Acide sulfurique (60 %)

Bref aperçu
L'acide sulfurique, également connu sous le nom de sulfate d'hydrogène, est classé comme acide diprotique et acide fort de formule moléculaire H2SO4. Les propriétés physiques de l'acide sulfurique sont des liquides incolores à légèrement jaunes. Elle était connue sous le nom d'huile de vitriol. L'acide sulfurique est très soluble dans l'eau à toutes les concentrations. L'acide sulfurique n'est pas présent dans la nature sous forme anhydre en raison de ses propriétés hygroscopiques, qui peuvent absorber la vapeur d'eau de l'air. Acide sulfurique formé dans la nature par la réaction d'oxydation de minéraux sulfurés.
Procédé de fabrication
Le procédé de fabrication de l'acide sulfurique utilise le procédé Chamber qui n'a produit qu'une concentration d'environ 65 %. Il existe plusieurs méthodes de fabrication de l'acide sulfurique, comme suit :
Procédure de contact
Il s'agit du procédé de fabrication le plus courant dans l'industrie car les acides sulfuriques obtenus à partir de ce procédé sont en forte concentration et également moins coûteux que les autres méthodes. Le procédé de contact est également utilisé pour fumer de l'acide sulfurique à partir de dioxyde de soufre. Ce processus se produit en grillant des minerais sulfurés ou en brûlant du soufre avec de l'oxygène en présence d'un catalyseur à base d'oxyde de vanadium (V) et est classé comme une réaction exothermique. Cette méthode comprend quatre étapes :
i. Production de dioxyde de soufre en brûlant du soufre S (s) + O2 (g) = SO2 (g)
ii. Réaction d'oxydation du dioxyde de soufre pour produire du trioxyde de soufre 2SO2 (g) + O2 (g) = 2SO3 (g) (catalyseur V2O5)
iii. Absorption de trioxyde de soufre dans le H2SO4 (97-98 %) pour produire de l'oléum (H2S2O7 (l)) H2SO4 (l) + SO3 (g) = H2S2O7 (l)
iv. Dilution de l'oléum avec de l'eau pour produire de l'acide sulfurique à une certaine concentration H2S2O7 (l) + H2O (l) = 2H2SO4 (l) Procédé à l'acide sulfurique humide (WSA) Le procédé WSA est largement utilisé dans l'industrie pour récupérer le soufre.
Le procédé WSA comporte 4 réactions principales, à savoir la combustion, l'oxydation, l'hydratation et la condensation. Le procédé WSA est classé comme réaction exothermique et la chaleur dégagée par la réaction est utilisée pour la production de vapeur. Le procédé de fabrication d'acide sulfurique utilisant le procédé WSA en présence d'un catalyseur à l'oxyde de vanadium (V) est illustré ci-dessous :
i. Combustion : H2S + ½ O2 = H2O + SO2
ii. Oxydation : 2SO2 (g) + O2 (g) = 2SO3 (g) (catalyseur V2O5)
iii. Hydratation : SO3 + H2O = H2SO4 (g)
iv. Condensation : H2SO4 (g) = H2SO4 (l)

Procédé au métabisulfite
Cette méthode utilise le métabisulfite de sodium ou le métabisulfite de potassium comme matériau principal pour la production d'acide sulfurique. Le métabisulfure est ajouté à de l'acide chlorhydrique à une concentration de 12,6 molaires et produit du dioxyde de soufre. Le gaz est barboté dans de l'acide nitrique, qui libère des vapeurs brunes/rouges de dioxyde d'azote au fur et à mesure de la réaction. La fin de la réaction est indiquée par l'arrêt des fumées.
SO2 + H2O2 = H2SO4