Question

El mineral pirita que contiene FeS2, se utiliza como materia prima para la fabricación de ácido sulfúrico comercial. Calcule el volumen en litros de ácido sulfúrico del 98% en peso de H2SO4 y 1,80 g/cm3 de densidad, que podrán prepararse a partir de 100 kg de pirita del 30% de pureza en FeS2, asumiendo que en el proceso global todo el azufre de la pirita se transformara en H2SO4, si el rendimientos es del 50%.

Answer 1

El volumen en litros de ácido sulfúrico de 98 % que se puede preparar es de 13.367 L

¿Qué es ácido sulfúrico comercial?

Es un ácido fuerte muy utilizado industrialmente. Es muy corrosivo. Se usa en en producción de fertilizantes, refinerías de petroleo, tratamiento de agua, fabricación de detergentes, plásticos, explosivos, entre otros.

¿Cómo se obtiene el $H_{2} SO_{4}$ comercial?

Mediante la combustión del azufre presente en sulfuros metálicos como la pirita. Luego el dióxido de azufre se oxida a trióxido de azufre, luego conversión de oxido de azufre IV en ácido sulfúrico.

datos

m $FeS_{2}$= 100 g

pureza= 30 %

∧ ácido= 1.80 g/ ml

V ácido= ?

REACCIÓN COMPLETA

2 $FeS_{2}$ +2   $H_{2}O$ + 7 $O_{2}$  ---- 4  $H_{2} SO_{4}$  + $2Fe^{+2}$

$FeS_{2}$ +  15/4 $O_{2}$ +7/2   $H_{2}O$  ----   + Fe$(OH)_{3}$  +     $4H^{+}$  + 4 $2(SO_{4 } )^{-2}$

 

masa pirita= 100 kg*0.3= 30 kg

PM pirita= 119,98 g/mol

moles pirita= m/PM

$moles FeS_{2}= \frac{30000 g}{119.98 g/ mol} = 250.04 mol$

moles ácido sulfúrico=  masa /  PM  

2 mol pirita            -----  4  mol ácido

250.04 mol pirita  ------  x mol ácido

$mol H_{2}SO_{4} =\frac{ 250.04 mol pirita * 4 mol acido }{2 mol pirita} = 500.05 * 50/100 mol= 250.025 mol$

moles reales= 250.025

$m acido= 250.025 mol * 98.079 g/ mol= 24552.20 g= 24.552 kg$

∧= m/V

V= m/∧

$V acido= \frac{24552.20 g*0.98}{1.80 g/ ml} =13367.3 ml = 13.367 L$

V ácido= 13.367 L

Para conocer más volumen ácido sulfúrico puedes consultar el enlace

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