BAB II PEMBAHASAN 2.1 Belerang 2.1.1 Sejarah Belerang Belerang mempunyai sejarah yang tidak kalah tua dari bahan kimia manapun dan telah berkembang dari bahan kuning menjadi suatu bahan yang sangat bermanfaat dalam peradaban modern. Dalam upacara-upacara praperadaban, bahan ini dibakar untuk mengusir roh-roh jahat dan bahkan pada masa itu pun uapnya sudah digunakan untuk memutihkan kain dan jerami. Selama bertahun- tahun, sebuah perusaan Perancis memonopoli perdagangan belerang dunia dengan menguasai sumber penting yang terdapat di Sisilia. Mungkin karena harganya sangat tinggi dan mungkin karena di Amerika banyak terdapat pirit, penggunaan belerang di Amerika Serikat sedikit sekali sebelum tahun 1914. Walaupun belerang ditemukan di daerah Teluk Meksiko di Amerika Serikat pada tahun 1869, bahan itu sukar ditambang karena adanya lapisan penutup yang terdiri dari pasir hanyut. Sebelum tahun 1914, di Amerika Serikat membuat sebagian besar dari kebutuhan asam sulfatnya dari pirit yang diimpor maupun pirit dalam negeri, serta dari sulfur dioksida. Penambangan belerang di Texas dan Louisiana dengan proses Frasch berkembang sejak tahun 1914, sedemikian rupa sehingga kemudian
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
BAB II
PEMBAHASAN
2.1 Belerang
2.1.1 Sejarah Belerang
Belerang mempunyai sejarah yang tidak kalah tua dari bahan kimia manapun dan telah berkembang dari bahan kuning menjadi suatu bahan yang sangat bermanfaat dalam peradaban modern. Dalam upacara-upacara praperadaban, bahan ini dibakar untuk mengusir roh-roh jahat dan bahkan pada masa itu pun uapnya sudah digunakan untuk memutihkan kain dan jerami. Selama bertahun-tahun, sebuah perusaan Perancis memonopoli perdagangan belerang dunia dengan menguasai sumber penting yang terdapat di Sisilia. Mungkin karena harganya sangat tinggi dan mungkin karena di Amerika banyak terdapat pirit, penggunaan belerang di Amerika Serikat sedikit sekali sebelum tahun 1914. Walaupun belerang ditemukan di daerah Teluk Meksiko di Amerika Serikat pada tahun 1869, bahan itu sukar ditambang karena adanya lapisan penutup yang terdiri dari pasir hanyut. Sebelum tahun 1914, di Amerika Serikat membuat sebagian besar dari kebutuhan asam sulfatnya dari pirit yang diimpor maupun pirit dalam negeri, serta dari sulfur dioksida. Penambangan belerang di Texas dan Louisiana dengan proses Frasch berkembang sejak tahun 1914, sedemikian rupa sehingga kemudian merupakan sumber terbesar bagi pemenuhan kebutuhan dalam negeri Amerika Serikat dan masuk ke pasar dunia. Pada tahun-tahun terakhir ini, sumber utama untuk pembuatan belerang unsur adalah H2S yang merupakan hasil sampingan dari desulfurisasi gas bumi asam (artinya mengandung belerang) dan minyak bumi asam. Kanada, Perancis, dan Amerika Serikat adalah megara-negara penghasil belerang pulihan yang terbesar.
Pada tahun 1980, produksi belerang dunia, dalam segala bentuknya, berjumlah 54,6 x 106 t1a (100kg) diantara 26,2 persen diproduksi dengan cara Frasch, 32,2 % merupakan hasil pulihan, 5,5% belerang unsur lainnya, dan 36,2% didapat dari sumber-sumber bukan unsur seperti pirit dan gas pabrik logam.
