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Introdução à Indústria de Química Inorgânica

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Guia do Formando
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IEFP IEFP IEFP IEFP IEFP • ISQ ISQ ISQ ISQ ISQ
Química IndustrialQuímica IndustrialQuímica IndustrialQuímica IndustrialQuímica Industrial
Introduçªo à Indœstria de Química Inorgânica
Guia do Formando
IEFP IEFP IEFP IEFP IEFP • ISQ ISQ ISQ ISQ ISQ
Química IndustrialQuímica IndustrialQuímica IndustrialQuímica IndustrialQuímica Industrial XI . 1XI . 1XI . 1XI . 1XI . 1
Introduçªo à Indœstria de Química Inorgânica
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t.1
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OBJECTIVOS
No final desta unidade temática, o formando deverá estar apto a:
• Explicar qual a extensão desta indústria e quais os objectivos de cada um
dos seus constituintes;
• Identificar, dentro de cada tipo de indústria, quais as Operações Unitárias
que deverão existir para se produzirem as diferentes substâncias químicas.
TEMAS
• Ácido sulfúrico e enxofre
• Derivados do azoto
• Cloreto de sódio
• Carbonato de sódio
• Ácido clorídrico
• Sal de Glauber
• Soda cáustica
• Fosfatos, fósforo, fertilizantes e sais potássicos
• Explosivos químicos
• Resumo
• Actividades / Avaliação
Guia do Formando
IEFP IEFP IEFP IEFP IEFP • ISQ ISQ ISQ ISQ ISQ
Química IndustrialQuímica IndustrialQuímica IndustrialQuímica IndustrialQuímica Industrial XI . 2XI . 2XI . 2XI . 2XI . 2
Introduçªo à Indœstria de Química Inorgânica
Componente Científico-Tecnológica
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O ácido sulfúrico é um dos produtos químicos pesados, oleaginoso, de elevada
viscosidade e fortemente corrosivo, que constitui o eixo de muitas outras
indústrias (ácido clorídrico, sulfato de amónio, etc.).
Queimando pirites através de um processo intitulado ustulação, obtém-se
dióxido de enxofre que, depois de oxidado, origina trióxido de enxofre;
combinando este óxido com água, obtém-se ácido sulfúrico.
O ácido sulfúrico é fabricado nas chamadas câmaras de chumbo, onde o dióxido
de enxofre é oxidado com oxigénio e óxido de azoto misturado com água
pulverizada. Os óxidos de azoto são activadores (catalisadores gasosos) da
reacção da oxidação. A temperatura, nas câmaras de chumbo, é de cerca de
110°C.
O ácido sulfúrico produzido vai-se acumulando no fundo, de donde é extraído,
posteriormente, para tanques de armazenamento. A concentração de ácido
varia entre 62 e 93% (50 e 66° Bé).
As matérias-primas para a fabricação do ácido sulfúrico são as seguintes:
• Enxofre fundido
• Pirites
• Outros materiais
O processo das câmaras de chumbo que constitui, sem dúvida, o sistema
mais divulgado, tem a configuração que se apresenta na Fig. XI.1.
Fig. XI.1 – Isométrica de câmaras de chumbo
ÁCIDO SULFÚRICO E ENXOFRE
4
5
6
7
8
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12
1
2
3
CT
F
CT
G
G
AB
OC
EF
B
Guia do Formando
IEFP IEFP IEFP IEFP IEFP • ISQ ISQ ISQ ISQ ISQ
Química IndustrialQuímica IndustrialQuímica IndustrialQuímica IndustrialQuímica Industrial XI . 3XI . 3XI . 3XI . 3XI . 3
Introduçªo à Indœstria de Química Inorgânica
Componente Científico-Tecnológica
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t.1
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Dada a importância deste sistema, apresentam-se, a seguir, os componentes
principais que estão na legenda da Figura anteriormente referida:
F . Alimentador de enxofre
B . Queimador de enxofre
CT . Torres de combustão
G . Torre de Glover
AB . Queimador de amoníaco
OC . Câmara lateral
EF . Extractor de ar
1 a 12 . Câmaras de chumbo
Os fornos de ustulação de pirites são de vários tipos, sendo, o mais comum,
de tipo rotativo de placas, onde se obtêm gases com um teor de 8% de SO2.
