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TECNOLOGIA DE
PROCESSOS QUÍMICOS II
SULFONAÇÃO
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SULFONAÇÃO / SULFATAÇÃO ➔ INTRODUÇÃO DO GRUPO S03-H
➘ LIGADO AO ÁTOMO DE CARBONO
➘ SULFONATO
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➘ LIGADO AO ÁTOMO DE OXIGÊNIO
➘ SULFATO
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➘ LIGADO AO ÁTOMO DE NITROGÊNIO
➘ SULFAMATO
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TECNOLOGIA DE
PROCESSOS QUÍMICOS II
SULFONAÇÃO
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SULFONAÇÃO
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EXEMPLO
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SO3H
0
=
⊕S=0
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+ H2O
=
0
É UMA REAÇÃO DE EQUILÍBRIO
REAÇÃO DE DESSULFONAÇÃO
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SO3H
+ H2O
∆
+ H2SO4
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TECNOLOGIA DE
PROCESSOS QUÍMICOS II
SULFONAÇÃO
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AGENTES DE SULFONAÇÃO
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➘
ÁCIDO CLOROSULFÔNICO
ClSO3 H
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CASOS ESPECÍFICOS
PREPARAÇÃO DE ÉSTERES DE ÁCIDOS SULFÔNICOS
PREPARAÇÃO DE SULFONAS
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TECNOLOGIA DE
PROCESSOS QUÍMICOS II
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SULFONAÇÃO
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SULFONAÇÃO
SUBSTRATO + AG. SULFONAÇÃO ⇔ SUBSTRATO - SO3H + H2O
∆
MECANÍSMO:
ATAQUE ELETROLÍTICO
2H2SO4 ⇔ SO3 + H3O+ + HSO4-
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TECNOLOGIA DE
PROCESSOS QUÍMICOS II
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SULFONAÇÃO
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AGENTES DE SULFONAÇÃO
A- TRIÓXIDO DE ENXOFRE E DERIVADOS (H2SO4, ÓLEUM, ETC)
B- DIÓXIDO DE ENXOFRE
ÓLEUM
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ÁCIDO SULFÚRICO CONCENTRADO
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“ SOLUÇÃO” DE SO3 EM ÁCIDO SULFÚRICO
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➨ CARACTERIZADO TOMANDO COMO BASE 0% DE SO3 PRESENTE
EXEMPLO: ÓLEUM 20
20 Kg SO3 E 80 Kg H2SO4
SO3 + H2O ⇒ H2SO4
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PARA 100 Kg DE ÓLEUM 20, TERÍAMOS 104,5 Kg DE H2SO4 100 %.
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TECNOLOGIA DE
PROCESSOS QUÍMICOS II
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SULFONAÇÃO
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SO3 (PURO)
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LÍQUIDO:
SO2
O
|
O2S
O
|
SO2
SÓLIDO:
O
O
O
||
||
||
O-S-O-S-O-S
||
||
||
O
O
O
O
AGENTE DE SULFONAÇÃO EXTREMAMENTE EFICAZ
UTILIZAÇÃO DE SOLVENTES ORGÂNICOS HALOGENADOS
COMO DILUENTE?
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TECNOLOGIA DE
PROCESSOS QUÍMICOS II
SULFONAÇÃO
DENSIDADE
ÁC. SULFÚRICO 98%
AC. SULFÚRICO 100%
OLEUM 20
OLEUM 40
OLEUM 66
% H2SO4
1,841
1,835
1,915
1,983
1,992
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T(ºC) CRIST.
98,0
100,0
104,5
109,0
114,6
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34,4
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FABRICAÇÃO
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➜ UMA TORRE DE ABSORÇÃO
10- 35 %➜
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40% ➜ DUAS TORRES DE ABSORÇÃO
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60 - 65 % ➜ DESTILAÇÃO DO SO3 GASOSO, CONDENSAÇÃO DO SO3
100%E POSTERIOR MISTURA COM OLEUM 20
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TECNOLOGIA DE
PROCESSOS QUÍMICOS II
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SULFONAÇÃO
AGENTES DE SULFONAÇÃO
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✔ ÁCIDO SULFÚRICO X ÓLEUM
- PODER DE SULFONAÇÃO
✔ ÁCIDO SULFÚRICO E ÓLEUM
- CONJUGAÇÃO DE AGENTES DE SULFONAÇÃO
QUANDO SERÁ NECESSÁRIO CONTROLE DE PRESSÃO?
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TECNOLOGIA DE
PROCESSOS QUÍMICOS II
SULFONAÇÃO
QUAL A QUANTIDADE DE OLEUM 20 NECESSÁRIA PARA SULFONAR 9,4
TON. DE FENOL?
CONSIDERE A REAÇÃO ESTEQUIOMÉTRICA.
OH
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1. CALCULAR A QUANTIDADE NECESSÁRIA DE ÁCIDO SULFÚRICO
H2SO4
98
X1
X1 = 9,8 TON. DE H2SO4
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2. TRANSFORMAR EM OLEUM 20
OLEUM 20
100
X2
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+ H2O
SO3H
FENOL
94
9,4 TON.
