Proyecto Final Química

Introducción

En el trabajo de presentación hablaremos del Ácido Sulfúrico, de fórmula H2SO4, de densidad 1,83 g/ml, es un líquido transparente, corrosivo, incoloro, inodoro de olor picante, gran viscosidad y de color marrón cuando tiene impurezas. Es un ácido fuerte, cuando se calienta sobre los 30°C desprende vapores y por encima de los 200°C emite Anhídrido Sulfúrico 〖SO〗_3, en frío reacciona con todos los metales y en caliente su reactividad de intensifica, por su acción corrosiva sobre los metales, el ácido sulfúrico genera hidrogeno molecular, gas altamente inflamable y explosivo

Es el ácido mineral de uso más frecuente en la industria, se puede usar como disolvente de metales, óxidos metálicos, compuestos orgánicos, fabricación de pinturas, explosivos, se emplea para procesos de blanqueo en industrias textiles, eliminación de impurezas metálicas en las telas, electrolito en pilas y baterías de automóviles y gran capacidad de disolver impurezas de todo tipo.

En este trabajo mostraremos su composición química y sus derivados y formas de uso, como también los riesgos que pueden ocasionar a las personas y medio ambiente, y de cómo poder controlar o minimizar estos posibles acontecimientos, abocado a lo que nos estipula la ley 16.744, Decreto Supremo N° 40 y Decreto Supremo N° 594.

Desarrollo

Proceso de Fabricación de Ácido Sulfúrico

La fabricación de ácido sulfúrico involucra tres pasos básicos el cual involucra materias primas industriales como el Azufre, Aire y Agua.

Generación de anhídrido sulfuroso (〖SO〗_2).

Conversión de 〖SO〗_2 a anhídrido sulfúrico (〖SO〗_3).( 〖SO〗_2).

Absorción del anhídrido sulfúrico (〖SO〗_3) en una solución de agua para formar el ácido sulfúrico (H_2 〖SO〗_4).

Uno de los procesos como se produce, es por medio de cámaras de plomo, esta reacción se lleva a cabo en torres de ladrillos recubiertas con plomo, en la que reaccionan Anhídrido sulfuroso 〖SO〗_2, aire, vapor de agua y óxidos de nitrógeno, produciendo ácido sulfúrico que cae en forma de gotas finas al suelo de la cámara, el ácido sulfúrico producido de esta forma solo contienes entre un 62% a un 70% de Ácido Sulfúrico H_2 〖SO〗_4 y el resto es agua. El 30% se produce de esta manera.

El otro es el método de contacto, en donde un operador tiene la función de trasladar Azufre (S), a un fundidor de Azufre, en donde su estado sólido se torna líquido viscoso, ya que este es sometido a altas temperaturas (150°C), con esta iniciación de transformación del Azufre se da comienzo al ciclo de producción de Ácido Sulfúrico

Actualmente se utilizan dos procesos para obtener Ácido Sulfúrico. En las etapas iniciales ambos requieren el uso de Anhídrido sulfuroso 〖SO〗_2,

〖SO〗_2 + ½O_2 + H_2 O = H_2 〖SO〗_4

(Anhídrido sulfuroso + Oxígeno + Agua = Ácido Sulfúrico)

Generación de anhídrido sulfuroso (〖SO〗_2).

El Proceso para la obtención del Anhídrido Sulfuroso (〖SO〗_2), es la Combustión del azufre para generar Anhídrido Sulfuroso (〖SO〗_2), el azufre se recibe en forma sólida, se funde y clarifica en una fosa de almacenamiento, se emplea aire con un soplador, el cual es secado para eliminar la humedad del aire para evitar problemas en el proceso, para luego formar Anhídrido Sulfuroso, el que es un óxido cuya fórmula molecular es 〖SO〗_2, es un gas incoloro con un característico olor asfixiante

S + O_2 = 〖SO〗_2

(Azufre + Oxígeno = Anhídrido Sulfuroso)

Propiedades Físicas

Otros nombre Óxido de Azufre (IV)

Anhídrido del ácido sulfuroso

Forma Molecular 〖SO〗_2

Apariencia Incoloro

Densidad 2,6288 Kg/m3 ; 2628,8 g/cm3

Masa Molar 64,058 g/mol

Punto de fusión 198 K (-75°C)

Punto de Ebullición 263 K (-10°C)

Sus usos pueden ser aplicados en químicas, refinerías, industrias alimentarias. Industrias pesqueras, vidrios, gelatinas, metalúrgica, pulpas, papeles y otros como tratamientos de decoloración de licores, neutralizante y tratamientos de agua

Conversión de 〖SO〗_2 a anhídrido sulfúrico (〖SO〗_2).( 〖SO〗_2).

Cuando realizamos la combinación de Anhídrido Sulfuroso con oxígeno, podemos formar el Anhídrido Sulfúrico 〖SO〗_3, el Anhídrido Sulfuroso 〖SO〗_2, que se encuentra en el gas del convertidor se combina con parte del oxígeno remanente para formar Anhídrido Sulfúrico (〖SO〗_3), la temperatura de los gases de 〖SO〗_2 que debe ser menor a la de salida del quemador de azufre estas pasan por filtros de gas caliente para extraer el polvo que pueda contener y convertirlo en 〖SO〗_3.