Um vez iniciada a reacção, esta torna-se auto-suficiente, pois é exotérmica. O
gás libertado da ustulação passa, em seguida, a precipitadores. Na fase de
purificação dos gases quase todo o calor é absorvido podendo, no entanto,
aproveitar-se alguma dessa energia para produzir vapor. Os equipamentos que
queimam enxofre geram um gás rico em SO2 (10 a 11%). Estes gases entram
na torre de Glover, onde se encontram com o ácido proveniente da torre de
Gay-Lussac, o qual é rico em gases nitrosos e água (esta serve para separar o
gás nitroso). A torre de Glover tem por objectivo arrefecer o gás sulfuroso e
concentrar o ácido. Nesta torre forma-se mesmo uma certa quantidade de ácido
sulfúrico novo. Estes componentes são forrados com sílica fundida ou chumbo.
O gás sulfuroso com vapor e os gases nitrosos arrastados da torre da
Gay-Lussac saem da torre de Glover conjuntamente com o excesso de oxigénio
e azoto, passam pela zona do queimador de amoníaco (para enriquecer em
óxidos de azoto) e entram nas câmaras de chumbo.
Pela base da torre de Glover sai ácido novo aí produzido. Modernamente, o
ácido das torres de contacto passa, também, pelas torres de Glover para se
tornar mais concentrado. Na zona de queima catalítica (sobre platina) do
amoníaco, este passa a monóxido de azoto.
No método de contacto, os gases reagentes passam através de um catalisador
sólido, onde o dióxido sulfuroso se converte em trióxido de enxofre ou óxido
sulfúrico. Este é, em seguida, absorvido por ácido sulfúrico, permitindo atingir
concentrações de 98 ou 100%, ou mesmo, ultrapassar este valor, formando os
chamados oleums. A procura de ácido sulfúrico a 100%, ou superior, deve-se
à indústria dos corantes.
Quando existe enxofre em grandes quantidades em vez de pirites, as instalações
são mais pequenas não sendo necessárias câmaras de pó, precipitadores,
torres lavadoras, etc., o que torna o método mais simples.
Em muitas ocasiões, o ácido sulfúrico usa-se como desidratante, sendo
necessário separar a água absorvida, mediante concentradores, para que se
possa voltar a utilizar. Estes sistemas baseiam-se num processo de câmaras
de chumbo, em que o ácido é aquecido por óleo mineral.
Ácido sulfúrico
Guia do Formando
IEFP IEFP IEFP IEFP IEFP • ISQ ISQ ISQ ISQ ISQ
Química IndustrialQuímica IndustrialQuímica IndustrialQuímica IndustrialQuímica Industrial XI . 4XI . 4XI . 4XI . 4XI . 4
Introduçªo à Indœstria de Química Inorgânica
Componente Científico-Tecnológica
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O enxofre é outro produto inorgânico de grande importância que aparece na
natureza em jazidas minerais. Para ser purificado, é fundido e filtrado no estado
líquido. O enxofre pode ser igualmente aproveitado como subproduto de outras
indústrias, como as do petróleo ou do carvão (coque).
A fabricação do amoníaco é dos processos que a Indústria Química mais fabrica,
em unidades de grande dimensão. Para o efeito, é necessário juntar azoto e
hidrogénio a alta pressão e temperatura moderada sobre um catalisador. A
importância do amoníaco deve-se, essencialmente, aos fertilizantes. Devido à
utilização de nitrato de amónio e ureia como fertilizantes, tem-se registado
uma grande procura mundial de amoníaco e ácido nítrico (que é outro derivado
do azoto). Os principais métodos de azoto resumem-se, a seguir, na Tabela XI.1.
Tabela XI.1 – Métodos de fabricação de amoníaco
Todos os métodos, com excepção do Mont Cenis, usam o ferro como catalisador.
