Ácido sulfúrico

Carolina Batista

Professora de Química

O ácido sulfúrico é um ácido mineral considerado forte, cuja fórmula molecular é H₂SO₄.

Essa substância inorgânica é de suma importância para a indústria química, sendo empregada na fabricação de inúmeros materiais e, por isso, seu consumo pode indicar o índice de desenvolvimento econômico de um país.

Fórmula do ácido sulfúrico

Na fórmula molecular do ácido sulfúrico, H₂SO₄, percebemos que ele é composto pelos elementos hidrogênio, oxigênio e enxofre. Estes átomos são unidos por ligações covalentes formando uma estrutura tetraédrica.

O ácido sulfúrico é classificado como diácido, pois possui dois hidrogênios ionizáveis. Por ser um ácido forte, ele tem facilidade de ionizar-se, conforme a equação química:

$reto H com 2 subscrito SO com 4 parêntese esquerdo aq parêntese direito espaço subscrito fim do subscrito seta para a direita espaço 2 espaço reto H com parêntese esquerdo aq parêntese direito subscrito fim do subscrito com mais sobrescrito espaço mais espaço SO com 4 parêntese esquerdo aq parêntese direito subscrito fim do subscrito com 2 menos sobrescrito fim do sobrescrito$

Observe que a fórmula geral de um ácido é H_xA, onde H é o hidrogênio e x é o seu número de átomos. Já o A corresponde ao ânion, que no ácido sulfúrico é o sulfato ( $SO com 4 subscrito com 2 menos sobrescrito fim do sobrescrito$ ).

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Características do ácido sulfúrico

O ácido sulfúrico é um líquido incolor, inodoro e de aspecto viscoso, que é considerado forte por seu grau de ionização ser maior que 50% na temperatura de 18º C.

Trata-se de uma substância não inflamável, muito corrosiva, oxidante, pouco volátil e higroscópica, ou seja, que absorve facilmente a água no ambiente.

Cuidado! O ácido sulfúrico é um composto químico que deve ser manuseado com precaução e utilizando equipamentos de proteção. Em contato com a pele pode causar queimaduras severas, gerando a destruição dos tecidos, e se inalado pode provocar danos às vias respiratórias.

Propriedades do ácido sulfúrico

As principais propriedades físicas são:

Densidade: 1,84 g/cm³
Ponto de fusão: 10,38 ºC
Ponto de ebulição: 337 ºC
Viscosidade: 26,7 cP

As principais propriedades químicas são:

pH: ácido
Massa molecular: 98,08 g/mol
Grau de ionização: 61 %
Reatividade: reage violentamente com água

Você sabia? A dissolução de ácido sulfúrico em água é exotérmica e libera uma grande quantidade de energia. Por isso, a forma correta de manuseá-lo é adicionar o ácido à água e nunca ao contrário, pois o ácido pode se projetar para fora do recipiente e causar danos.

Aplicações do ácido sulfúrico

A maior aplicação do ácido sulfúrico é para produção de fertilizantes, sendo empregado mais da metade da produção mundial do composto. No Brasil, por exemplo, aproximadamente 80% de H₂SO₄ é destinado para esta finalidade.

O ácido sulfúrico é a matéria-prima dos fertilizantes fosfatados, para fabricação de ácido fosfórico, mas também na síntese de sulfato de amônio.

Além dos fertilizantes, o ácido sulfúrico é consumido para tratamento de água, processamento de minérios e como reagente na síntese de outros materiais.

O ácido sulfúrico é um forte oxidante e reage facilmente com a água. Por isso, em concentrações maiores que 90%, é utilizado como agente desidratante.

O ácido sulfúrico também está presente nos acumuladores de automóveis, baterias de chumbo, formados por um ânodo e um cátodo, e a solução de ácido sulfúrico como eletrólito.

Trata-se de um insumo consumido também por diferentes ramos industriais, sendo alguns deles: tintas, papel, explosivos, refino de petróleo, medicamentos, entres outros.

Produção do ácido sulfúrico

O processo de obtenção do ácido sulfúrico pode ser dividido em três etapas, são elas:

1ª etapa: obtenção do SO₂

O dióxido de enxofre (SO₂) é fabricado em um processo chamado de ustulação, pela queima do minério pirita, FeS_2(s), em fornos especiais, produzindo a seguinte equação:

$4 espaço FeS com 2 parêntese esquerdo reto s parêntese direito subscrito fim do subscrito espaço mais espaço 11 espaço reto O com 2 parêntese esquerdo reto g parêntese direito subscrito fim do subscrito espaço seta para a direita 2 espaço Fe com 2 subscrito reto O com 3 parêntese esquerdo reto s parêntese direito subscrito fim do subscrito espaço mais espaço 8 espaço SO com 2 parêntese esquerdo reto g parêntese direito subscrito fim do subscrito$

Com a reação obtém-se um rendimento de 14%. Outras matérias-primas, para fabricação em menor escala, são: S_8(s)(enxofre natura), ZnS_(s)(sulfeto de zinco) e CaSO₄(sulfato de cálcio).

2ª etapa: conversão de SO₂ em SO₃

O dióxido de enxofre (SO₂) da etapa anterior é oxidado a trióxido de enxofre (SO₃) em temperatura de 450 ºC.

$2 espaço SO com 2 parêntese esquerdo reto g parêntese direito subscrito fim do subscrito espaço mais espaço reto O com 2 parêntese esquerdo reto g parêntese direito subscrito fim do subscrito espaço seta para a direita sobre seta para a esquerda espaço 2 espaço SO com 3 parêntese esquerdo reto g parêntese direito espaço subscrito fim do subscrito$

Nesta etapa, platina metálica, Pt_(s), ou o pentóxido de divanádio, V₂O_5(s)são empregados como catalisadores, para acelerar o processo de conversão.

3ª etapa: reação do SO₃ com H₂O

Finalmente, a dissolução do trióxido de enxofre em água forma o ácido sulfúrico.

$SO com 3 parêntese esquerdo reto g parêntese direito subscrito fim do subscrito + reto H com 2 subscrito reto O com parêntese esquerdo reto l parêntese direito subscrito fim do subscrito espaço ⇆ espaço reto H com 2 subscrito SO com 4 parêntese esquerdo aq parêntese direito subscrito fim do subscrito$

A concentração obtida de H₂SO₄_(aq) é de até 98%.

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Carolina Batista

Bacharela em Química Tecnológica e Industrial pela Universidade Federal de Alagoas (2018) e Técnica em Química pelo Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia de Pernambuco (2011).