Pembuatan Asam Sulfat Berdasarkan Reaksi Kesetimbangan dan Eksoterm

Pembuatan Asam Sulfat Berdasarkan Reaksi Kesetimbangan dan Eksoterm

Asam sulfat merupakan salah satu bahan kimia yang digunakan baik di laboratorium maupun industri. Penggunaan utama asam sulfat di industri adalah sebagai bahan baku pembuatan pupuk, diantaranya pupuk superfosfat dan ammonium sulfat. Asam sulfat juga digunakan sebagai bahan baku dalam pembutan asam klorida, asam nitrat, garam sulfat, detergen, zat pewarna, bom dan obat-obatan.

Pembuatan Asam Sulfat Menurut Proses Kontak Industri lainnya yang berdasarkan reaksi kesetimbangan yaitu pembuatan asam sulfat yang dikenal dengan proses kontak. Proses kontak adalah salah satu metode untuk memproduksi asam sulfat (H₂SO₄). Pada proses ini ada tiga tahapan penting, yaitu : membuat sulfur dioksida (SO₂), mengkoversinya menjadi SO₃, dan konversi SO₃ menjadi H₂SO_4.

Pembuatan SO2

Ada dua cara untuk membuat sulfur dioksida, membakar sulfur (S) dengan oksigen berlebih

atau memanaskan sulfide ores  seperti FeS₂ dalam udara berlebih.

Keduanya dilakukan dengan oksigen berlebih untuk memastikan semua sulfur terkoversi menjadi SO₂. Oksigen sisa akan digunakan pada proses berikutnya. Pada proses pembakaran sulfur, konsentrasi SO₂ yang diperoleh sekitar 9 – 10 %.

Konversi menjadi SO₃

Konversi SO2 menjadi SO3 dilakukan dalam reaktor berkatalis. Reaksi konversi ini merupakan reaksi eksoterm (menghasilkan panas).

Pada reaksi eksoterm, temperatur adalah parameter yang sangat penting. Pada temperatur tinggi, laju reaksi cepat namun konversi rendah. Untuk memperoleh SO3 sebanyak mungkin diperlukan temperatur reaksi yang rendah. Namun pada temperatur ini laju reaksi kecil, untuk itu diperlukan katalis. Katalis yang biasa digunakan adalah V₂O₅ dan temperatur reaksi 400-450 ^oC.

Tekanan bukan parameter penting yang perlu diperhatikan. Lihat persamaan reaksi diatas, 3 mol reaktan menjadi 2 mol produk. Jumlah mol ini sebanding dengan volume (reaksi fasa gas) atau tekanan pada volume tetap. Walaupun dilakukan pada tekanan tinggi, pada akhirnya tekanan akan turun dengan sendirinya. Reaksi ini dilakukan pda tekanan mendekati atmoferik. Selain itu, pada kondisi ini (temperatur 400-450 ^oC, tekanan atmosferik) konversi reaksi mencapai 99,5 sehingga hanya sedikit sekali peningkatan konversi jika tekanan dinaikkan.

Konversi SO₃ menjadi H₂SO₄

Secara teori SO₃ dapat dikonversi menjadi H₂SO₄ jika direaksikan dengan air, namun hal ini tidak dapat dilakukan karena reaksi SO₃ + H₂O sulit dikontrol dan menimbulkan kabut asam sulfat. SO₃ direaksikan terlebih dahulu dengan H₂SO₄membentuk H₂S₂O₇ (oleum).

 reaksi ini dilakukan dalam kolom absorber.

Oleum dapat direaksikan dengan air membentuk asam sulfat.

skema proses kontak berikut ini dapat membantu anda untuk lebih mudah memahami pembuatan asam sulfat dengan proses tersebut. Adapun skemanya adalah sebagai berikut:

Gambar 1. Skema pembuatan asam sulfat (proses kontak)

Tahap penting dalam proses ini adalah reaksi 2SO2(g) + O2(g) ↔ 2SO3(g). Reaksi ini merupakan reaksi kesetimbangan dan eksoterm. Sama seperti pada sintesis amonia, reaksi ini hanya berlangsung baik pada suhu tinggi. Akan tetapi pada suhu tinggi justru kesetimbangan bergeser ke kiri. Pada proses kontak digunakan suhu sekitar 500oC. 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. Dalam industri kimia, jika campuran reaksi kesetimbangan mencapai kesetimbangan, produk  reaksi tidak bertambah lagi. Akan tetapi produk reaksinya diambil atau disisihkan, maka akan menghasilkan laagi produk reaksi. Berikut ini rangkaian alatyang digunakan untuk pembuatan asam sulfat:

Gambar 2. Rangkaian alat pembuatan asam sulfat (proses kontak)

Nama   : Fitrotul Jannah

NIM    : 15630103