O hidrogénio é proveniente de gás de petróleo, electrólise ou de outros processos
como, por exemplo, a queima de produtos petrolíferos. A reacção de combustão
mais frequente transforma os produtos de carbono em dióxido de carbono,
monóxido de carbono e hidrogénio, com teores variáveis, os quais são,
posteriormente, sujeitos a reacções de enriquecimento em reactores com
catalisadores.
Uma das operações importantes a sofrer pelo gás de síntese é a purificação,
de modo a retirar H2S, CS2, COS e outras impurezas.
A lavagem com azoto líquido permite lavar o gás de síntese de traços de monóxido
de carbono, sendo o dióxido de carbono retirado previamente por arrefecimento
e separação.
Amoníaco
DERIVADOS DO AZOTO
Método Catalisador P, bar T, ºC Recicl.gás Rend.% Origem H2
Americano
Haber
Mont Cenis
Claude(França)
Casale
(Itália)
Fauser
Ferro activado
Ferro activado
Complexo de
Cianeto de ferro
Ferro activado
Ferro activado
Ferro activado
300
200
100
900
750
200
500
550
400
650
500
500
sim
sim
sim
não
sim
sim
20 - 30
8
9 - 12
40 - 85
15 - 18
12 - 23
Gás Nat.
Coque Vap
Gás pobre
Electrol
Guia do Formando
IEFP IEFP IEFP IEFP IEFP • ISQ ISQ ISQ ISQ ISQ
Química IndustrialQuímica IndustrialQuímica IndustrialQuímica IndustrialQuímica Industrial XI . 5XI . 5XI . 5XI . 5XI . 5
Introduçªo à Indœstria de Química Inorgânica
Componente Científico-Tecnológica
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A síntese de amoníaco faz-se em reactor de alta pressão, com uma espessura
de parede extremamente elevada (Fig. XI.2).
Fig. XI.2 – Reactor de amoníaco
A reacção, embora a alta temperatura, é isotérmica pelo que o corpo tem de
estar bem protegido a fim de evitar a degradação. À saída do reactor de síntese,
o gás é arrefecido num permutador de calor, onde se faz a separação a alta e
baixa pressão, sucessivamente.
O ácido nítrico é outro dos produtos azotados conhecido desde o século XIII. O
processo Glauber usa ácido sulfúrico com nitrato de sódio. Actualmente, o
ácido nítrico obtém-se a partir da oxidação do amoníaco com o ar, sobre um
catalisador de metal nobre, a baixa pressão e a uma temperatura entre 800 e
900°C. São vários os métodos utilizados hoje em dia e que se resumem na
Tabela XI.2.
Tab. XI.2 – Métodos de fabricação de ácido nítrico
Ácido nítrico
Temp. ºC P, bar Con. %
Baixa pressão
Média pressão (Montecatini)
Alta pressão (Muleman)
Alta pressão (Dupont)
Hoko Fauser
800
850
-
950
-
atm.
2,8
2,8
8,4
-
50 - 52
60
70
98 - 99
Guia do Formando
IEFP IEFP IEFP IEFP IEFP • ISQ ISQ ISQ ISQ ISQ
Química IndustrialQuímica IndustrialQuímica IndustrialQuímica IndustrialQuímica Industrial XI . 6XI . 6XI . 6XI . 6XI . 6
Introduçªo à Indœstria de Química Inorgânica
Componente Científico-Tecnológica
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Após a produção de óxidos de azoto, os gases passam a uma torre de absorção.
O dióxido de azoto reage com a água, formando monóxido de azoto e ácido
nítrico. Na torre de absorção, deverá existir ar suficiente para oxidar o óxido
nítrico, à medida que este se vai formando. O ácido nítrico não pode concentrar-se
por simples destilação, pois forma uma mistura azeotrópica com 68% do peso;
para tal, usa-se um agente desidratante para eliminar a água. O agente
desidratante mais usado é o ácido sulfúrico concentrado. A mistura é destilada,
em seguida, obtendo-se ácido nítrico para ser concentrado (95 a 98%) e ácido
sulfúrico a 70% (depois de desnitrificado). Este ácido sulfúrico pode ser
reconcentrado e novamente usado.