2.1.2 Sifat dan Sumber Belerang
Sifat Belerang
Belerang atau sulfur adalah unsur kimia dalam tabel periodik yang memiliki lambang S dan nomor atom 16. Belerang merupakan unsur non-logam yang tidak berasa. Belerang, dalam bentuk aslinya, adalah sebuah zat padat kristalin kuning. Belerang adalah unsur penting untuk kehidupan dan ditemukan dalam 2 asam amino.
Sulfur (S) : berat atom 32,07, Titik leleh 112,8o C (rhombik), 119,0o C
(monoklin), Titik didih 444,6oC
Sumber Belerang
Belerang merupakan salah satu bahan dasar yang paling penting dalam industri pengolahan kimia. bahan ini terdapat di alam dalam wujud bebas dan dalam keadaan senyawa pada bijih-bijih seperti pirit(FeS2), sfalerit(ZnS) dan kalkopirit(CuFeS2) dan juga terdapat di dalam minyak bumi dan gas bumi(sebagai H2S).
Sebagai bahan baku digunakan sulfur, yang dapat diperoleh dari sulfur alam (penambangan) 56%, dari senyawa-senyawa sulfur seperti pyrite(FeS2) atau batuan sulfida/ sulfat lainnya 19%, dan dari gas buangan industri minyak bumi/ batu bara (H2S, SO2) 25%. 70-85% dari produksi sulfur tersebut digunakan untuk pembuatan asam sulfat.
Penambangan belerang di lakukan di gunung berapi. Di Indonesia penambangan belerang dilakukan di gunung Talagabodas, Kawah Ijen, Gunung Welirang, gununng Dieng, dan Gunung Tangkupan Perahu.
2.1.3 Proses Pengambilan Belerang
Proses pengambilan belerang dari alam dapat dilakukan dengan beberapa cara, berikut ini.
a. Pengambilan sulfur alamiah dari deposit di dalam tanah (proses frasch)
Dasar pengambilan sulfat pada proses ini adalah pencairan S di bawah tanah/laut dengan air panas, lalu memompanya ke atas permukaan bumi menggunakan 3 pipa konsentris 6”, 3” dan 1”.
Air panas 3250 C, 250 psi, dipompakan kedalam batuan S melalui bagian pipa 6”, sehingga S akan meleleh (2350 F). Lelehan S yang lebih berat dari air masuk kebagian bawah antara pipa 3” dan 1”, dan dengan tekanan udara yang dipompakan melalui pipa 1”, air yang bercampur dengan S akan naik keatas sebagai “crude S”, untuk kemudian menjadi “crude bright” atau “refined S”.
Proses ini dilakukan di Gulfcoast (USA), kapasitas 500-800 ton/hari, ke dalam 500-1500 ft, dan pemakaian air 4-6 ton/ton belerang.
b. Pengambilan sulfur alamiah dari deposit gunung berapi (Indonesia)
Deposit S digunung berapi dapat berupa batuan, lumpur sidemen atau lumpur sublimasi, kadarnya tidak begitu tinggi (30-60%) dan jumlahnya tidak begitu banyak (600-1000 juta ton, total).
Di gunung Talagabodas didapat dalam bentuk lumpur dengan kadar S 30-70% dan jumlah deposit 300 juta ton. Tempat-tempat lainnya adalah kawah Ijen, gunung Welirang, gunung Dieng, dan gunung Tangkuban Perahu.
Untuk pemanfaatan sumber ala mini diperlukan peningkatan kadar S terlebih dahulu, anatara lain dengan cara flotasi dan benefication process dengan cara pemanasan. Dalam flotasi dilakukan penambahan air dan frother sehingga S akan terapung dan dapat dipisahkan. Sedangkan dalam ‘benefication process’ S setelah ditambahkan air dan reagen-reagen dipanaskan dalam autoclave selama ½ - ¾ jam pada 3 atm, sehingga partikel kecil S terkumpul, kemudian dilakukan pencucian dengan air untuk menghilangkan tanah, lalu dipanaskan kembali dalam autoclove sehingga terpisah sebagai lapisan S dengan kadar 80-90%.
c. Pengambilan sulfur dari gas buang
Belerang diperoleh dari flue gas asal pembakaran batu bara atau pengilangan minyak bumi yang tidak boleh dibuang ke udara Karena dapat menimbulkan pencemaran udara. Gas-gas tersebut terlebih dahulu diabsorbsi dengan menggunakan etanolamin dan sebagainya, kemudian dipanaskan kembali untuk mendapatkan gasnya kembali untuk diproses lebih lanjut.
