Química Descritiva II

1. Enxofre

Característica

Na natureza o enxofre surge de duas formas, no estado livre e no estado combinado (sulfetos: galena: PbS; cinábrio: HgS; pirita: FeS₂; sulfatos: gipsita: CaSO₄. 2 H₂O; barita: BaSO₄).

Enxofre de uma região vulcânica

Três formar alotrópicas, são admitidas:
- enxofre rômbico ou alfa (cristalino estável abaixo de 95,5ºC)
- enxofre monoclínico ou beta (cristalino, estável acima de 98,5ºC)
- enxofre amorfo (plástico, não-cristalino).

Temos S₈nos nós do retículo:

A figura mostra uma queima de um combustível fóssil, e um procedimento para evitar a liberação de SO₂ na atmosfera. Utiliza-se calcário em pó, ele se decompõe o que resulta na produção de CaO, que combina com o SO₂, resultando na formação de CaSO₃.

Extração de enxofre

Processo Frash

Esse processo está relacionado à injeção de vapor d’água superaquecido no depósito de enxofre que o funde, neste processo o enxofre é forçado a subir para a superfície sob pressão.

2. Ácido sulfúrico

Características

O ácido sulfúrico é um líquido incolor, viscoso, oxidante, possui densidade de 1,84g/cm3, não se é aconselhável adicionar água, quando se dilui o ácido sulfúrico, pelo fato de que o calor liberado faz com que a água evapore rapidamente.

Preparação

A princípio de é preciso obter o dióxido de enxofre:

S + O₂ ® SO₂ (queima de S)

4 FeS₂ + 11 O₂ ® 2 Fe₂O₃ + 8SO₂ (ustulação de pirita)

Ustulação: é o aquecimento de minério em contato com ar.
Se o enxofre de sulfeto reagir com oxigênio na ustulação, irá resultar em dióxido de enxofre.

Após o primeiro processo oxida-se SO₂ a SO₃:

É possível oxidar dióxido de enxofre de duas maneiras:

Processo das câmaras de chumbo

O chumbo é considerado um material menos nobre que o hidrogênio, e por formar sulfato insolúvel, se tornando aderente ao chumbo, ele não é diretamente atacado pelo ácido das câmaras.

Observe:

Pb + H₂SO₄ ® H₂+ PbSO₄

E como catalisador utiliza-se o óxido de nitrogênio (NO₂):

Possui baixa concentração o ácido que foi produzido (60%).

Processo de contato

Por pentóxido de vanádio ou por platina finamente dividida é que a oxidação é catalisada.

O ácido sulfúrico fumegante ou óleum é formado pela absorção do trióxido de enxofre pelo ácido sulfúrico.

Diluindo o óleum em água, observe:

No mais moderno processo de contato, é produzido um ácido de alta concentração, e apresenta o maior rendimento.

Propriedades

- ácido sulfúrico diluído: ácido forte

Quando reage com metais não-nobres libera H₂. Não é possível que ocorra uma reação com metais nobres.

- ácido sulfúrico concentrado a quente é um forte agente oxidante

Neste caso não ocorre liberação de H₂, ele só reage com metais nobres, o ouro e a platina não são atingidos pelo H₂SO₄.

Excelente agente desidratante

É possível produzir carvão se adicionarmos ácido sulfúrico concentrado em açúcar.

- reage com sais, deslocando ácidos voláteis

Aplicações

1- É utilizado na indústria do petróleo para retirar impurezas da gasolina e do óleo.
2- É usado na fabricação de explosivos
3- É usado como eletrólito na barreira de chumbo.
4- Também é usado na fabricação de outros ácidos.
5- Na indústria fertilizante, para converter o fosfato normal de cálcio insolúvel em fosfato ácido solúvel.

3. Amônia ou gás amoníaco

Características

É solúvel em água, se for a 20ºC e 1atm, um volume de água absorve 700 volumes de amônia, ele não possui cor, mas tem odor característico.

Preparação

a) Laboratório

Sal de amônio com base solúvel.

b) Industrial

- destilação seca de hulha
- processo Haber-Bosh

∆H < 0, é um processo exotérmico, usa-se uma pressão muito alta para favorecer o rendimento que é de até 1000 atm, o catalisador é utilizado para aumentar a velocidade, onde a temperatura usada é de até 400ºC.

Aplicação

- refrigeração
- preparação do ácido nítrico
- fertilizantes

Para obter o ácido nítrico, deve-se primeiro fazer a oxidação da amônia.

4. Ácido nítrico

Características

O ácido nítrico é incolor, seu ponto de ebulição é 86ºC, ele também é um ácido forte e oxidante, é possível misturá-lo em água independente da proporção.

Preparação

a) Laboratório

b) Industrial

- processo de arco

Ocorre uma decomposição do HNO₂ quando é aquecido.

Por este fato é que existe ácido nítrico na água da chuva com relâmpagos.

- oxidação da amônia (Ostwald)

É importante sabermos que o NO é reciclável.

Propriedades químicas

O ácido nítrico é bastante flexível, pois ele funciona com metais e não-metais na reação, e qualquer situação com substância oxidante, na reação com metais nobres e não-nobres , liberando assim H₂.

- ácido nítrico condensado

1- Com metais nobres

2- Com metais menos nobres

- ácido nítrico diluído

1- Com metal nobre

2- Com metal menos nobre

Com não-metais:

- água-régia

É composta por uma mistura de HCl e HNO₃, concentrados, na proporção de 3: 1.
Ela reage com ouro e platina.

O complexo se decompõe quando água evapora isso ocorre pelo aquecimento.

Esquema das obtenções dos ácidos nítrico e sulfúrico

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