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Processos industriais: sulfatação

Atualizado em 20 julho, 2017

A sulfatação é o processo pelo qual um grupo sulfito (SO3) é adicionado a um composto orgânico, a fim de formar uma configuração C-OSO3. Além de um sulfito, o ácido sulfúrico também pode ser utilizado nessa reação. Compostos sulfatados são instáveis frente a uma hidrólise ácida, e são neutralizados para manter um alto rendimento de sulfatação. Produtos sulfatados também são vulneráveis em condições alcalinas, e alguns dos reagentes utilizados para produzi-los incluem álcoois, fenóis, alcenos, ácido clorossulfúrico, trióxido de enxofre, ácido sulfúrico, ácido sulfâmico, carboidratos, gorduras e óleos.

Misturar diferentes compostos em um laboratório produz um composto completamente novo (PhotoObjects.net/PhotoObjects.net/Getty Images)

Processos

Processos laboratoriais incluem a sulfatação de carboidratos, alcenos, gorduras, óleos, álcoois e alcoxilatos. A sulfatação de alcenos, por exemplo, implica o uso de ácido sulfúrico, para uma operação contínua. Além disso, agitação e temperatura entre 70 a 80°C são condições necessárias para o bom andamento da reação. Outro aspecto importante é a ordem de adição dos reagentes, uma vez que a temperatura e a estequiometria são fatores que afetam esse processo. Por exemplo, a adição de ácido sulfúrico 96% a 1-dodeceno a 0°C resulta em um rendimento majoritário de sulfato de dialquil. Uma adição maior que essa rende 80% de 2-monoalquilsulfato. Carboidratos, como o amido, são sulfatados através da adição de SO3-trimetilamina a 0 a 5°C em meio aquoso.

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Sulfatação de ácido sulfâmico

Também conhecido como neutralização, esse é o processo mais simples disponível, e requer o mínimo de equipamentos possível. Um exemplo é a sulfatação do nonilfenol etoxilado. Essa reação emprega primeiramente a aplicação de uma carga a uma caldeira revestida com aço inoxidável ou vidro, para então acrescentar-se uma quantidade molar de ácido sulfâmico cristalino. Todos esses compostos são misturados antes da mistura ser aquecida até 100 a 160°C com nitrogênio atmosférico, para preservar a cor. O resfriamento parcial é feito através da adição dos solventes apropriados, e o produto final obtido é o sal de amônio de nonilfenol etoxilado.

Sulfatação contínua do ácido clorossulfúrico

Álcool e ácido clorossulfúrico são adicionados a uma área de mistura e então enviados a um desgaseificador, onde o cloridrato é separado dos produtos. O calor da reação é removido do ácido sulfúrico, no trocador de calor, e utilizado para resfriar o processo. O ácido clorídrico separado é continuamente absorvido pela mistura de água e ácido, sendo esse último proveniente da porção que já reagiu.

Sulfatação em baterias de chumbo-ácido

O chumbo e o óxido de chumbo (IV) na bateria reagem com o ácido sulfúrico no eletrólito, formando sulfato de chumbo. Em estado amorfo, ele pode ser facilmente revertido para chumbo, óxido de chumbo e ácido sulfúrico no carregamento da bateria. Depois das baterias serem continuamente carregadas e descarregadas, o sulfato de chumbo é convertido a uma forma estável cristalina, que não se dissolve na próxima recarga. Isso reduz a quantidade de chumbo que volta para as placas da bateria. Além disso, o aumento do calor estimula o processo de sulfatação, ao passo que seu excesso pode causar corrosão e danos à bateria.

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Referências

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