Dewasa ini, makin banyak hidrogen sulfida yang disingkirkan dari pemurnian gas bumi asam, gas tanor kokas dan gas kilang minyak dengan cara melarutkannya di dalam larutan kalium karbonat atau etanolamina, diikuti dengan pemanasan untuk regenerasi. Hidrogen sulfida yang dihasilkan dengan cara ini dibakar untuk membuat sulfur dioksida guna menghasilkan asam sulfat. Namun, sebagian besar di antaranya dikonversi menjadi belerang unsur melalui berbagai modifikasi proses Claus, yang reaksinya adalah sebagai berikut :
Penggunaan proses ini dilukiskan pada Gambar 2. Peraturan pencemaran udara mensyaratkan konversi minimum 98 persen, provinsi Alberta di Kanada bahkan menghendaki konversi 99,5 persen. Untuk dapat memenuhi persyaratan baru ini, telah dikembangkan proses untuk membersihkan sisa-sisa belerang dari gas sisa pabrik pemulihan. Salah satu proses yang digunakan untuk mengolah gas sisa itu terlihat pada Gambar 2 kira-kira separuh sari total produksi belerang-unsur dunia dibuat melalui pengolahan gas.
Sumber belerang lain yang ada atau yang potensial adalah gas tanur kokas dan minyak bumi sintetik yang berasal dari pasir ter dan minyak serpih. Pabrik-pabrik pengolahan pasir ter dan minyak serpih sekarang sudah beroperasi di Kanada dan Brazil. Dari batu bara dewasa ini masih sedikit belerang yang dipulihkan. Tetapi usaha-usaha yang dilakukan akhir-akhir ini untuk mengurangi emisi sulfur dioksida melalui pengembangan, bahan bakar bersih batu bara, diperkirakan akan menghasilkan sejumlah besar belerang di masa datang. Teknologi pembersihan batu bara dapat mengeluarkan sekitar separuh dari belerang yang terkandung dalam batu bara, tetapi belerang organik hanya dapat disingkirkan dengan proses gasifikasi likuefaksi dan hidrogenasi. Beberapa proses ini sekarang masih dalam tahap pengembangan. Bila menggunakan bahan bakar yang mengandung belerang, sulfur dioksidanya harus disingkirkan dengan metode pembersihan gas cerobong, atau dengan teknik pembakaran yang dirancang khusus untuk menyingkirkan belerang pada waktu pembakaran.
Lokasi Suhu OC Lokasi Suhu OC1 1049 6 1662 379 7 2083 149 8 2244 258 9 1335 332 10 538
Gambar 2. Unit pemulihan belerang jenis Claus di parbik Okotoks
Umpan gas asam (191.000 std m3/hari, 38OC) terdiri dari 75,1 % H2S 24,7% CO2 dan 0,2% hidrokarbon
d. Pengambilan sulfur dari batuan sulfida/sulfat
Berhubung dengan adanya peraturan pencemaran udara yang ketat, banyak pabrik asam belerang yang dibangun untuk menyingkirkan dan memanfaatkan SO2 yang terdapat di dalam gas yang keluar dari pemanggangan bijih-bijih sulfida, peleburan bijih, dan pembakaran asam bekas pakai dan lumpur asam dari pengilangan minyak. Kadang-kadang sulfur dioksida cair lebih disukai sebagai produk dari sumber ini
Kemampuan pemulihan belerang pada pabrik peleburan tembaga yag konvensional sangat terbatas karena bagian-bagian gas keluarannya ada yang mengandung sulfur dioksida terlalu rendah, sehingga pembuatan asam sulfat dari gas ini tidak ekonomis. Peleburan dengan tanur listrik atau cara kilat dapat menghasilkan sulfur dioksida dalam konsentrasi lebih tinggi, sehingga memungkinkan pemulihan belerang unsur atau asam sulfat dari sini.