〖SO〗_2 + ½O_2 = 〖SO〗_3

(Anhídrido Sulfuroso + Oxígeno = Anhídrido Sulfúrico)

Propiedades Físicas

Otros nombre Óxido de azufre (VI) Stock

Anhídrido sulfúrico

Anhídrido del Ácido Sulfúrico

Forma Molecular 〖SO〗_3

Apariencia Incoloro

Densidad 1.92 g/cm3

Masa Molar 80,066 g/mol

Punto de fusión 16.9 °C, 62.4 °F

Punto de Ebullición 45 °C, 113 °F

Absorción del anhídrido sulfúrico (〖SO〗_3) en una solución de agua para formar el ácido sulfúrico (H_2 〖SO〗_4).

Cuando realizamos la combinación del Anhídrido Sulfúrico con agua, podemos formar una solución que contiene 98 a 99% de Ácido Sulfúrico (H_2 〖SO〗_4). El gas de Anhídrido Sulfúrico 〖SO〗_3 producido en el convertidor, no se combinará directamente con agua, sino que debe combinarse indirectamente mediante absorción en Ácido Sulfúrico menor que 98%. En esta condición el Anhídrido Sulfúrico se une fácilmente con el agua contenida en el Ácido. Esta se lleva a cabo en dos etapas, la primera antes que la conversión a Anhídrido Sulfúrico 〖SO〗_3 se haya completado, denominado interabsorción. El Anhídrido Sulfúrico 〖SO〗_3 absorbido en etapa intermedia sigue hacia adelante y el restante es absorbido en la segunda etapa de absorción final.

La primera es por método de Absorción de 〖SO〗_3

〖SO〗_3 + H_2 O = H_2 〖SO〗_4

(Anhídrido Sulfúrico + Agua = Ácido Sulfúrico)

Para proceder Absorción de Anhídrido Sulfúrico 〖SO〗_3 en ácido diluido

〖SO〗_3 + H_2 〖SO〗_4 (<98%) → H_2 〖SO〗_4 (≥98%)

(Anhídrido Sulfúrico + Ácido Sulfúrico menor a 98% → Ácido Sulfúrico Igual o Mayor a 98%)

Nombre químico Ácido Sulfúrico

Fórmula H_2 〖SO〗_4

Estado Físico Líquido

Color Claro, de incoloro a turbio

Punto de inflamación No tiene

Corrosión Altamente corrosivo a casi todos los metales con desprendimiento de hidrógeno.

Reactividad Además de atacar a muchos metales, es un agente fuertemente oxidante y puede causar inflamación en contacto con materiales orgánicos y productos como nitratos y cloratos.

Reacciona Exotérmicamente con el agua.

Temperatura de ebullición 160 a 332ºC dependiendo de su concentración.

Las situaciones de Riesgos a que puedan estar sometidos los trabajadores de la industria como nuestro medio ambiente en la producción del ácido sulfúrico son bastantes, como también las empresas de las cuales hacen uso de este producto, las que podemos encontrar

Efectos agudos sobre la salud, los que pueden ocurrir a corto plazo o inmediatamente después de la exposición al ácido sulfúrico, el contacto puede producir graves irritaciones y quemaduras en la piel y ojos, con la posibilidad de daño al ojo que puede llevar a la ceguera, ante cualquier contacto en los lugares de trabajo, en esta debe existir duchas de emergencias, cuando el trabajador tenga contacto con el ácido sulfúrico, debe dejarse caer agua por todo su cuerpo, quitándose la ropa contaminada, durante unos 15 minutos, cuando le caiga esta solución a sus ojos debe lavarse los ojos en los lavaojos de emergencia, abriéndose el ojo con los dedos índice y pulgar, por 15 minutos con abundante agua.

Ducha de emergencia con lavaojos

El respirar el ácido sulfúrico puede irritar la nariz, irritar la garganta, irritar los pulmones y causar tos y/o falta de aire y a niveles mayores puede causar edema pulmonar.

Al descomponerse el Ácido Sulfúrico pueden desprenderse gases y vapores tóxicos de gases inorgánicos y la exposición a estas fuertes emanaciones de Ácido Sulfúrico, dióxido sulfuroso y monóxido de carbono, puede causar cáncer a los trabajadores.

En estos dos riesgos se deben utilizar en todo momento los equipos de respiración adecuados, con sus filtros respectivos, para la tarea a realizar, los cuales deben quedar herméticos a la cara.

Full Face 3M 6800, con filtros para ácidos

El transporte del Ácido Sulfúrico, cuando las condiciones no son las adecuadas o no cumplen con los requerimientos para su transporte puede ocasionar un impacto para el medio ambiente por derrames. El transporte debe ser en camiones adecuado tipo cisterna, el tanque de transporte del ácido sulfúrico será de acero al carbón revestido con una aleación, con capacidad de 28 Ton., además el conductor debe mantener un examen psosensométrico y licencia para conducción del camión y el camión debe cumplir con las normas y reglamentos vigentes, como las señaléticas de producto corrosivo, extintores.

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