendo uma das substâncias mais utilizadas nesse setor. Tem como suas principais finalidades:

É essencial na fabricação de fertilizantes, como o superfosfato e o sulfato de amônio, importantes para a agricultura.

É usado no processo de refino de petróleo para remover impurezas, como enxofre, e melhorar a qualidade dos derivados de petróleo, como gasolina e diesel.

Serve como reagente na produção de uma variedade de produtos químicos, incluindo ácidos, corantes, detergentes, explosivos e fármacos.

É um componente vital no eletrólito de baterias de automóveis, em que participa das reações que geram energia elétrica.

É utilizado em processos de decapagem, removendo oxidações e impurezas de superfícies metálicas e preparando-as para pintura ou revestimento.

Participa de reações de hidrólise, de desidratação e como catalisador em diversas reações químicas industriais.

Propriedades do ácido sulfúrico

- Densidade: aproximadamente 1,84 g/cm³.
- Ponto de ebulição: cerca de 337 °C.
- Ponto de fusão: 10,4 °C.
- Solubilidade: é altamente solúvel em água, mas essa mistura deve ser feita com cuidado, adicionando o ácido à água lentamente, pois a reação é altamente exotérmica (libera muito calor).
- Condutividade: soluções de ácido sulfúrico conduzem eletricidade, pois ele ioniza completamente em água, liberando íons H⁺ e SO₄^2-.

Características do ácido sulfúrico

Entre as características do ácido sulfúrico, a mais conhecida é o fato de ele ser considerado um ácido forte, o que significa que ele se dissocia completamente em solução aquosa, liberando uma grande quantidade de íons H⁺, responsáveis por seu caráter altamente ácido. Podemos citar, ainda, estas características:

É um líquido denso e espesso que pode parecer oleoso ao toque.
Quando puro, é transparente e incolor, embora soluções mais concentradas possam apresentar uma coloração amarelada devido à presença de impurezas.
Tem uma capacidade intensa de corroer metais, tecidos e outras substâncias.
Ao ser diluído em água, libera uma grande quantidade de calor (reação exotérmica), o que pode causar fervura violenta se não for feito de forma controlada.
Tem forte capacidade de retirar água de substâncias orgânicas, podendo até carbonizar materiais, como açúcar ou papel.
Reage com bases para formar sais chamados sulfatos, como o sulfato de sódio (Na₂SO₄).
É altamente higroscópico, ou seja, atrai e absorve umidade do ar, o que pode concentrar a solução e torná-la ainda mais corrosiva.
Em concentrações elevadas, pode atuar como agente oxidante, promovendo a oxidação de outras substâncias, especialmente em reações com compostos orgânicos.

Fórmula do ácido sulfúrico

O ácido sulfúrico é composto por dois átomos de hidrogênio, um de enxofre e quatro de oxigênio. Apresentando as seguintes fórmulas química e estrutural:

Obtenção do ácido sulfúrico

Quanto à obtenção do ácido sulfúrico, ela é feita principalmente pelo processo de contato, ilustrado abaixo:

Esse processo é amplamente utilizado devido à sua eficiência e capacidade de produção em larga escala, e envolve as seguintes etapas:

Produção de dióxido de enxofre (SO₂): o processo começa com a queima de enxofre elementar ou pirita (FeS₂) em presença de oxigênio, gerando dióxido de enxofre (SO₂).

Oxidação do SO₂ para trióxido de enxofre (SO₃): o dióxido de enxofre é então conduzido a um conversor, no qual passa por catalisadores de óxido de vanádio (V₂O₅) em altas temperaturas (cerca de 450 °C). Nessa etapa, o SO₂ é oxidado a trióxido de enxofre (SO₃).

Absorção do SO₃ em ácido sulfúrico: o trióxido de enxofre produzido é absorvido em ácido sulfúrico concentrado (H₂SO₄), formando o oleum (H₂S₂O₇), uma solução de SO₃ em ácido sulfúrico.

Diluição do oleum: por fim, o oleum é cuidadosamente diluído com água para formar ácido sulfúrico em diferentes concentrações, conforme a necessidade.