Diantara proses-proses untuk pemulihan belerang unsur dari pirit adalah proses peleburan-kilat Outokumpu, proses Orkla dan proses Noranda. Dewasa ini hanya proses Outokumpu yang masih beroperasi secara komersial. Peleburan kilat Outokumpu, serta peleburan kontinu Mitsubishi dan Noranda, juga digunakan untuk melebur bijih tembaga secara kontinu. Proses ini menghasilkan gas yang mengandung sulfur dioksida cukup tinggi untuk pembuatan asam sulfat.
Pada dewasa ini, bijih-bijih pirit dan seng sulfida biasanya dipanggang dalam unggun fluidisasi, walaupun ada beberapa pemanggang kilat dan pemanggang tungku berganda yang masih beroperasi. Lumpur asam dari pengilangan minyak juga telah berhasil diregenarasi dan menghasilkan asam sulfat daur ulang yang bersih. Pemulihan belerang dari gas cerobong pada pabrik-pabrik pembangkit tenaga belum berhasil, kecuali pada beberapa instalasi kecil. Bila diharuskan mengolah gas buangnya, pabrik pembangkit tenaga biasanya mengolah gasnya dengan larutan alkali gamping atau natrium dan membuang limbahnya, biasanya dalam bentuk kalsium sulfat dan sulfit.
Belerang yang berasal dari pemanggangan pirit dan gas buang peleburan di seluruh dunia mencapai 20 x 106 t pada tahun 1980.
2.2 Asam Sulfat
2.2.1 Sejarah Asam Sulfat
Asal-usul pengenalan asam sulfat kurang jelas, tetapi zat ini sudah disebut-sebut sejak abad kesepuluh. Pembuatannya melalui pembakaran belerang dengan salpeter, pertama kali dijelaskan oleh valentinus pada abad kelima belas. Pada tahun 1746, Roebuck dari Brimingham, Inggris, memperkenalkan proses kamar timbal. Proses yang menarik ini, namun sekarang sudah kuno.
Proses kontak pertama kali ditemukan pada tahun 1831 oleh Phillips, seorang Inggris, yang patennya mencangkup aspek-aspek penting dari proses kontak yang modern, yaitu dengan absorbsi sulfur dioksida dan udara melalui katalis, kemudian diikuti oleh absorbsi sulfur triosida di dalam asam sulfat 98,5% sampai 99%. Penemuan Phillips ini tidak terlalu berhasil secara komersial selama 40 tahun, agaknya karena :
1. Belum banyak permintaan terhadap asam kuat2. Pengetahuan tentang reaksi gas dengan bantuan katalis masih terbatas3. Perkembangan teknologi kimia masih lambat
Kebutuhan akan asam kuat baru meningkat bersamaan dengan zat warna, di nama asam itu dibutuhkan untuk pembuatan alizarin dan berbagai bahan pewarna organik lainnya. Pada tahun 1889, diketahui bahwa proses kontak dapat ditingkatkan dengan menggunakan oksigen secara berlebihan di dalam campuran gas reaksi. Proses kontak sekarang telah banyak mengalami penyempurnaan dalam rincinya dan deawasa ini telah merupakan suatu proses industri yang murah, kontinu dan dikendalikan secara otomatis. Semua pabrik asam sulfat yang baru menggunakan proses kontak. Salah satu kelemahan proses kamar yang menyebabkan orang yang tidak memakainya lagi ialah karena proses ini hanya mampu menghasilkan asam sulfat dengan konsentrasi sampai 78% saja. Pemekatannya merupakan suatu operasi yang mahal, sehingga pada tahun 1980, hanya tinggal satu pabrik saja yang menggunakan proses kamar yang masih beroperasi di Amerika Serikat.
