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¿Cómo se forma un hidrato del ácido sulfúrico?

El Ácido Sulfúrico es un ácido que presenta gran afinidad por el agua, ésta característica hace que deshidrate a los compuestos orgánicos, como los alcoholes y/o la sacarosa (azúcar), que inclusive llega a carbonizarlo. También deshidrata a otras sustancias orgánicas que contengan rastros o vestigios de hidrógeno y oxígeno (papel, madera, etc.).

Generalmente estas reacciones de hidratación del ácido sulfúrico son exotérmicas, debido a que la formación del enlace entre el agua y el ácido es la principal causa de liberación de calor, por lo que se ven favorecidas termodinámicamente. Para hidratar un ácido sulfúrico solo es necesario mezclar éste acido con poca cantidad de agua; de esta manera se obtiene los hidratos:

H2SO4-H2O        o          H2SO4-2H2O           ∆H = - 20,5 Kcal/mol

El ácido sulfúrico es un ácido diprótico porque cede dos iones hidrogeno en etapas diferentes con sus respectivas constantes de equilibrio:

H2SO4 (ac) + H2O (l) → H3O+ (ac) + HSO4-(ac) K1= 103 equilibrio fuerte

HSO4-(ac) + H2O (l) → H3O+ (ac) + SO4

2-(ac) K2= 1.2 x 10-2

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EL PROCESO CLAUS

El proceso Claus consiste, básicamente, en la conversión del ácido sulfhídrico a agua y azufre vapor, empleando un reactor térmico (también llamado horno de reacción u horno Claus), condensadores, recalentadores y lechos catalíticos; el gas resultante, generalmente llamado "gas de cola", se envía a un horno para su incineración a SO2 o bien a un proceso para reducir aún más su concentración en compuestos de azufre, en un tratamiento de gas de cola.

La reacción de Claus incluye la oxidación de parte del H2S de la alimentación y la reacción subsiguiente del H2S restante y del SO2 formado para obtener azufre elemental:

3H 2S+1.5O2→2H 2S+SO2+H 2O

2H 2O+SO2→3/ x Sx+2H 2O

Sx: Forma alotrópica del azufre

La reacción de Claus, permite la producción de azufre elemental, mediante la reacción en fase vapor de H2S y SO2:

Etapa de Combustión 2 H2S + SO2⇒1,5 S2+ H2O [1.1]*

Etapa de Combustión 3 H2S + 3/2 O2⇒2 H2S + SO2+ H2O [1.2]

Etapa Catalítica 2 H2S + SO2⇔3/x Sx + 2H2O [1.3]

Sx: Forma alotrópica del azufre

*La reacción [1.1] es característica de las condiciones de alta temperatura de reacción en la etapa de combustión.

Los productos de reacción, son enfriados a aproximadamente 143ºC para condensar el azufre y, a continuación, es separado en estado líquido de los gases no condensados. El azufre suele almacenarse o transportarse en estado líquido a temperaturas en torno a 121ºC, o bien en estado sólido en diversas formas. El azufre líquido tiene un color rojo brillante y en estado sólido los colores varían de amarillo canario a marrón o incluso negro.

Entre las ventajas del proceso se encuentran que puede tratar concentraciones de H2S entre el 10% y el 100%, también puede tratar cargas procedentes de torres de tratamiento de agua ácida con altas concentraciones de amoniaco. El proceso admite grandes variaciones en el caudal de carga, hasta la quinta parte del caudal de diseño.

En cuanto a la eficacia, se pueden conseguir conversiones del 97-98% sobre el azufre en la entrada; añadiendo una etapa posterior llamada tratamiento de gas de cola, usualmente absorción con etanolaminas, se consiguen conversiones del 99.9%.

El proceso Claus se emplea ampliamente en refinerías y plantas de tratamiento de gases, ya que sus características se adaptan muy bien a los caudales y composiciones de gas ácido, que se obtienen en las refinerías. En las plantas de tratamiento de gas, las

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concentraciones en H2S del gas ácido suelen ser más bajas y las plantas necesitan algunas modificaciones.

Fuentes:

- http://es.slideshare.net/anagabrielortizmaizer/acido-sulfrico- http://www.100ciaquimica.net/temas/tema11/punto7c.htm- http://www.textoscientificos.com/quimica/inorganica/azufre/propiedades-acido-

sulfurico- https://puraquimicaulaciencias.files.wordpress.com/2010/08/calor-de-

reaccion.pdf- ftp://tesis.bbtk.ull.es/ccppytec/cp81.pdf