Um dos outros produtos derivados do azoto é o nitrato de amónio, que se
obtém fazendo neutralizar o ácido nítrico com amónia (Fig. XI.3).
Fig. XI.3 – Diagrama de fabricação do nitrato de amónio
O nitrato de amónio é desidratado e granulado, antes de ser
armazenado. Este produto é de extrema perigosidade e, quando
combinado com matéria orgânica, produz uma explosão violenta.
Outro produto azotado é a hexametilenotetramina ou, simplesmente, tetramina,
que se obtém por reacção do amoníaco com álcool metílico. A reacção dá-se
a 50°C e em solução a um pH entre 7 e 8. A tetramina usa-se para fabrico
de explosivos de alta potência ou como agente conservante na
fabricação de resinas, por exemplo, do tipo fenol-formaldeído.
Outro composto proveniente do azoto é a hidrazina, cuja fórmula é N2H4, usada
como combustível de elevada potência ou como neutralizador de águas de
alimentação de caldeira de alta pressão.
Nitrato de amónio
Ar
Ar
NH4 NO3
Sólido
NH4 NO3
Conc.
NH4 NO3
Diluido
NH3
HNO3
Guia do Formando
IEFP IEFP IEFP IEFP IEFP • ISQ ISQ ISQ ISQ ISQ
Química IndustrialQuímica IndustrialQuímica IndustrialQuímica IndustrialQuímica Industrial XI . 7XI . 7XI . 7XI . 7XI . 7
Introduçªo à Indœstria de Química Inorgânica
Componente Científico-Tecnológica
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Apresentam-se, em seguida, outros compostos azotados de elevada
importância:
• Ureia
• Ácido cianídrico
• Acrilonitrilo
A ureia é um produto obtido a partir da combinação de amoníaco com dióxido
de carbono (dois produtos da fabricação de amoníaco). A reacção passa por
carbamato de amónio, o qual se decompõe em ureia e água. O óxido de carbono
e o amoníaco que não reagirem voltam a ser reciclados e entram no processo.
Existem vários métodos de obtenção, que se passam a descrever:
• Du Pont
• Pedriney
• Montecatini
• Inventa
• Chemico
O ácido cianídrico obteve grande importância devido à fabricação do anilonítrico,
o qual constitui a matéria-prima de algumas fibras sintéticas.
O cloreto de sódio existe na natureza em quantidades quase sem limite,
constituindo a matéria-prima para outros produtos inorgânicos:
• Carbonato de sódio
• Soda cáustica
• Sulfato de sódio
• Sulfato de sódio cristalizado ou sal de Gauber
É, também, a matéria-prima do ácido clorídrico e do sódio.
A obtenção de sal pode ter várias proveniências:
• Evaporação
• Sal gema
• Salmoura
O sal tem grande poder de solubilidade em água, pelo que as salmouras são
industrialmente evaporadas de água, até à sua obtenção. Posteriormente, é
seco em secadores rotativos, feitos em monel.
CLORETO DE SÓDIO
Guia do Formando
IEFP IEFP IEFP IEFP IEFP • ISQ ISQ ISQ ISQ ISQ
Química IndustrialQuímica IndustrialQuímica IndustrialQuímica IndustrialQuímica Industrial XI . 8XI . 8XI . 8XI . 8XI . 8
Introduçªo à Indœstria de Química Inorgânica
Componente Científico-Tecnológica
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O método Europeu mais comum de extracção de carbonato de sódio é a partir
de carbonato de amónio (soda Solvay), e deve-se ao químico belga Solvay. O
processo baseia-se no facto de que, se se dissolver bicarbonato de amónio
com uma solução concentrada de sal comum, o sal amónico dissolve-se e
separa-se o bicarbonato de sódio na forma sólida, isto é, é filtrado, seco e
calcinado, obtendo-se o carbonato de sódio. Este processo passou a ser rentável
a partir do momento em que Solvay conseguiu uma recuperação do amoníaco.