2.2.2 Sifat dan Sumber
Sifat Asam sulfat
Asam sulfat adalah suatu asam berbasa dua yang kuat. Di samping
itu asam sulfat merupakan bahan pengoksidasi dan bahan
penhidrasi, lebih-lebih terhadap senyawa organik. Aksi
dehidrasinya sangat penting dalam menyerap air yang terbentuk
dalam konversi kimia seperti nitrasi, sulfonasi, dan esterifikasi,
sehingga hasilnya menjadi lebih besar.
Larutan asam sulfat dapat dipekatkan secara ekonomis sampai
sekitar 93 % berat H2SO4. Asam yang lebih pekat lagi dibuat
dengan melarutkan sulfur trioksida di dalam asam sulfat 98 sampai
99 %. Asam sulfat membentuk bermacam-macam hidrat yang
masing-masing mempunyai titik lebur tertentu. Hidrat ini pulalah
yang menyebabkan adanya ketakteraturan dalam hubungan antara
kekuatan asam sulfat dengan gravitas spesifik dan titik bekunya.
Asam sulfat banyak dijual dalam bentuk berbagai larutan H2SO4 di
dalam air, atau SO3 di dalam H2SO4. Yang tersebut terakhir ini
dinamakan oleum dan dipasarkan atas dasar persen kandungan
SO3 ny. Oleum 20 % berarti mengandung 20 kg SO3 dan 80 kg
H2SO4 100 % (monohidrat), akan menghasilkan berat total 104,5
kg. Larutan asam sulfat di dalam air dijual atas dasar gravitas
spesifiknya, diukur dengan derajat Baume’ (Be’o). Gravitas
spesifik asam sulfat biasanya bertambah secara beraturan sampai
1,844 pada 15oC untuk asam 97 % dan sesudah itu berkurang
sampai menjadi 1,839 pada suhu 15oC untuk asam 100%. Oleh
karena itu, konsentrasi pekat ini, yaitu di atas 95 % harus diukur
dengan menggunakan cara lain selain densitas. Densitas dapat
digunakan untuk konsentrasi sedang saja. Konduktans listrik,
indeks refraksi, transmitan bunyi juga dipakai untuk mengukur
konsentrasi asam secara kontinu di dalam pabrik –pabrik modern.
Oleh karena asam hasil pabrik kontak sudah menggantikan asam
pabrik kamar , kekuatan asam sekarang dinyatakan dengan
menggunakan angka presentase H2SO4. Asam yang biasa
diperdagangkan di Amerika Utara mengandung 93,19% H2SO4
( asam 66oBe’). Kandungan airnya kecil, sehingga biaya
angkutannya lebih murah. Asam ini dapat disimpan dan diangkut
dalam tangki-tangki dan bejana baja. Titik bekunya (-7oC) lebih
rendah dari asam 96 %. Di eropa, biasanya digunakan asam
dengan konsentrasi sedikit lebih tinggi (sekitar 95 % H2SO4).
Asam 98 % dan oleum juga ada , tetapi dalam jumlah yang lebih
kecil. Asam dengan konsentrasi 93 % , H2SO4 sangat cocok untuk
pembuatan pupuk, yang merupakan pemakai tersebar asam sulfat.
Kekuatan normal oleum komersial dibagi dalam tiga kategori ,
masing-masing dinyatakan dalam persen sulfur trioksida: 10 %
sampai 35 %, 40 %, dan 60 %, sam pai 65 %. Titik beku oleum 35
% adalah sekitar 29oC, oleum 40 % sekitar 34oC, sehingga oleum
dengan konsentrasi tersebut kadang-kadang diberi sedikit asam
nitrat ( bila hal ini tidak mengganggu ) untuk mencegah terjadinya
pembekuan pada waktu pengapalan dalam musim dingin.
