¿Cuál es la conexión entre el dióxido de azufre y el ácido sulfúrico?
La conexión principal entre el dióxido de azufre y el ácido sulfúrico es que el dióxido de azufre es un precursor en la producción industrial de ácido sulfúrico. Existen dos procesos industriales para la fabricación de ácido sulfúrico, los cuales implican la oxidación del dióxido de azufre en trióxido de azufre y la posterior combinación de trióxido de azufre con agua para formar el ácido. El dióxido de azufre y el ácido sulfúrico también son contaminantes graves. Son los principales contribuyentes a la lluvia ácida.
El dióxido de azufre (SO 2 ), un gas tóxico picante, se forma al quemar azufre a través de la reacción S + O 2 → SO 2 . También se forma por la combustión de muchas sustancias que contienen azufre, como el sulfuro de hidrógeno y varios compuestos orgánicos de azufre que se encuentran en los combustibles fósiles. Calentar minerales y minerales que contienen azufre, por ejemplo, piritas de hierro (FeS 2 ), es otra forma de producir el gas: 3FeS 2 + 8O 2 → Fe 3 O 4 + 6SO 2 . La producción de dióxido de azufre y ácido sulfúrico forma uno de los sectores más importantes de la industria química y representa la mayor parte de la producción mundial de azufre.
El ácido sulfúrico se produjo en los primeros tiempos destilando sulfato de hierro II, o "vitriolo verde", y luego, calentando una mezcla de salitre (NaNO 3 ) y azufre junto con vapor. En el siglo XVIII, comenzó la producción industrial de ácido sulfúrico utilizando dióxido de azufre, utilizando lo que inicialmente se denominó proceso de cámara de plomo. El dióxido de azufre fue producido por la quema de azufre o el calentamiento de piritas de hierro y oxidado a trióxido de azufre (SO 3 ) por dióxido de nitrógeno (NO 2 ): SO 2 + NO 2 → SO 3 + NO. El dióxido de nitrógeno para la reacción se produjo inicialmente mediante la descomposición térmica del salitre, pero luego se proporcionó mediante la oxidación de amoníaco usando un catalizador. La reacción tuvo lugar en cámaras revestidas de plomo a las que se dirigió una pulverización de agua, disolviendo el trióxido de azufre para formar ácido sulfúrico, que se acumula en el fondo de la cámara.
El método de fabricación de la cámara de plomo ahora ha sido reemplazado principalmente por el proceso de contacto. Esto elimina la necesidad de dióxido de nitrógeno haciendo reaccionar dióxido de azufre con aire para formar trióxido de azufre. En circunstancias normales, esta reacción es muy lenta; sin embargo, avanza rápidamente cuando se usa un catalizador adecuado. El platino fue efectivo para este propósito, pero el proceso de contacto moderno utiliza pentóxido de vanadio.
El dióxido de azufre y el ácido sulfúrico, aunque de gran importancia industrial, también son contaminantes importantes y son las mayores fuentes de lluvia ácida. En el aire, el dióxido de azufre se oxida lentamente a trióxido de azufre, que reacciona con la humedad de la atmósfera para formar ácido sulfúrico diluido. Esto puede caer como lluvia ácida, lo que puede dañar la vida vegetal y los edificios de piedra, o puede reaccionar con otros contaminantes para formar partículas de sulfato, que pueden actuar como núcleos de condensación y pueden desempeñar un papel en la formación de nubes.