Na prática, uma solução saturada de sal trata-se com amoníaco gasoso
(Fig. XI.4); esta dissolução satura-se com dióxido de carbono, permitindo a
continuidade da acção; a suspensão resultante de bicarbonato de sódio em
solução de cloreto de amónio é filtrada e o bicarbonato de sódio é calcinado, a
fim de se obter carbonato de sódio. O cloreto de amónio é tratado com cal
apagada (hidróxido de cálcio), permitindo a recuperação do amoníaco.
Fig. XI.4 – Processo Solvay para fabricação de carbonato de sódio com amoníaco
Não existe grande risco de se perder o amoníaco nesta operação. O cloro, no
entanto, não é recuperado.
O sulfato de sódio comercial é um produto proveniente do cloreto de sódio por
acção do ácido sulfúrico, sendo o ácido clorídrico um subproduto desta reacção.
Processo Solvay Carbonato
de sódio
CARBONATO DE SÓDIO
Guia do Formando
IEFP IEFP IEFP IEFP IEFP • ISQ ISQ ISQ ISQ ISQ
Química IndustrialQuímica IndustrialQuímica IndustrialQuímica IndustrialQuímica Industrial XI . 9XI . 9XI . 9XI . 9XI . 9
Introduçªo à Indœstria de Química Inorgânica
Componente Científico-Tecnológica
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2Na Cl + H2 SO4 ® 2HCl + Na2 SO4
Para o efeito, usa-se o chamado “forno de Mannheim” (Fig. XI.5).
A . Carga D . Sistema de accionamento
B . Saída de gases E . Refrigeração
C . Descarga
Fig. XI.5 – Forno Mannheim para produção de sulfato de sódio com ácido clorídrico como
subproduto
O sulfato de sódio é bastante importante para a fabricação dos seguintes
produtos:
• Papel
• Detergentes
• Vidro
O ácido clorídricopode fabricar-se através dos seguintes processos:
• A partir de sal, em fornos;
• Combustão do cloro obtido por electrólise;
• Subproduto de cloração de hidrocarbonetos como benzeno e penteno;
• Cloro e vapor sobre coque a 350°C.
ÁCIDO CLORÍDRICO
AB
E
C D
Guia do Formando
IEFP IEFP IEFP IEFP IEFP • ISQ ISQ ISQ ISQ ISQ
Química IndustrialQuímica IndustrialQuímica IndustrialQuímica IndustrialQuímica Industrial XI . 10XI . 10XI . 10XI . 10XI . 10
Introduçªo à Indœstria de Química Inorgânica
Componente Científico-Tecnológica
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O cloreto de hidrogénio é um gás que, por arrefecimento à temperatura ambiente,
não se condensa, sendo necessária a sua dissolução em água. A concentração
normal é de 20° Bé a 15,5°C (32,46% de ácido).
Por exemplo, pode aproveitar-se o cloreto de hidrogénio proveniente dos fornos
de Mannheim para, através de uma conduta de gás coberta com alcatrão,
entrar numa caixa, onde deixa a maior parte do ácido sulfúrico que transporta.
Passa, posteriormente, por um sistema de refrigeração e, depois, entra em
torres de absorção (Fig. XI.6).
A . Caixa
B . Refrigerador
C . Torres de absorção (1,2,3)– saída de gás tratado
Fig. XI.6 – Sistema de absorção de ácido clorídrico
O ácido clorídrico é usado como decapante nas instalações de arame de aço
ou de chapa, na fabricação de corantes, fenol, plásticos e outras aplicações de
menor importância.
O sal de Glauber é o sulfato de sódio decahidratado, obtido por dissolução do
sulfato de sódio em tanques de madeira com agitação e com passagem de
vapor para evitar a saturação. A solução é tratada com cal, para tratar o ácido
sulfúrico que o sulfato de sódio arrasta e para precipitar os sais de ferro e
alumínio.
