industri asam sulfat

Asam sulfat (H2SO4) merupakan asam kuat yang tidak berwarna dan bersifat korosif. Dalam industri, asam sulfat digunakan sebagai bahan baku untuk membuat pupuk, pigman dan cat, pembuatan besi dan baja, pembuatan pulp dan kertas, pengisi sel akumulator, pelarut, detergen, pengatur pH didalam proses industri, pendehidrasi, serta pembuartan produk-produk kimia lainnya seperti amonium sulfat dan kalium hidroposfat.

Dalam industri asam sulfat diproduksi dengan proses kontak dengan 3 tahap utama sebagai berikut :
a. Pembentukan belerang dioksida (SO2)
S(l) + O2(g) ↔ SO2(g)
b. Pembentukan Belerang Trioksida (SO3)
SO2(g) + O2(g) ↔ SO3(g) ∆H = -190 kj.
c. Pembentukan Asam Sulfat
SO3(g) + H2SO4(aq) → H2S2O7(aq)
H2S2O7(aq) + H2O(l) → H2SO4(aq)

Pertama, belerang dibakar menjadi belerang dioksida lalu dioksidasi lebih lanjut menjadi belerang trioksida dan gas SO3 dilarutkan ke dalam asam sulfat pekat sehingga membentuk asam sulfat pekat berasap yang jika dicampur air akan menghasilkan asam sulfat pekat.

Prinsip proses ini adalah oksidasi gas SO2 dengan oksigen dari udara dengan menggunakan katalis padat Pt atau V2O5 yang di lanjutkan dengan absorpsi gas SO3 yang terbentuk untuk menghasilkan asam sulfat.

belerang di lelehkan dan di bakar dengan menggunakan udara yg telah di

tekan sampai 1,5-3,0 psig sebelum masuk sulfur burner yang merupakan
silinder baja vertikal di lapisi batu tahan api. gas yang keluar
furnace 1600 degre F. didinginkan dlm waste heat boiler hingga 800 F.
tekanan steam dijaga di bwh 200 Psig untuk menjaga agar temperatur di
atas titik embun asam sulfat dlm gas, krn kondensasi dari asam ini
akan mempercepat korosi peralatan, stlh itu gas SO2 sblm masuk
conventer gas SO2 di ubah menjadi SO3 dan hmpir smua gas SO2
terkonversi pada tahap pertama, kemudian temperatur di turunkan secara
bertingkat pada tahap berikutnya untuk mendapatkan kesetimbangan yang
menguntungkan. Keluar dari conventer gas di lewatkan ke economizer,
selanjutnya dimasukkan kolom absorpsi, untuk mengabsorpsi gas SO3 dengan asam sulfat pekat untuk menghasilkan oleum. Disini terjadi kesetimbangan pada pembentukan gas belerang trioksida.
Pada proses kontak digunakan suhu sekitar 500˚C dengan katalisator V2O5. Sebenarnya tekanan besar akan menguntungkan produksi SO3, tetapi penambahan tekanan ternyata tidak diimbangi penambahan hasil yang memadai. Oleh karena itu, pada proses kontak tidak digunakan tekanan besar melainkan tekanan normal, 1 atm. Dari proses kontak ini lalu akan terbentuk asam sulfat pekat dengan kadar 98%.
Berikut adalah diagram proses kontak :







Dari ketiga tahapan tersebut, tahap dua merupakan tahap yang menentukan efisiensi produk asam sulfat sebab membentuk reaksi kesetimbangan. Jika optimasi system reaksi tepat, maka akan diperoleh gas SO3 yang maksimal.
Adapun cara mengoptimasi pembentukan SO3 antara lain :
a. Optimasi Suhu
Oleh karena pembentukan SO3 bersifat eksoterm, efektifitas pembentukan SO3 dioperasikan pada suhu rendah.Kendalanya yaitu, jka suhu terlalu tinggi, maka reaksi berlangsung sangat lambat. Namun jika suhu terlalu rendah, maka reaksi bergeser kea rah penguraian SO3. Selain itu katalis menjadi tidak berfungsi. Berdasarkan hasil penyelidikan, suhu optimum pembentukan SO3 sekitar 450-500˚C.

b. Optimasi Tekanan
Berdasarkan data koefisien reaksi, kita dapat mengetahui bahwa tekanan yang dioperasikan harus tinggi agar posisi kesetimbangan bergeser ke arah produk. Umumnya tekanan yang dioperasikan berkisar antara 2-3 atm. Tekanan tinggi tidak dapat dioperasikan dalam proses ini sebab peralatannya tidak mendukung (SO3 bersifat korosif terhadap logam).


Selain dengan proses kontak, asam sulfat juga dapat dibuat melalui proses bilik timbal. Pada proses blik timbal, bahan bakunya sama dengan proses kontak yaitu S02. Katalis yang digunakan yaitu gas NO dan NO2. Gas S02, NO, NO2, dan uap air dialirkan ke dalam ruangan yang bagian dalamnya dilapsi Pb (timbal). Gas SO2 hasil pemanggangan dialirkan ke dalam menara glover bersama asam nitrat. Dalam hal ini, asam nitrat diurai menjadi NO dan NO2. Campuran gas tersebut dialirkan ke dalam bilik timbal bersama-sama udara dan uap air.
Reaksinya sebagai berikut :
2SO2 + O2 + NO + NO2 + H2O —— 2HNOSO4 (asam nitrosil)
2HNOSO4 + H20 —— 2H2SO4 + NO+ NO2


Sifat-Sifat Asam Sulfat




Nama sistematis : Asam Sulfat
Nama lain : Minyak vitriol
Rumus Molekul : H2SO4
Massa molar : 98,078 g/mol
Densitas : 1,84 g cm−3
Titik Leleh : 10 °C, 283 K, 50 °F
Titik didih : 290 °C, 563 K, 554 °F
Visakositas : 26,7 cP pada 20°C
Sifat bahaya : Sangat korosif
Asam sulfat merupakan asam kuat, karena mudah menyumbang sebuah proton kepada air membentuk ion hidronium (H30+) dan ion bisulfat (HSO4-)
H2SO4(aq) + H20(l) —— H3O+ + HSO4-
Asam sulfat murni berupa cairan kental, tidak berwarna dan tidak berbau serta mudah terurai menjadi SO2 dan H20 bila dipanaskan.
Pengenceran asam sulfat dengan air menghasilkan panas eksotermik karena terjadi reaksi :
H2SO4 pekat + H20 —— H30+ + HSO4-
Asam sulfat bersifat pengoksida lemah dalam suasana dingin, tetapi pengoksida kuat dalam suasana panas.
2X- + 3H2SO4 —— X2 + SO2 + 2H2O + HSO4-
Asam sulfat merupakan asam diprotik kuat
H2SO4 —— H+ + HSO4- (100%)
HSO4- —— H+ + SO4- (10%)