Perigos do ácido sulfúrico

Dado a sua natureza corrosiva e a sua reatividade, visto que é um ácido forte, o ácido sulfúrico apresenta vários perigos, sobretudo ao meio ambiente, especialmente se não for manuseado e descartado adequadamente. Em vista disso, podemos citar motivos de preocupação como:

Contaminação da água: se liberado em corpos d´água, pode acidificar rios, lagos e fontes subterrâneas, prejudicando a vida aquática. A acidez elevada pode causar a morte de peixes e outros organismos, além de comprometer a qualidade da água para consumo humano e animal.

Dano ao solo: o derramamento de ácido sulfúrico no solo pode acidificar o ambiente, destruindo a vegetação e afetando negativamente a microbiota do solo, essencial para a fertilidade e a saúde do ecossistema, o que pode resultar em erosão e perda de capacidade produtiva da terra.

Poluição atmosférica: durante a produção ou em caso de vazamentos, o ácido sulfúrico pode formar névoas ácidas, que contribuem para a poluição do ar. Essas névoas podem causar chuva ácida, que danifica plantas, corrói estruturas e prejudica ecossistemas.

Ademais, quando em contato com outros poluentes ou substâncias químicas presentes no ambiente, ele pode reagir, formando compostos ainda mais tóxicos e perigosos para a saúde ambiental.

Efeitos do ácido sulfúrico no organismo

Uma vez que o ácido sulfúrico é extremamente corrosivo, ele pode causar graves danos ao nosso organismo, de modo que seus efeitos variam dependendo da via de exposição. Sendo assim, podemos destacar:

Contato com a pele: causa queimaduras químicas severas, com dor intensa, vermelhidão e necrose dos tecidos. A exposição prolongada pode resultar em cicatrizes permanentes.
Contato com os olhos: pode levar a queimaduras graves, danos à córnea e até cegueira dependendo da concentração e do tempo de exposição.
Inalação: a inalação de vapores ou névoas pode irritar gravemente as vias respiratórias, causando tosse, dificuldade para respirar e, em casos graves, edema pulmonar.
Ingestão: a ingestão acidental provoca queimaduras na boca, esôfago e estômago, resultando em dor intensa, vômitos com sangue e danos internos graves, que podem ser fatais.

Importância do ácido sulfúrico

A importância do ácido sulfúrico é consolidada no âmbito industrial e econômico, sendo um dos produtos químicos mais produzidos e utilizados no mundo. Por conta disso, a sua produção é frequentemente usada como indicador do nível de desenvolvimento industrial de um país, já que ele se destaca na produção de fertilizantes, cruciais para a agricultura e, consequentemente, para a segurança alimentar global.

Além disso, sua relevância na indústria química é reforçada pela sua aplicação na fabricação de baterias de chumbo-ácido, amplamente utilizadas em veículos, e no refino de petróleo, o qual sustenta a produção de combustíveis e outros derivados.

História do ácido sulfúrico

A história do ácido sulfúrico remonta à Idade Média, quando os alquimistas começaram a investigar substâncias químicas. Inicialmente ele era conhecido como “óleo de vitríolo”, e foi descrito pela primeira vez pelo alquimista árabe Jabir ibn Hayyan no século VIII. Ele o obteve aquecendo minerais como o sulfato de ferro (vitríolo verde) e o sulfato de cobre (vitríolo azul). Já no século XV, o alquimista europeu Basílio Valentim também descreveu a produção do ácido por meio do aquecimento de minerais de sulfato.

Por sua vez, no século XVII, o químico alemão Johann Rudolf Glauber começou a produzi-lo em maior escala ao queimar enxofre com nitrato de potássio (salitre). No século XVIII, o químico britânico John Roebuck desenvolveu o primeiro método industrial para a produção de ácido sulfúrico, conhecido como processo das câmaras de chumbo.

Nesse processo eram usadas câmaras revestidas de chumbo para suportarem a corrosividade do ácido. Contudo, esse método foi substituído, no final do século XIX, pelo processo de contato, desenvolvido pelo químico alemão Clement Winkler e utilizado até hoje por sua eficiência e maior pureza do produto final.

Fontes

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Publicado por Jhonilson Pereira Gonçalves