Qual é a conexão entre dióxido de enxofre e ácido sulfúrico?
A principal conexão entre o dióxido de enxofre e o ácido sulfúrico é que o dióxido de enxofre é um precursor na produção industrial de ácido sulfúrico. Existem dois processos industriais para a fabricação de ácido sulfúrico, ambos envolvendo a oxidação do dióxido de enxofre em trióxido de enxofre e a subsequente combinação de trióxido de enxofre com água para formar o ácido. Dióxido de enxofre e ácido sulfúrico também são poluentes graves. Eles são os principais contribuintes para a chuva ácida.
O dióxido de enxofre (SO 2 ) - um gás tóxico e pungente - é formado pela queima de enxofre através da reação S + O 2 → SO 2 . Também é formado pela combustão de muitas substâncias que contêm enxofre, como o sulfeto de hidrogênio e vários compostos orgânicos de enxofre encontrados nos combustíveis fósseis. O aquecimento de minérios e minerais contendo enxofre - por exemplo, piritas de ferro (FeS 2 ) - é outra maneira pela qual o gás pode ser produzido: 3FeS 2 + 8O 2 → Fe 3 O 4 + 6SO 2 . A produção de dióxido de enxofre e ácido sulfúrico constitui um dos setores mais importantes da indústria química e representa a maior parte da produção mundial de enxofre.
O ácido sulfúrico foi produzido nos primeiros tempos pela destilação do sulfato de ferro II, ou "vitríolo verde" e, posteriormente, pelo aquecimento de uma mistura de salitre (NaNO 3 ) e enxofre junto com o vapor. No século XVIII, começou a produção industrial de ácido sulfúrico usando dióxido de enxofre, usando o que foi inicialmente denominado processo de câmara de chumbo. O dióxido de enxofre foi produzido pela queima de enxofre ou aquecimento de pirites de ferro e oxidado em trióxido de enxofre (SO 3 ) por dióxido de nitrogênio (NO 2 ): SO 2 + NO 2 → SO 3 + NO. O dióxido de nitrogênio para a reação foi produzido inicialmente pela decomposição térmica do salitre, mas posteriormente foi fornecido pela oxidação da amônia usando um catalisador. A reação ocorreu em câmaras revestidas de chumbo, nas quais um spray de água foi direcionado, dissolvendo o trióxido de enxofre para formar ácido sulfúrico, que se acumula no fundo da câmara.
O método de fabricação da câmara de chumbo agora foi substituído principalmente pelo processo de contato. Isso dispensa a necessidade de dióxido de nitrogênio, reagindo o dióxido de enxofre com o ar para formar o trióxido de enxofre. Sob circunstâncias normais, essa reação é muito lenta; no entanto, prossegue rapidamente quando é utilizado um catalisador adequado. A platina foi eficaz para esse fim, mas o processo de contato moderno utiliza pentóxido de vanádio.
O dióxido de enxofre e o ácido sulfúrico, embora sejam de grande importância industrial, também são grandes poluentes e são as maiores fontes de chuva ácida. No ar, o dióxido de enxofre é lentamente oxidado em trióxido de enxofre, que reage com a umidade da atmosfera para formar ácido sulfúrico diluído. Isso pode cair como chuva ácida, o que pode danificar a vida das plantas e edifícios de pedra, ou pode reagir com outros poluentes para formar partículas de sulfato, que podem atuar como núcleos de condensação e desempenhar um papel na formação de nuvens.