Minerales

http://www.unp.edu.ar/museovirtual/Minerales/Fichashtm/fbaritina.htm
7 Clase VII. Sulfatos, Cromatos, Molibdatos y Wolframatos
7.2.2 Aspectos Industriales de los Sulfatos

Las aplicaciones de estos minerales son muy numerosas. El ácido sulfúrico es uno de los productos industriales más importantes. Los vapores sulfúricos eran conocidos desde la Antigüedad, pero el ácido sulfúrico no se pudoobtener artificialmente hasta la Edad media, cuando los alquimistas le preparaban por calentamiento de sus sales (alumbres y vitriolos) y disolviendo el SO3 formado en agua. En el siglo XV el benedictino alemán Basilio Valentín preparó este ácido por destilación demelanterita (vitriolo de hierro) en arena. Decidió llamarle aceite de vitriolo, por el aspecto oleaginoso que presenta.Las características más destacables de esta sustancia son:
Se trata de un líquido con aspecto de aceite (oleaginoso) que es incoloro si está muy puro. Cuando está coloreado es por las impurezas. Es higroscópico y altamente corrosivo. Es muy soluble en agua, produciéndose un gran efecto exotérmico cuando se mezclan. Nunca debe añadirse el agua sobre el ácido, si no que la mezcla debe realizarse añadiendolentamente y con agitación el ácido sobre el agua. Otros datos de interés se muestran en la siguiente tabla.
Índice de refracción
               1.429   
Densidad a 15°C y al 96%
            1.84 g/cc
Temperatura de fusión (100%)
             10.37°C
Temperatura de ebullición
               317°C
 
Para su obtención se parte de las piritas, de las cuales se obtiene el SO2 por tostación:4FeS2 + 11O2 -> 2Fe2O3 + 8SO2 
 
El SO2 se debe de purificar y limpiar de polvo, bien mediante "cajas de polvo" o bien con Electrodos Cotrell, posteriormente se somete a tratamiento para convertirlo en SO3, mediante dos procedimientos alternativos:
1. MÉTODO DE LAS CÁMARAS DE PLOMO: Desarrollado en Inglaterra hacia 1740, pero en la actualidad se obtiene de esta forma menos del 20% de ácido que seproduce.
2. MÉTODO DE CONTACTO: Se conoce desde mediados del siglo XIX, pero no se consiguió un funcionamiento adecuado hasta 1901 y ahora es el más rentable y empleado, aunque con diversas variantes en cuanto los procesos de catálisis. La oxidación de SO2 a SO3 es exotérmica y la temperatura del proceso debe de estar muy controlada. Sin embargo, por motivos cinéticos, se precisa uncalentamiento inicial para que comience el proceso, el cual debe de realizarse entre 400 y 650ºC. Esta oxidación se realiza en presencia de catalizadores y dependiendo del tipo hay una temperatura de trabajo:
CATALIZADOR
 Platino
 Vanadatos
Óxidos de Fe
TEMPERATURA OPTIMA
  400ºC
  450ºC
630°C
 
Actualmente son muy utilizados los vanadatos alcalinos que llevan a cabo una catálisis heterogénea. ElSO2 reduce el Vanadio (V) a Vanadio (IV) y se oxida a SO3. Posteriormente el oxígeno oxida el Vanadio (IV) a Vanadio (V). Estos procesos son muy complejos pues se producen numerosas etapas intermedias. Es importante mantener un flujo abundante de aire para que el proceso no se inviertan ni se pare. Una vez obtenido el SO3 se disuelve en SO4H2 al 98%, pues es insoluble en agua. De esa forma seobtiene el "oleum" o ácido sulfúrico fumante, el cual se destila y luego se diluye con agua para obtener el ácido sulfúrico comercial que presenta varias calidades.
También se puede obtener anhídrido sulfuroso por tratamiento de anhidrita (yeso deshidratado) con carbón:
CaSO4 + C -> CaO + CO + SO2
 
Este proceso se realiza en hornos rotatorios a elevada temperatura. La cal se elimina por adiciónde arcilla, arena y óxido de hierro, con lo cual se obtiene cemento.
Las aplicaciones del ácido sulfúrico son muy variadas y se basan en sus propiedades químicas. Puede emplearse concentrado o diluido. Cuando está concentrado es oxidante y disuelve a muchos metales nobles, pero diluido sólo disuelve a los metales no nobles y no es oxidante. Algunos usos se resumen en los puntos siguientes:...