SAL DE GLAUBER
A
B
C
321
Guia do Formando
IEFP IEFP IEFP IEFP IEFP • ISQ ISQ ISQ ISQ ISQ
Química IndustrialQuímica IndustrialQuímica IndustrialQuímica IndustrialQuímica Industrial XI . 11XI . 11XI . 11XI . 11XI . 11
Introduçªo à Indœstria de Química Inorgânica
Componente Científico-Tecnológica
M
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O líquido é, em seguida, sedimentado, passando para os cristalizadores. Quando
o sal cristaliza num líquido ácido, obtêm-se cristais incolores; em líquidos neutros
produzem-se sais de cor acastanhada, cuja composição qualitativa é a seguinte:
• Sulfato de sódio hidratado
• Cloreto de sódio
• Humidade
• Sulfato férrico
• Sulfato de cálcio
• Ácido livre
O sal de Glauber deve a sua importância ao uso tradicional na indústria têxtil.
A soda cáustica ou hidróxido de sódio, é um sólido branco muito solúvel em
água. Obtém-se por caustificação do carbonato de sódio com cal e por electrólise
do cloreto de sódio em solução aquosa, com produção simultânea de cloro e
hidrogénio.
A soda cáustica pode-se obter, como atrás se referiu, por meio duma reacção
a quente do carbonato de sódio com hidróxido de cálcio, dando hidróxido de
cálcio e carbonato de cálcio, através da seguinte reacção:
Na2 CO3 + Ca(OH)2 ® 2Na OH + Ca CO3
O processo electrolítico obtém-se por aplicação de uma corrente eléctrica. Na
Fig. XI.7, pode ver-se a célula electroquímica. O ião cloreto forma gás cloro nos
ânodos marcados com A e C; o ião hidrogénio forma hidrogénio nos cátodos B
e D. Um diafragma separa a salmoura do compartimento anódico do catódico.
Na solução, vai-se acumulando hidróxido de sódio que sofre, posteriormente,
um processo de purificação. Apresenta-se, na Fig. XI.8, um esquema de uma
célula de diafragma tipo Hooker.
Seguidamente a esta operação, dá-se uma outra de concentração da solução
de soda cáustica.
Na célula de mercúrio, o cátodo é de mercúrio e o ânodo de grafite, não existindo
diafragma.
O ião sódio, ao receber um electrão, passa a metal e dissolve-se de imediato
no mercúrio. O cloro liberta-se sob a forma de gás amarelo. Estes dois
fenómenos processam-se numa das câmaras da célula. A amálgama de
mercúrio com sódio sai da célula, fazendo-a reagir com água existente na
câmara, dando origem a hidrogénio e a uma solução de hidróxido de sódio.
Soda cáustica
SODA CÁUSTICA E CLORO
Guia do Formando
IEFP IEFP IEFP IEFP IEFP • ISQ ISQ ISQ ISQ ISQ
Química IndustrialQuímica IndustrialQuímica IndustrialQuímica IndustrialQuímica Industrial XI . 12XI . 12XI . 12XI . 12XI . 12
Introduçªo à Indœstria de Química Inorgânica
Componente Científico-Tecnológica
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Fig. XI.7 – Célula electrolítica para electrólise de soluções aquosas de cloreto de sódio
Fig. XI.8 – Célula Hooker tipo “S-3B”
A soda cáustica possui muitas aplicações industriais, como por exemplo:
• Pasta de papel
• Metalurgia
• Refinação do petróleo
Saída do cloro
Entrada da salmoura
Tubo de nível
Saída de soda
Saída do hidrogénio
Cátodo forrado de
amianto
Barra anódica
Anodos de grafite
Guia do Formando
IEFP IEFP IEFP IEFP IEFP • ISQ ISQ ISQ ISQ ISQ
Química IndustrialQuímica IndustrialQuímica IndustrialQuímica IndustrialQuímica Industrial XI . 13XI . 13XI . 13XI . 13XI . 13
Introduçªo à Indœstria de Química Inorgânica
Componente Científico-Tecnológica
M
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t.1
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• Lixívias e detergentes
• Têxteis
• Sabões
Como subproduto da soda cáustica, obtém-se cloro e hidrogénio, os quais se
podem vender como gases ou produzir ácido clorídrico sintético. O cloro é
obtido, principalmente, a partir de electrólise, como subproduto de sódio ou
soda cáustica. O armazenamento do cloro consegue-se liquefazendo-o por
compressão a 0°C e 18 bar, a -20°C e 5,5 bar ou a -33,5° e a uma pressão
ligeiramente superior à atmosférica. O cloro usa-se também como branqueador,
quando em reacção com a cal, originando hipoclorito de cálcio.