Pencemaran oleh belerang
Masalah pengurangan pencemaran oleh belerang dan
senyawaannya sudah banyak diteliti dengan harapan bahwa pada
suatu waktu nanti semua belerang itu dapat dipulihkan dan
digunakan kembali. Desulfurasi bahan bakar biasanya
menghasilkan belerang dalam bentuk hidrogen sulfida. Sulfur
dioksida dari peleburan logam nonfero atau pembakaran bahan
bakar paling ekonomis bila dipulihkan sebagai asam sulfat dan
kadang-kadang juga sebagai sulfur dioksida cair, belerang, atau
garam-garam sulfat. Asam sulfat sudah lama dibuat dari gas
berkadar tinggi dari pabrik peleburan yang mempunyai penyaluran
ke pasaran.
Belerang dalam jumlah besar dipulihkan dari fraksi gas atau cairan
ringan migas. Di Amerika serikat, 2,3 x 106 t yang dipulhakn ; 7,0
x 106 t diluahkan dari proses industri terutama peleburan dan hanya
0,8 x 106 t yang dipulihkan. Kebanyakan sumber itu terlalu kecil
terlalu encer, atau terlalu terpencil, sehingga tidak dapat diolah
secara ekonomis. Namun demikian, peraturan pencemaran udara
memaksa pabrik-pabrik peleburan itu untuk memulihkan 90 % dari
belerang yang masuk dam memberi batasan yang ketat mengenai
emisi sulfur dioksida dari pembakaran bahan bakar. Peraturan ini
telah melahirkan berbagai peralatan untuk desulfurasi bahan bakar
dan membangkitkan kembali perhatian terhadap bahan bakar cair
dan gas dari batu bara yang berkadar belerang rendah . Dewasa ini
sudah ada beberapa pabrik perintis untuk memisahkan sulfur
dioksida dari gas-gas limbah pusat pembangkit tenaga listrik.
Emisi dari pabrik-pabrik asam sulfat baru dibatasi pada 2 kg sulfur
dioksida dan 75 kg kabut asam per ton metrik asam yang
dihasilkan. Pemulihan dengan proses Claus tidak pernah mencapai
100 %, karena reaksinya merupakan suatu keseimbangan.
Peraturan mengenai emisi yang diperbolehkan dari pabrek –pabrik
ini berbeda dari satu lokasi ke lokasi lain dan biasanya lebih ketat
untuk pabrik-pabrik besar. Banyak pabrik baru mempunyai sebuah
konverter tambahan dan beberapa unit pembersihan gas dipasang
pada pabrik lama dan baru.
Pabrik untuk peleburan tembaga secara kontinu, seperti proses
outokumpu O4, Mitsubishi, dan Noranda, banyak yang dibangun
dengan pemulihan gas sulfur dioksida berkadar tinggi yang cocok
untuk dikonversi menjadi asam sulfat. Cara demikian dapat
mengurangi pencemaran udara.
Emisi dari instalasi ketel uap baru yang besar dan menggunakan
batu bara, sekarang dibatasi pada 516 g SO2 per 1000 MJ bahan
bakar yang digunakan. Biasanya kelebihan SO2 di atas nilai itu
disingkirkan di dalam pembasuh gas buang dan sulfat dan/atau
sulfit yang diperoleh, dibuang tanpa mencoba memulihkan nilai
belerangnya.
Pencemaran air sungai dan sumber-sumber air minum lainnya
dikendalikan dengan membatasi keasaman, kekeruha, kebutuhan
oksigen dan sebagainya. Pembuangan limbah cair, gas, atau padat
diatur dengan undang-undang federal dan lokal di Amerika Serikat,
dan semuanya ini harus dipatuhi. Untuk setiap jenis penerapan,
harus ada izin pembuangan yang diperoleh dengan susah payah dan
biaya besar.
