Relatório sobre Propriedades Ácido Sulfúrico

Relatório sobre Propriedades Ácido Sulfúrico

Universidade do Estado de Santa Catarina - UDESC

Centro de Educação Superior do Alto Vale do Itajaí - CEAVI

Departamento de Engenharia Sanitária

Relatório de

Química Experimental – Procedimento XIV

Ácido Sulfúrico, Propriedades

Data de realização do experimento: 14/11/2013

Acadêmico: José Guilherme Espíndola

Assinatura:

Acadêmico: Emanuel Fusinato

Assinatura:

Data de elaboração do relatório: 22/11/2013

Ibirama, 22 de Novembro de 2013.

  1. Objetivo

Observar, experimentalmente, algumas propriedades do ácido sulfúrico.

  1. Introdução

O ácido sulfúrico, a temperatura ambiente, apresenta-se na forma de liquido inodoro e incolor. Possui a fórmula molecular H2SO4, massa molar de 98g/mol e densidade de 1,84 g/cm3. Esse composto possui fortes ligações por pontes de hidrogênio e, na ausência de água, não reage com metais para liberar hidrogênio gasoso. Na sua forma diluída, comporta-se como um ácido forte, reagindo com metais não nobres liberando H2. Quando concentrado, é um forte agente oxidante e um excelente agente desidratante.

Industrialmente, apresenta grande importância, sendo usado em vários processos. Devido a sua importância econômica, muitas vezes o seu consumo pode indicar o grau de desenvolvimento de um país. Nos Estados Unidos, ele é a substância química mais produzida, sendo que sua demanda é acima de 40 000 toneladas no ano.

O processo industrial de obtenção do ácido sulfúrico mais utilizado é o processo de contato, no qual o SO2 é oxidado a SO3 pelo ar, com o auxílio de um catalisador. Sua produção industrial ocorre em três etapas:

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

A pirita pulverizada, peneirada e misturada com água é colocada em um forno, 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)

2ª) O dióxido de enxofre é convertido em trióxido de enxofre (SO3(g)):

Utiliza-se o método de contato, em que se usa um catalisador sólido finamente pulverizado, que geralmente é a platina ou o pentóxido de divanádio. A reação que ocorre está representada abaixo:

2 SO2(g) + 1 O2(g) → 2 SO3(g)

Esse método é eficaz para produzir ácido sulfúrico com concentração acima de 80%.

3ª) Produção de ácido sulfúrico pela reação entre o trióxido de enxofre e água:

1 SO3(g) + 1 H2O(ℓ) → 1 H2SO4(aq)

  1. Materiais e Métodos

3.1 Materiais e Reagentes

  • Tubos de ensaio;

  • Estante para tubos de ensaio;

  • Béquer;

  • Pipeta graduada com pêra;

  • Papel tornassol azul;

  • Papel indicador universal;

  • Pedaços de madeira;

  • Pedaços de papel;

  • Açúcar.

  • Ácido sulfúrico concentrado

  • Água destilada

  • Solução de cloreto de bário à 5% (BaCl2)

  • Zinco metálico concentrado

  • Cobre em aparas

  • Carbonato de cálcio em pó (CaCO3)

  1. Métodos

  1. Resultados e Discussões

2 Agente desidratante:

  • No primeiro de ensaio contento o papel foi observado que houve uma a mudança de cor para amarelo e após alguns minutos o mesmo foi consumido;

  • No segundo tubo de ensaio, contendo madeira, observou-se a mudança de cor para preto;

  • No terceiro tubo de ensaio, contendo açúcar, houve a mudança de cor para amarelo e em seguida para preto.

3 Agente oxidante

No tubo contendo ácido sulfúrico e aparas de cobre não foi observado nenhum fenômeno a temperatura ambiente, porém com aquecimento foi observado oxidação e liberação de gás.

H2SO4 (aq) + Cu(s) H2 (g) + CuSO4(aq)

4 Ácido forte e fixo

  • Ao mergulhar o papel tornassol de cor azul na solução de ácido sulfúrico diluída, foi observada a mudança de cor de azul para rosa. Nesta mesma solução, mergulhou-se o papel indicador universal e o pH observado foi entre 0 e 1.

Nos tubos de ensaio contendo solução de ácido sulfúrico diluída foi observado:

  • Com adição de zinco houve liberação de gás e após a adição de HCl houve um intensa liberação de gás, devido a uma reação de oxirredução, e o metal foi consumido;

H2SO4 (aq)+ Zn (s) H2 (g) + ZnSO4 (aq)

  • Com adição de BaCl2 a solução se tornou branca e após a adição de HCl houve a formação de um precipitado branco, sendo uma reação de precipitação;

H2SO4 (aq) + BaCl2 (aq) HCl(aq) + BaSO4 (s)

  • Com adição de carbonato de cálcio em pó houve liberação de gás e formação de precipitado. E após a adição de HCl houve a dissolução do BaSO4.

H2SO4(aq) + BaCl2(aq) HCl(aq) + BaSO4(s)

  • Com adição de carbonato de cálcio em pó houve liberação de gás CO2 e formação de precipitado CaSO4, conforme equação:

H2SO4(aq) + CaCO3(s) CaSO4(s) + H2O(aq) + CO2(g)

  1. Conclusão

A partir dos resultados obtidos nos procedimentos adotados, percebe-se que o ácido sulfúrico é extremamente corrosivo e muito reativo. É extremamente solúvel em água, porém, isto deve ser feito com muita cautela, sempre despejando o ácido na água e não o contrário, pois se isto não for seguido, seus vapores são liberados agressivamente, podendo causar queimaduras graves no corpo do operador ou de alguém próximo.

O ácido sulfúrico concentrado absorve água e por isso é um importante agente dessecante. Ele pode desidratar alguns compostos orgânicos de forma eficiente e provocar a sua carbonização, como por exemplo papeis e tecidos são destruídos completamente.

A mistura desse ácido com água ocorre em todas as proporções, liberando grande quantidade de calor. O ácido sulfúrico concentrado possui propriedades oxidantes muito fortes. O cobre não reage com ácidos, porque esta situado abaixo do H na série eletroquímica, porém, metais nobres como o cobre se dissolvem com H2SO4 concentrado devido a suas propriedades oxidantes.

O principal emprego do ácido sulfúrico é para a conversão de fosfatos em superfosfatos, usados como fertilizantes. Também sulfona ácidos graxos para a produção de detergentes, purifica o mineral ilmenita, remove crostas e óxidos das superfícies de metais. O ácido sulfúrico é um catalisador na fabricação de combustíveis de alta octanagem por alquilação de hidrocarbonetos insaturados. Este ácido é amplamente utilizado em eletrólitos de baterias e acumuladores.

Portanto, com os experimentos pode-se afirmar que o ácido sulfúrico é fundamental para diversos processos. Também, deve-se lembrar dos cuidados com o manuseio com o ácido, pois ele produz queimaduras na pele, além da sua toxicidade se inalado ou ingerido.

  1. Referências Bibliográficas

http://www.alunosonline.com.br/quimica/acido-sulfurico.html (Acessado em: 22/11/2013)

http://www.colegioweb.com.br/trabalhos-escolares/quimica/quimica-descritiva-ii/acido-sulfurico.html (Acessado em: 22/11/2013)

http://www.infoescola.com/quimica/acido-sulfurico/ (Acessado em: 22/11/2013)

http://pt.wikipedia.org/wiki/%C3%81cido_sulf%C3%BArico

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