Os fosfatos são, em grande parte, retirados às chamadas “fosforites”.
Podem ser beneficiados, também, como fertilizantes. A fosforite converte-se
em produtos utilizáveis por dois métodos:
• Processo por via húmida, que produz ácido fosfórico impuro, usado para
fertilizantes;
• Combustão de fósforo elementar para obtenção de ácido fosfórico puro, que
se converte em fosfato.
No processo de forno eléctrico, existem as seguintes etapas na fabricação de
ácido fosfórico:
• Preparação da fosforite (com carga à base de óxido de cálcio, sílica, alumínio,
fluor, óxido de ferro, etc.);
• Alimentação do forno;
• Forno de aço onde se produz fósforo elementar;
• Precipitação num electrofiltro de pó de fósforo;
• Condensação dos gases de fósforo;
• Conversão, por via húmida, em ácido fosfórico.
Como compostos mais importantes do fósforo, usados como fertilizantes têm-se
os seguintes:
• Fosfato de sódio (por reacção de ácido fosfórico com soda cáustica);
• Fosfato de cálcio (por reacção do ácido fosfórico com cal hidratada);
• Tricloreto de fósforo;
• Pentasulfureto de fósforo.
FOSFATOS, FÓSFORO, FERTILIZANTES E SAIS POTÁSSICOS
Guia do Formando
IEFP IEFP IEFP IEFP IEFP • ISQ ISQ ISQ ISQ ISQ
Química IndustrialQuímica IndustrialQuímica IndustrialQuímica IndustrialQuímica Industrial XI . 14XI . 14XI . 14XI . 14XI . 14
Introduçªo à Indœstria de Química Inorgânica
Componente Científico-Tecnológica
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Os fosfatos usam-se como fertilizantes, misturando-se com compostos
azotados, como nitratos, ureia e outros compostos. Por exemplo, os
superfosfatos amónicos possuem na sua constituição um superfosfato (18%
P2 O3) com amoníaco.
Como fertilizantes, existem ainda muitos outros sais, dos quais se destacam:
• Granulado de nitrato de sódio, que é um produto em grão arredondado,
obtido por fusão, a partir de sal, para diminuir as características
higroscópicas;
• Sais de potássio, misturas complexas de sais hidratados, como cloretos,
sulfatos, etc. e que são usados como fertilizantes para correcção de solos.
A indústria de explosivos ocupa muitosmilhares de pessoas na sua fabricação,
sendo uma das indústrias mais importantes no mundo. Os explosivos podem
classificar-se em:
• Explosivos detonadores
• Explosivos deflagradores
São, em muitos casos, produtos orgânicos, mas, por vezes, são produtos
inorgânicos, como no caso da pólvora negra. Muitos dos produtos inorgânicos
constituem a carga oxidante necessária para a explosão, como o nitrato de
sódio, nitrato de amónio, etc.
EXPLOSIVOS QUÍMICOS
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Química IndustrialQuímica IndustrialQuímica IndustrialQuímica IndustrialQuímica Industrial XI . 15XI . 15XI . 15XI . 15XI . 15
Introduçªo à Indœstria de Química Inorgânica
Componente Científico-Tecnológica
M
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O ácido sulfúrico é um produto de elevada viscosidade, com diversos derivados.
É obtido a partir de enxofre, pirites e outros produtos derivados com enxofre.
O processo das câmaras de chumbo é o processo mais usado; consiste num
reactor de oxidação que utiliza gases nitrosos como catalisadores.
No método de contacto, os gases reagentes são activados por um catalisador
sólido, onde o dióxido de enxofre passa a óxido sulfúrico.
Outro produto importante da Química Inorgânica é o amoníaco, derivado azotado,
utilizado na Indústria dos adubos.
