Proses kontak adalah salah satu metode untuk memproduksi asam sulfat (H 2SO4). Pada proses ini ada tiga tahapan penting, yaitu : membuat sulfur dioksida (SO 2), mengkoversinya menjadi SO3, dan konversi SO 3 menjadi H2SO4. Produksi katalitik asam sulfat dari SO 2 disebut proses kontak (contact process). Dalam reaksi SO2 dengan oksigen, SO2(g) + 1/2O 2(g) → SO 3(g) Jumlah mol gas menurun. Ini menunjukan agar reaksi re aksi dijalankan pada tekanan total yang tinggi untuk meningkatkan rendemen produk. Namun demikian, sedikit keuntungan yang diperoleh dengan menggunakan tekanan dalam reaksi ini tidak menutup biaya tinggi yang dikeluarkan untuk peralatan. Dengan demikian, reaksi ini dilakukan pada tekanan atmosfer. Karena reaksi ini eksotermik, semakin rendah suhu, semakin tinggi tetapan kesetimbangan, dan semakin tinggi tingkat konversi menjadi produk pada kesetimbangan. Suhu harus dopertahankan jauh dibawah titik 780 oC untuk mencapai rendemen produk yang signifikan. Masalahnya adalah bahwa pada suhu rendah reaksi menjadi lambat, meskipun katalis dapat membantu mempercepatnya. Umumnya diperlukan suatu proses dengan dua sampai empat tahap. SO2(g) yang masuk mencapai katalis pertama pada suhu 420 oC. Begitu reaksi dimulai, kalor dilepaskan dan suhu campuran gas yang bereaksi meni ngkat. Sesudah beberapa detik, campuran telah mencapai kesetimbangan pada suhu sekitar 600 oC dengan konversi 60 sampai 70% SO2. Gas kemudian didinginkan kembali ke suhu 420 oC dan dibiarkan beraksi satu atau dua kali lagi la gi dengan katalis, dengan menggunakan suhu yang lebih rendah adn periode pemaparan yang lebih lama. Hasilnya ialah konversi sekitar 97% dari SO2 menjadi SO3. Untuk konversi yang lebih besar lagi, gas kemudian dilewatkan ke dalam menara tempat SO 3 larut dalam asam sulfat. Proses ini membuang produk reaksi, sehingga sekali lagi reaksi bergeser ke kanan bila SO 2 yang tidak beraksi dilewatkan pada katalis untuk terakhir kali. SO 3 dari tahap terakhir ini kemudian diabsorpsi, memberikan hasil keseluruhan sekitar 99,7% dari SO 2 yang semula diberikan. Pertimbangan yang cermat mengenai termodinamika dan kinetika telah membuat proses yang sangat efisien. Hampir semua asam sulfat saat ini dibuat menggunakan proses kontak.
Jika SO3 diabsorpsi ke dalam air dan bukan ke dalam asam sulfat, produknya akan lebih encer dan sedikit SO3 yang diabsorpsi. Selain itu, reaksi langsung SO3 dengan air menghasilkan kabut asam yang halus yang sukar mengembun. Absorpsi SO 3 ke dalam asam sulfat menghasilkan asam sulfat berasap, atau oleum, yang dapat langsung digunakan atau diencerkan dengan air dengan air sesuai dengan konsentrasi yang diinginkan. Jumlah ekuimolar SO 3 yang dilarutkan dalam H2SO4 menghasilkan asam disulfat (H 2S2O7). Jumlah SO2 yang dibebaskan oleh proses kontak utuk mencemari udara sangat kecil , tetapi penyingkiran lanjutan SO 2 dari gas lombong (tail gas) dapat dilakukan (dengan biaya tambahan) pada langkah lain. Sebagian H 2SO4, yang tentu saja tersedia melimpah, dioksidasi secara elektrolitik menjadi asam peroksidisulfat (H2S2O8): 2H2SO4(aq) + 2H2O(l) → H2S2O8(aq) + 2H3O+(aq) + 2e – (anode) 2H3O+(aq) + 2e – → H2(g) + 2H2O(l) (katode) H2S2O8 dengan cepat bereaksi: H2O(l) + H2S2O8(aq) → H2SO4(aq) + H2SO5(aq) H2SO5 dinamakan asam peroksimonosulfat. Gas yang keluar dilewatkan melalui skruber agar bercampu dengan larutan zat pengoksidasi kuat ini. Dalam Skruber, reaksi SO2(g) + H2SO5(aq) + H2O(l) → 2H2SO4(aq) mengkonversi SO2(g) menjadi asam sulfat. Lebih dari 90% dari jumlah SO 2(g) yang sudah sedikit ini dapat dsingkirkan dengan cara ini. Produknya, yaitu asam sulfat encer, didaur kembali ke proses utama. 1. PROSES KAMAR TIMBAL Bahan baku pada proses ini adalah SO 2, sama dengan proses kontak. Katalis yang digunakan pada proses ini adalah gas NO dan NO 2. Gas SO2, NO, NO2, dan uap air dialirkan ke dalam ruang yang bagian dalamnya dilapisi Pb (timbal). Gas SO 2 hasil pemanggangan dialirkan ke dalam menara glover bersama asam nitrat. Dalam hal ini asam nitrat diurai menjadi NO dan NO2. Campuran gas tersebut dialirkan ke dalam bilik timbal bersama-sama udara dan uap air hingga terjadi reaksi.
Reaksi: 2 SO2 + O2 + NO + NO2 + H2O →2 HNOSO 4 (asam nitrosil) Asam nitrosil (HNOSO4) bereaksi dengan H2O membentuk asam sulfat (H 2SO4). Reaksi: 2HNOSO4 + H2O→2H2SO4 + NO + NO 2 Gas NO dan NO2 dialirkan ke menara Gay Lussac kemudian diubah menjadi HNO 3. Sedangkan asam nitrat akan dialirkan kembali ke menara glover dan seterusnya. Asam sulfat yang terbentuk akan dialirkan ke bak penampungan. Pada sintesis asam sulfat menggunakan proses kontak, digunakan katalis V 2O5 (Vanadium Penta Oksida) untuk mempercepat reaksi. Karena jika menggunakan suhu rendah reaksi berjalan lambat, maka dengan memperhitungkan faktor waktu dan hasil dipilih suhu 400˚C. Dengan suhu 400˚C hasil yang diperoleh sekitar 98%. Oleh karena itu reaksi ini tidak perlu dilakukan pada tekanan tinggi. 1. PROSES KAMAR TIMBAL Pada proses ini digunakan katalis NO 2 yang diperoleh dari oksidasi NH 3. Proses yang terjadi adalah sebagai berikut. (1) Pembakaran belerang menjadi SO2. S(s) + O2(g) → SO2(g)
2) Gas SO2 dioksidasi dengan katalis NO2 sebagai pembawa oksigen dalam air. SO2(g) + NO2(g) + H2O(l) → H2SO4(s) + NO(g) NO yang terbentuk bereaksi dengan oksigen membentuk NO2 kembali 2NO(g) + O2(g) → 2NO2(g)
Faktor yang berpengaruh
Pada proses kamar timbal ini, parameter suhu adalah yang menjadi faktor yang mempengaruhi terhadap reaksi. Pada proses ini suhu optimumnya adalah 400-600 ℃.
