A tecnologia mais comumente empregada na produção industrial de ácido sulfúrico é o processo de contato, que envolve três etapas:
I) obtenção do dióxido de enxofre (SO₂) a partir do enxofre como matéria prima.
2S(s) + 2O₂(g) ⇄ 2SO₂(g) + calor
II) conversão catalítica do dióxido de enxofre em trióxido de enxofre (SO₃)
2SO₂(g) + O₂(g) ⇄ 2SO₃(g) + calor
III) reação do trióxido de enxofre com a água produzindo o ácido sulfúrico
2SO₃ (g) + 2H₂O(𝓁) → 2H₂SO₄(aq) + calor
Faça o que se pede.
a) Utilizando como matéria-prima 500 kg de enxofre, com 90% de pureza, calcule a quantidade máxima de SO₂, em quilograma, que pode ser obtida.
b) Escreva a expressão da constante de equilíbrio, em função das pressões parciais, KP, para a reação de conversão do dióxido de enxofre em trióxido de enxofre.
c) A elevação da pressão do meio reacional na conversão do dióxido de enxofre em trióxido de enxofre perturba o equilíbrio e desloca a reação? Em que direção?
d) O ácido sulfúrico, assim obtido, possui densidade igual a 1,8 g mL⁻¹ e contém 90% peso por peso de H₂SO₄. Calcule a concentração de H₂SO₄ em g L⁻¹.