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______________________________
OH
+ H2SO4 ⇔
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H2SO4 100%
104,5
9,8
X2 = 9,4 TON
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TECNOLOGIA DE
PROCESSOS QUÍMICOS II
SULFONAÇÃO
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TEMP.
ºC
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➨ CONT. DA EXOTERMIA DA REAÇÃO
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OD
INH
M
CA
O
ÇÃ
EA
R
A
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➨ CONDIÇÕES CINÉTICAS
AG. DE SULFONAÇÃO / TEMP. ºC
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TEMPO
HORAS
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TECNOLOGIA DE
PROCESSOS QUÍMICOS II
SULFONAÇÃO
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CARACTERÍSTICAS
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⇒ IMPORTANTES INTERMEDIÁRIOS
➞ BLOQUEIO DE POSIÇÕES
➞ REAÇÕES REVERSÍVEIS
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⇒ AUMENTA A SOLUBILIDADE DE SUBSTRATOS ORGÂNICOS EM ÁGUA
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QUÍMICA BÁSICA
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⇒ REAÇÃO DE EQUILÍBRIO
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______________________________
⇒ AUMENTO DE VISCOSIDADE
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⇒ FORTEMENTE EXOTÉRMICA
⇒ RISCO DE CARBONIZAÇÃO DO SUBSTRATO (FORÇA DESIDRATANTE)
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⇒ RISCO DE ATAQUE QUÍMICO AO EQUIPAMENTO (FORÇA CORROSIVA)
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⇒ ESTEQUIOMETRIA (FORMAÇÃO DE SULFONAS E POLISULFONAÇÃO)
⇒ REAÇÕES DE OXIDAÇÃO
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TECNOLOGIA DE
PROCESSOS QUÍMICOS II
SULFONAÇÃO
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SULFONAS
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X
X
SO2
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TECNOLOGIA DE
PROCESSOS QUÍMICOS II
SULFONAÇÃO
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TÉCNICA ➜ DOSAGEM CONTÍNUA DO AGENTE DE SULFONAÇÃO POR
SOBRE O SUBSTRATO OU O INVERSO.
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AGENTE DE
SULFONAÇÃO
SUBSTRATO
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AGENTE DE
SULFONAÇÃO
OU
SUBSTRATO
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TECNOLOGIA DE
PROCESSOS QUÍMICOS II
SULFONAÇÃO
SULFONAÇÃO DO BENZENO (PROCESSO CONTÍNUO)
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• ESTOCAGEM DE BENZENO PURO
• ESTOCAGEM DE ÁCIDO SULFÚRICO
• ESTOCAGEM DE BENZENO RECUPERADO
• REAÇÃO
• COLUNA DE LAVAGEM CONTRA - CORRENTE
BENZENO
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BENZENO SULFÔNICO
ÁCIDO SULFÚRICO
ÁGUA
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TOPO
BENZENO
H2O
ÁCIDO SULFÚRICO
FUNDO
BENZENO
SULFÔNICO
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TECNOLOGIA DE
PROCESSOS QUÍMICOS II
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SULFONAÇÃO
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SULFONAÇÃO DO NAFTALENO EM BATELADA
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CONSIDERE:
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• O NAFTALENO É UM SÓLIDO A TEMPERATURA AMBIENTE.
• O INÍCIO DA SULFONAÇÃO COM H2SO4 E O FINAL COM ÓLEUM.
• A NECESSIDADE DE CONTROLE DE TEMPERATURA E PRESSÃO.
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TECNOLOGIA DE
PROCESSOS QUÍMICOS II
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SULFONAÇÃO
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1. QUAIS SERIAM AS QUANTIDADES DE ÁCIDO SULFÚRICO 98% E ÓLEUM
40 NECESSÁRIAS PARA SULFONAR 1 TON. DE NAFTALENO,
CONSIDERANDO QUE 70% DO NAFTALENO É SULFONADO COM O ÁCIDO
SULFÚRICO?
2. O INÍCIO DA SULFONAÇÃO DEVE OCORRER UTILIZANDO-SE ÁCIDO
SULFÚRICO OU O ÓLEUM 40? EXPLIQUE EM TERMOS CINÉTICOS.
3. COMO DEVE VARIAR A TEMPERATURA DURANTE A SULFONAÇÃO?
EXPLIQUE.
4. QUE CUIDADE ADICIONAL DEVEMOS TER EM UMA AMOSTRAGEM
PARA PROCEDER SULFONAÇÕES EM BATELADA UTILIZADO-SE ÓLEUM
OU SO3 (l)?
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TECNOLOGIA DE
PROCESSOS QUÍMICOS II
SULFONAÇÃO
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FABRICAÇÃO DE UM DETERGENTE
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ÁLCOOL GRAXO
ALQUIL
BENZENO
ÓLEUM
SULFONAÇÃO
SULFATAÇÃO
ÓLEUM
NEUTRALIZAÇÃO
NaOH
PRODUTO
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CONTROLE DE TEMPERATURA
E AGITAÇÃO
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