Asam sulfat (H₂SO₄), juga dikenal sebagai vitriol, adalah salah satu bahan kimia industri yang paling penting di dunia. Penggunaannya sangat luas, mulai dari produksi pupuk, baterai, pewarna, deterjen, hingga sebagai agen pemurnian dalam industri minyak dan logam. Sifatnya yang kuat sebagai asam dan agen pengoksidasi serta dehidrasi menjadikannya tak tergantikan dalam berbagai aplikasi. Namun, karena sifatnya yang sangat korosif dan berbahaya, proses pembuatan dan penanganannya memerlukan kehati-hatian ekstrem dan pengetahuan mendalam.
Metode paling umum dan efisien untuk memproduksi asam sulfat dalam skala industri saat ini adalah melalui proses kontak. Proses ini melibatkan beberapa tahapan utama:
Tahap awal adalah menghasilkan gas sulfur dioksida. Ini biasanya dilakukan dengan membakar belerang (S) murni dalam udara kering dan bersih:
S(s) + O₂(g) → SO₂(g)
Atau, sulfur dioksida juga bisa diperoleh dari pemanggangan bijih sulfida logam, seperti pirit (FeS₂):
4FeS₂(s) + 11O₂(g) → 2Fe₂O₃(s) + 8SO₂(g)
Udara yang digunakan harus kering dan bebas dari pengotor yang dapat meracuni katalis di tahap selanjutnya.
Ini adalah jantung dari proses kontak. Sulfur dioksida direaksikan dengan oksigen (dari udara) pada suhu tinggi (sekitar 400-450°C) dengan bantuan katalis. Katalis yang paling umum digunakan adalah vanadium pentoksida (V₂O₅) yang didukung pada silika atau diatomite. Reaksi ini bersifat eksotermik dan reversibel:
2SO₂(g) + O₂(g) ⇌ 2SO₃(g)
Kondisi operasi (suhu, tekanan, dan konsentrasi reaktan) dioptimalkan untuk memaksimalkan konversi SO₂ menjadi SO₃, meskipun kesetimbangan tidak tercapai 100%. Biasanya, konversi yang dicapai adalah sekitar 98-99%.
Gas sulfur trioksida yang dihasilkan kemudian diserap ke dalam asam sulfat pekat (sekitar 98%). Penting untuk dicatat bahwa SO₃ tidak boleh diserap langsung ke dalam air karena akan menghasilkan kabut asam sulfat yang sangat berbahaya dan sulit dikendalikan. Penyerapan SO₃ ke dalam H₂SO₄ pekat menghasilkan senyawa yang disebut asam sulfat berasap (oleum atau pirosulfat) dengan rumus H₂S₂O₇:
SO₃(g) + H₂SO₄(l) → H₂S₂O₇(l)
Oleum yang terbentuk kemudian diencerkan dengan hati-hati menggunakan air untuk mendapatkan konsentrasi asam sulfat yang diinginkan, biasanya sekitar 98%:
H₂S₂O₇(l) + H₂O(l) → 2H₂SO₄(l)
PERINGATAN KERAS: Asam sulfat pekat adalah bahan kimia yang sangat berbahaya. Kontak langsung dengan kulit dapat menyebabkan luka bakar kimia yang parah, kerusakan mata permanen, bahkan kematian. Menghirup uapnya bisa merusak saluran pernapasan. Proses pembuatan asam sulfat melibatkan suhu tinggi, gas beracun, dan bahan kimia korosif. Artikel ini hanya bersifat informatif dan tidak boleh dianggap sebagai panduan untuk mencoba membuat asam sulfat tanpa pengawasan profesional, peralatan keselamatan yang memadai, dan fasilitas laboratorium yang sesuai. Mencoba membuat H₂SO₄ di luar lingkungan laboratorium yang terkontrol sangat berbahaya dan ilegal di banyak yurisdiksi.
Meskipun proses kontak adalah metode industri yang dominan, ada metode historis seperti proses bilik timbal (lead chamber process) yang pernah digunakan, namun kurang efisien dibandingkan proses kontak modern.
Dalam konteks laboratorium pendidikan atau riset, asam sulfat konsentrasi tertentu seringkali dibeli dari pemasok bahan kimia terkemuka. Jika diperlukan asam sulfat encer, ini dibuat dengan cara menambahkan asam sulfat pekat secara perlahan ke dalam air sambil diaduk dan didinginkan. Ingat: Selalu tambahkan asam ke air, bukan sebaliknya, untuk menghindari percikan yang berbahaya.
Karakteristik asam sulfat yang sangat penting adalah:
Membuat asam sulfat adalah proses industri yang kompleks dan sangat teknis. Metode kontak, dengan penggunaan katalis vanadium pentoksida, adalah standar industri saat ini karena efisiensinya. Namun, sifat asam sulfat yang berbahaya menuntut standar keselamatan tertinggi. Pengetahuan mendalam tentang kimia, rekayasa proses, dan protokol keselamatan adalah prasyarat mutlak bagi siapa pun yang terlibat dalam produksi atau penanganan bahan kimia vital ini.