Ácido sulfúrico


El ácido sulfúrico ( ortografía estadounidense y el nombre preferido de la IUPAC ) o ácido sulfúrico ( ortografía de la Commonwealth ), conocido en la antigüedad como aceite de vitriolo , es un ácido mineral compuesto por los elementos azufre , oxígeno e hidrógeno , con la fórmula molecular H 2 SO 4 . Es un líquido incoloro, inodoro y viscoso que es miscible con agua. [5]

El ácido sulfúrico puro no existe naturalmente en la Tierra debido a su fuerte afinidad con el vapor de agua ; por esta razón, es higroscópico y absorbe fácilmente el vapor de agua del aire . [5] El ácido sulfúrico concentrado es altamente corrosivo para otros materiales, desde rocas hasta metales, ya que es un oxidante con poderosas propiedades deshidratantes. El pentóxido de fósforo es una excepción notable de no verse afectado por la propiedad deshidratante del ácido, que deshidrata de manera inversa el ácido sulfúrico a trióxido de azufre.. Al agregar ácido sulfúrico al agua, se libera una cantidad considerable de calor; por lo tanto, no se debe realizar el procedimiento inverso de agregar agua al ácido, ya que el calor liberado puede hervir la solución, rociando gotas de ácido caliente durante el proceso. Al entrar en contacto con el tejido corporal, el ácido sulfúrico puede causar quemaduras químicas ácidas graves e incluso quemaduras térmicas secundarias debido a la deshidratación. [6] [7] El ácido sulfúrico diluido es sustancialmente menos peligroso sin las propiedades oxidantes y deshidratantes; sin embargo, aún debe manejarse con cuidado por su acidez.

El ácido sulfúrico es un producto químico muy importante y la producción de ácido sulfúrico de una nación es un buen indicador de su fuerza industrial. [8] Se produce ampliamente con diferentes métodos, como el proceso de contacto , el proceso de ácido sulfúrico húmedo, el proceso de cámara de plomo y algunos otros métodos. [9] El ácido sulfúrico también es una sustancia clave en la industria química . Se usa más comúnmente en la fabricación de fertilizantes , [10] pero también es importante en el procesamiento de minerales , refinación de petróleo , procesamiento de aguas residuales y síntesis química .. Tiene una amplia gama de aplicaciones finales, incluso en limpiadores de desagües ácidos domésticos , [11] como electrolito en baterías de plomo-ácido , en la deshidratación de un compuesto y en varios agentes de limpieza . El ácido sulfúrico se puede obtener disolviendo trióxido de azufre en agua.

Aunque se pueden hacer soluciones de ácido sulfúrico casi al 100%, la pérdida posterior de SO
3
en el punto de ebullición lleva la concentración al 98,3% de ácido. El grado del 98,3% es más estable en almacenamiento y es la forma habitual de lo que se describe como "ácido sulfúrico concentrado". Otras concentraciones se utilizan para diferentes propósitos. Algunas concentraciones comunes son: [12] [13]

"Ácido de cámara" y "ácido de torre" fueron las dos concentraciones de ácido sulfúrico producidas por el proceso de cámara de plomo, siendo el ácido de cámara el ácido producido en la propia cámara de plomo (<70% para evitar la contaminación con ácido nitrosilsulfúrico ) y el ácido de torre el ácido recuperado del fondo de la torre Glover. [12] [13] Ahora están obsoletos como concentraciones comerciales de ácido sulfúrico, aunque pueden prepararse en el laboratorio a partir de ácido sulfúrico concentrado si es necesario. En particular, ácido sulfúrico "10M" (el equivalente moderno del ácido de cámara, utilizado en muchas titulaciones), se prepara agregando lentamente ácido sulfúrico al 98% a un volumen igual de agua, con buena agitación: la temperatura de la mezcla puede subir a 80 °C (176 °F) o más. [13]

El ácido sulfúrico reacciona con su anhídrido, SO
3
, para formar H
2
S
2
O
7
, llamado ácido pirosulfúrico , ácido sulfúrico fumante , ácido disulfúrico u oleum o, menos comúnmente, ácido de Nordhausen . Las concentraciones de oleum se expresan en términos de % SO
3
(llamado % oleum) o como % H
2
ENTONCES
4
(la cantidad hecha si H
2
se añadieron O ); las concentraciones comunes son 40% de oleum (109% H
2
ENTONCES
4
) y 65% ​​de óleum (114,6% H
2
ENTONCES
4
). Puro H
2
S
2
O
7
es un sólido con un punto de fusión de 36 °C.


Gotas de ácido sulfúrico concentrado descomponen rápidamente una toalla de algodón por deshidratación.
reproducir medios
Un experimento que demuestra las propiedades de deshidratación del ácido sulfúrico concentrado. Cuando el ácido sulfúrico concentrado entra en contacto con la sacarosa , tiene lugar una lenta carbonificación de la sacarosa. La reacción va acompañada de la evolución de productos gaseosos que contribuyen a la formación del pilar de carbón espumoso que se eleva por encima del vaso de precipitados.
Estructura de estado sólido del ion [D 3 SO 4 ] + presente en [D 3 SO 4 ] + [SbF 6 ] , sintetizado usando D F en lugar de HF. (ver texto)
Rio Tinto con su agua altamente ácida
Producción de ácido sulfúrico en 2000
Los limpiadores de desagües ácidos generalmente contienen ácido sulfúrico en una alta concentración que vuelve rojo un trozo de papel de pH y lo carboniza instantáneamente, demostrando tanto la fuerte naturaleza ácida como la propiedad deshidratante.
Se puede usar un limpiador de desagües ácido para disolver la grasa, el cabello e incluso el papel de seda dentro de las tuberías de agua.
La molécula de ácido sulfúrico de John Dalton de 1808 muestra un átomo central de azufre unido a tres átomos de oxígeno, o trióxido de azufre , el anhídrido del ácido sulfúrico.
Gotas de ácido sulfúrico al 98 % carbonizan instantáneamente un trozo de papel de seda. El carbón queda después de la reacción de deshidratación tiñendo el papel de negro.
Quemadura química superficial por dos salpicaduras de ácido sulfúrico al 98% (piel del antebrazo)