Walaupun asam sulfat yang mendekati 100% dapat dibuat, ia akan
melepaskan SO3 pada titik didihnya dan menghasilkan asam
98,3%. Asam sulfat 98% lebih stabil untuk disimpan, dan
merupakan bentuk asam sulfat yang paling umum. Asam sulfat
98% umumnya disebut sebagai asam sulfat pekat.
Terdapat juga asam sulfat dalam berbagai kemurnian. Mutu teknis
H2SO4 tidaklah murni dan seringkali berwarna, namun cocok untuk
digunakan untuk membuat pupuk. Apabila SO3(g) dalam konsentrasi
tinggi ditambahkan ke dalam asam sulfat, H2S2O7 akan terbentuk.
Senyawa ini disebut sebagai asam pirosulfat, asam sulfat berasap,
ataupun oleum. Konsentrasi oleum diekspresikan sebagai %SO3
(disebut %oleum) atau %H2SO4 (jumlah asam sulfat yang
dihasilkan apabila H2O ditambahkan); konsentrasi yang umum
adalah 40% oleum (109% H2SO4) dan 65% oleum (114,6% H2SO4).
H2S2O7 murni terdapat dalam bentuk padat dengan titik leleh 36 °C.
Asam sulfat murni berupa cairan bening seperti minyak, dan oleh
karenanya pada zaman dahulu ia dinamakan 'minyak vitriol'.
Nama sistematis : Asam Sulfat
Nama lain : Minyak vitriol
Rumus Molekul : H2SO4
Massa molar : 98,078 g/mol
Densitas : 1,84 g cm−3
Titik Leleh : 10 °C, 283 K, 50 °F
Titik didih : 290 °C, 563 K, 554 °F
Visakositas : 26,7 cP pada 20°C
Sifat bahaya : Sangat korosif
Asam sulfat merupakan asam kuat, karena mudah menyumbang
sebuah proton kepada air membentuk ion hidronium (H30+) dan
ion bisulfat (HSO4-)
H2SO4(aq) + H20(l) —— H3O+ + HSO4-
Asam sulfat murni berupa cairan kental, tidak berwarna dan tidak
berbau serta mudah terurai menjadi SO2 dan H20 bila dipanaskan.
Pengenceran asam sulfat dengan air menghasilkan panas
eksotermik karena terjadi reaksi :
H2SO4 pekat + H20 —— H30+ + HSO4-
Asam sulfat bersifat pengoksida lemah dalam suasana dingin, tetapi
pengoksida kuat dalam suasana panas.
2X- + 3H2SO4 —— X2 + SO2 + 2H2O + HSO4-
Asam sulfat merupakan asam diprotik kuat
H2SO4 —— H+ + HSO4- (100%)
HSO4- —— H+ + SO4- (10%)
Reaksi dengan air
Reaksi hidrasi asam sulfat sangatlah eksotermik. Selalu tambahkan
asam ke dalam air daripada air ke dalam asam. Air memiliki massa
jenis yang lebih rendah daripada asam sulfat dan cenderung
mengapung di atasnya, sehingga apabila air ditambahkan ke dalam
asam sulfat pekat, ia akan dapat mendidih dan bereaksi dengan
keras. Reaksi yang terjadi adalah pembentukan ion hidronium:
H2SO4 + H2O → H3O+ + HSO4-
HSO4- + H2O → H3O+ + SO4
2-
Karena hidrasi asam sulfat secara termodinamika difavoritkan,
asam sulfat adalah zat pendehidrasi yang sangat baik dan
digunakan untuk mengeringkan buah-buahan. Afinitas asam sulfat
terhadap air cukuplah kuat sedemikiannya ia akan memisahkan
atom hidrogen dan oksigen dari suatu senyawa. Sebagai contoh,
mencampurkan pati (C6H12O6)n dengan asam sulfat pekat akan
menghasilkan karbon dan air yang terserap dalam asam sulfat
(yang akan mengencerkan asam sulfat):
(C6H12O6)n → 6n C + 6n H2O
Efek ini dapat dilihat ketika asam sulfat pekat diteteskan ke
permukaan kertas. Selulosa bereaksi dengan asam sulfat dan
menghasilkan karbon yang akan terlihat seperti efek pembakaran
kertas. Reaksi yang lebih dramatis terjadi apabila asam sulfat
ditambahkan ke dalam satu sendok teh gula. Seketika ditambahkan,
gula tersebut akan menjadi karbon berpori-pori yang mengembang
dan mengeluarkan aroma seperti karamel.