A maioria dos processos de fabricação usa o ferro activado como catalisador,
uma pressão elevada e uma temperatura média.
Outro derivado do azoto é o ácido nítrico, obtido a partir da oxidação do amoníaco,
e cuja reacção é produzida a uma temperatura entre 800 e 900°C, com um
catalisador de metal nobre.
Existem ainda outros derivados com azoto, como o nitrato de amónio, a ureia,
o ácido cianídrico e o acrilonitrilo.
O carbonato de sódio é um sal cuja fabricação foi iniciada por Solvay, no século
passado. É obtido por reacção do bicarbonato de amónio com sal comum. A
inovação deste processo consistiu na recuperação do amoníaco.
O ácido clorídrico produz-se a partir de vários processos, sendo necessário
dissolvê-lo em água para o manter estável no estado líquido por forma a poder
ser utilizado.
O sal de Glauber é o sulfato de sódio decahidratado obtido em cristalizadores,
vastamente utilizado na indústria têxtil.
A soda cáustica é um sólido que pode ser obtido por vários processos, sendo
o mais tradicional a reacção a quente do hidróxido de cálcio com carbonato de
sódio. Outro processo utilizado na sua obtenção consiste na electrólise a partir
de cloreto de sódio.
As aplicações da soda cáustica são muitas e vão desde a pasta de papel aos
sabões. Como subprodutos da electrólise do cloreto de sódio existem, ainda, o
cloro e o hidrogénio.
Outros produtos da indústria da química inorgânica são os fosfatos, fósforo,
fertilizantes e sais potássicos.
RESUMO
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Química IndustrialQuímica IndustrialQuímica IndustrialQuímica IndustrialQuímica Industrial XI . 16XI . 16XI . 16XI . 16XI . 16
Introduçªo à Indœstria de Química Inorgânica
Componente PrÆtica
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1. Quais os métodos de fabricação de ácido sulfúrico e em que princípio se
baseiam?
2. Qual o papel do ácido nítrico no método das câmaras de chumbo?
3. Que princípios básicos são aplicados na fabricação de amoníaco?
4. Que outros produtos inorgânicos azotados conhece, que sejam derivados
do ácido nítrico?
5. Descreva o processo Solvay para a fabricação de carbonato de sódio.
6. Qual a massa de ácido clorídrico que se pode obter em 710 gr de cloro?
ACTIVIDADES / AVALIAÇÃO
	QUÍMICA INDUSTRIAL
	FICHA TÉCNICA
	NOTA INTRODUTÓRIA
	ÍNDICE GERAL
	INTRODUÇÃO AOS PROCESSOS QUÍMICOS INDUSTRIAIS
	MOAGEM
	MISTURA E DOSAGEM
	PENEIRAÇÃO E CLASSIFICAÇÃO. SEPARAÇÃO
	EXTRACÇÃO, SEDIMENTAÇÃO E ESPESSAMENTO
	FILTRAÇÃO, PRENSAGEM E CENTRIFUGAÇÃO
	EVAPORAÇÃO, SECAGEM E CRISTALIZAÇÃO
	DECANTAÇÃO, DESTILAÇÃO E CONDENSAÇÃO
	ABSORÇÃO E ADSORÇÃO DE GASES
	INTRODUÇÃO À INDÚSTRIA DE QUÍMICA ORGÂNICA
	INTRODUÇÃO À INDÚSTRIA DE QUÍMICA INORGÂNICA
	Objectivos / Temas
	Ácido sulfúrico e enxofre
	Derivados do azoto
	Cloreto de sódio
	Carbonato de sódio
	Ácido clorídrico
	Sal de Glauber
	Soda cáustica e cloro
	Fosfatos, fósforo, fertilizantes e sais potássicos
	Explosivos químicos
	Resumo
	Actividades / Avaliação
	INTRODUÇÃO À BIOTECNOLOGIA
	ANEXO I - Introdução às Unidades e Dimensões
	ANEXO II - Peneiração e Peneiros
	BIBLIOGRAFIA

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