Processo sal comum e ácido sulfúrico

PROCESSOS QUÍMICOS
INDUSTRIAIS I
ÁCIDO CLORÍDRICO
ÁCIDO CLORÍDRICO
• Embora
grandes
produto
pesada.
não seja produzido em quantidades tão
como o ácido sulfú
sulfúrico, o ácido clorí
clorídrico é um
de igual importância para a indú
indústria quí
química
• O cloreto de hidrogênio é um gá
gás incolor a levemente
amarelado, na temperatura e pressão ordiná
ordinárias. É
corrosivo, não inflamá
inflamável, de odor irritante.
• As soluç
soluções aquosas são conhecidas como ácido
clorí
clorídrico . Quando a soluç
solução é de grau industrial, é
conhecida como ácido muriá
muriático.
tico.
• A soluç
solução aquosa é fortemente ácida e extremamente
corrosiva.
HISTÓRICO
• Foi descoberto por volta de 800 a.C. pelo aquimista persa
Jabir Hayyan,
Hayyan, misturando ácido sulfú
sulfúrico com cloreto de
sódio.
• Jabir criou uma mistura de ácido clorí
clorídrico com ácido ní
nítrico,
denominada “água
“água ré
régia”
gia”, com capacidade para dissolver
ouro.
• Na Idade Mé
Média, era conhecido pelos alquimistas europeus
como “espí
espírito do sal”
sal” ou “ácido
“ácido do sal”
sal”, por derivar do
cloreto de só
sódio. No estado gasoso era conhecido como “ar
ácido marinho”
marinho”.
• O nome muriá
muriático significa pertencente ao sal ou salmoura.
• O inglês Priestley preparou cloreto de hidrogênio puro em
1772. Em 1818, Humphry Davy,
Davy, inglês, demonstrou que o
cloreto de hidrogênio é composto por cloro e hidrogênio
HISTÓRICO
• Com o desenvolvimento do processo Leblanc para produç
produção
de barrilha,
barrilha, passoupassou-se a produzir soluç
solução de cloreto de só
sódio
como produto secundá
secundário.
HISTÓRICO
• Até
Até 1863, quando foi promulgado no Reino Unido o Alkali Act,
Act,
o gá
gás HCl era lanç
lançado diretamente na atmosfera. Com a
proibiç
proibição imposta pelo Alkali Act,
Act, os fabricantes de carbonato
de só
sódio passaram a dissolver o HCl em água, produzindo o
ácido clorí
clorídrico.
• No iní
início do sé
século XX o processo Solvay substituiu o
processo Leblanc.
Leblanc. No processo Solvay nãó
nãó é gerado o HCl
como subproduto. Como o ácido clorí
clorídrico já
já era empregado
em diversos processos, estabeleceuestabeleceu-se a necessidade de
desenvolver um processo para produç
produção de ácido clorí
clorídrico.
APLICAÇÕES
• O ácido muriá
muriático é comercializado para aplicaç
aplicação na remoç
remoção
de manchas resultantes da umidade em pisos e paredes de
pedra, azulejos e tijolos.
• O reagente grau P.A. é uma soluç
solução com 37 a 38% em massa.
O ácido grau té
técnico têm entre 30 e 34%. As soluç
soluções de
ácido muriá
muriático têm de 10 a 12%.
• É empregado na limpeza, tratamento e galvanizaç
galvanização de
metais e para curtir couros.
• O principal emprego do ácido clorí
clorídrico é a decapagem de
aço. Substituiu o ácido sulfú
sulfúrico na dé
década de 60, por reagir
mais rapidamente com a crosta superficial e atacar menos o
aço.
• É comercializado em concentraç
concentrações até
até 38%. Acima de 40%,
apresenta uma evaporaç
evaporação muito elevada.
PRODUÇÃO
O ácido clorí
clorídrico é produç
produção atravé
através de quatro processos:
• subproduto
alifá
alifáticos
da
produç
produção
hidrocarbonetos
aromá
aromáticos
e
• reaç
reação de cloreto de só
sódio e ácido sulfú
sulfúrico
• combustão do hidrogênio com cloro (o hidrogênio comportacomportase aqui como combustí
combustível e o cloro como comburente) –
Processo Sinté
Sintético
• Processo Hargraves,
Hargraves, baseado na reaç
reação:
4NaCl + 2SO2 + O2 + 2H2O 2Na2SO4 + 4HCl
Esta reaç
reação foi usada amplamente na Europa desde 1870 para
produzir o sal de Glauber, ou sulfato de só
sódio.
Processo cloração de
hidrocarbonetos
• As etapas bá
básicas da produç
produção do ácido como subproduto da
cloraç
cloração de hidrocarbonetos e derivados incluem a remoç
remoção
do hidrocarboneto ou derivado não clorado, seguida da
absorç
absorção do HCl em água. Uma cloraç
cloração tí
típica é a do
benzeno, na produç
produção do clorobenzeno:
clorobenzeno:
C6H6 + Cl2 → C6H5Cl + HCl
• No caso, esta reaç
reação é realizada na presenç
presença de um ácido de
Lewis, como catalisador, como o cloreto de ferro (III).
• Uma vez que a cloraç
cloração de hidrocarbonetos alifá
alifáticos e
aromá
aromáticos provoca a liberaç
liberação de grandes quantidades de
calor, é necessá
necessário equipamento especial para controlar a
temperatura de reaç
reação.
Processo sal comum e
ácido sulfúrico
• As reaç
reações do processo do sal comum e ácido sulfú
sulfúrico são
endoté
endotérmicas:
NaCl + H2SO4 → HCl + NaHSO4
NaCl + NaHSO4 → HCl + Na2SO4
Em conjunto:
2 NaCl(s) + H2SO4(l) → 2 HCl(g) + Na2SO4(s)
∆H25°
25°C=+15,7 kcal
• A primeira reaç
reação completacompleta-se em temperaturas relativamente
baixas, enquanto a segunda só
só se avizinha do seu termo em
temperaturas elevadas.
Processo sal comum e
ácido sulfúrico
• As reaç
reações são forç
forçadas para a direita pelo escape de cloreto
de hidrogênio da massa reacional. A reaç
reação entre o hidrogênio
e o cloro é muito exoté
exotérmica e completacompleta-se logo que é iniciada.
• A absorç
absorção do cloreto de hidrogênio obtido em quaisquer dos
processos libera cerca de 700 Btu/
Btu/lb de gá
gás absorvido (390
kcal/kg). Este calor deve ser retirado do absorvedor, sem o
que a eficiência será
será reduzida.
• O absorvedor é construí
construído em carbono, uma vez que o ácido
clorí
clorídrico é corrosivo para metais.
Processo sal comum e
ácido sulfúrico
H2SO4
ou
NaHSO4
Sal
Combustível
Absorvedor
de HCl
Absorvedor
de HCl
Processo sintético
• O cloreto de hidrogênio é gerado pela queima de cloro em
hidrogênio em excesso.
• A pureza do ácido depende da pureza do hidrogênio e do cloro.
• Como cloro e hidrogênio são obtidos no processo letrolí
letrolítico,
tico,
clorocloro-soda, a reaç
reação desses dois produtos gera o ácido
clorí
clorídrico mais puro possí
possível.
Processo sintético