Reaksi lainnya
Sebagai asam, asam sulfat bereaksi dengan kebanyakan basa,
menghasilkan garam sulfat. Sebagai contoh, garam tembaga
tembaga(II) sulfat dibuat dari reaksi antara tembaga(II) oksida
dengan asam sulfat:
CuO + H2SO4 → CuSO4 + H2O
Asam sulfat juga dapat digunakan untuk mengasamkan garam dan
menghasilkan asam yang lebih lemah. Reaksi antara natrium asetat
dengan asam sulfat akan menghasilkan asam asetat, CH3COOH,
dan natrium bisulfat:
H2SO4 + CH3COONa → NaHSO4 + CH3COOH
Hal yang sama juga berlaku apabila mereaksikan asam sulfat
dengan kalium nitrat. Reaksi ini akan menghasilkan asam nitrat dan
endapat kalium bisulfat. Ketika dikombinasikan dengan asam
nitrat, asam sulfat berperilaku sebagai asam sekaligus zat
pendehidrasi, membentuk ion nitronium NO2+, yang penting dalam
reaksi nitrasi yang melibatkan substitusi aromatik elektrofilik.
Reaksi jenis ini sangatlah penting dalam kimia organik.
Asam sulfat bereaksi dengan kebanyakan logam via reaksi
penggantian tunggal, menghasilkan gas hidrogen dan logam sulfat.
H2SO4 encer menyerang besi, aluminium, seng, mangan,
magnesium dan nikel. Namun reaksi dengan timah dan tembaga
memerlukan asam sulfat yang panas dan pekat. Timbal dan
tungsten tidak bereaksi dengan asam sulfat. Reaksi antara asam
sulfat dengan logam biasanya akan menghasilkan hidrogen seperti
yang ditunjukkan pada persamaan di bawah ini. Namun reaksi
dengan timah akan menghasilkan sulfur dioksida daripada
hidrogen.
Fe (s) + H2SO4 (aq) → H2 (g) + FeSO4 (aq)
Sn (s) + 2 H2SO4 (aq) → SnSO4 (aq) + 2 H2O (l) + SO2 (g)
Hal ini dikarenakan asam pekat panas umumnya berperan sebagai
oksidator, manakala asam encer berperan sebagai asam biasa.
Sehingga ketika asam pekat panas bereaksi dengan seng, timah,
dan tembaga, ia akan menghasilkan garam, air dan sulfur dioksida,
manakahal asam encer yang beraksi dengan logam seperti seng
akan menghasilkan garam dan hidrogen.
Asam sulfat menjalani reaksi substitusi aromatik elektrofilik
dengan senyawa-senyawa aromatik, menghasilkan asam sulfonat
terkait:[4]
Sumber
Asam sulfat murni yang tidak diencerkan tidak dapat ditemukan
secara alami di bumi oleh karena sifatnya yang higroskopis.
Walaupun demikian, asam sulfat merupakan komponen utama
hujan asam, yang terjadi karena oksidasi sulfur dioksida di
atmosfer dengan keberadaan air (oksidasi asam sulfit). Bahan baku
utama pembuatan asam sulfat adalah sulfur atau belerang, yang
berwarna kuning. Biasanya ditambang dari pegunungan, seperti di