Acide disulfurique: caractéristiques et fonctions de cette substance

Nous avons tous entendu parler de l'acide sulfurique, même en passant. Cette substance extrêmement corrosive et dangereuse est le composé chimique le plus produit au monde. Il est particulièrement important dans l'industrie pétrolière, le traitement de l'acier, la fabrication d'explosifs, de détergents et de plastiques, et dans la synthèse d'engrais.

Sans acide sulfurique, il ne serait pas non plus possible d'alimenter l'industrie du bois et du papier, de nombreux procédés dans les usines textiles ou la production de batteries. N'oublions pas non plus son rôle dans l'industrie chimique, puisqu'il est nécessaire à la synthèse d'autres acides et sulfates vitaux pour certains procédés.

Autrement dit, la société ne serait pas telle que nous la connaissons sans l'acide sulfurique, puisqu'il joue tâches essentielles dans l'industrie chimique, dans l'industrie pétrolière et dans le domaine agricole, parmi beaucoup d'autres Choses. Cependant, tous les composés soufrés ne sont pas également bien connus.

Ici, nous prêtons attention à un bien moins connu de la population générale: l'acide disulfurique..

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Qu'est-ce que l'acide disulfurique ?

L'acide disulfurique, également connu sous le nom d'acide pyrosulfurique ou oléum, est un oxacide de soufre. Le terme « oxacide » désigne tout acide qui contient de l'oxygène dans sa composition, en particulier ceux qui Ils ont dans leur structure chimique au moins un atome d'hydrogène (H), un atome d'oxygène (O) et un élément variable, que ce soit Cette x.

L'acide disulfurique est le composant principal de l'acide sulfurique fumant ou oléum, dont nous expliquerons les propriétés et les utilisations dans les prochaines sections. Pour l'instant, il nous reste que sa structure chimique est H2SO7. Cela signifie qu'il est composé de deux atomes d'hydrogène (H2), 7 d'oxygène (O7) et deux de soufre (S2). L'acide sulfurique à utiliser, quant à lui, possède deux atomes d'hydrogène, un de soufre et quatre d'oxygène (H2SO4).

Il est également intéressant de souligner que cet acide a une masse molaire de 178,13 g · mol − 1 et que son point de fusion est de 36 degrés, une température qui marque le passage d'un état solide à un état liquide. Il existe d'autres acides ayant la même formule "H2O · (SO3) x", bien que ceux-ci ne puissent pas être isolés dans des conditions expérimentales aujourd'hui.

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Caractéristiques de l'oléum

Comme nous l'avons dit, l'acide disulfurique est le composant principal de l'acide sulfurique fumant, également connu sous le nom d'oléum. La formule de cette solution est ySO3 · H2O, où « y » est la masse molaire totale de la partie trioxyde de soufre (SO3). Cependant, il peut également être désigné par la nomenclature « H2SO4 · xSO3 », où « x » désigne la teneur en trioxyde de soufre molaire libre. Lorsque x = 1 et y = 2, on obtient la formule H2S2O7, ou ce qui est la même, celle de l'acide disulfurique.

Cela peut sembler complexe, mais gardez l'idée suivante: une solution d'oléum peut avoir des propriétés différentes selon le pourcentage de concentration de l'acide sulfurique et la conformation susmentionnée donnent naissance à l'acide disulfurique, qui se présente sous forme solide jusqu'à 36 degrés de température environnemental. Aussi intéressant que puisse paraître tout ce conglomérat au niveau chimique, en tout cas, il faut souligner que l'acide disulfurique est rarement utilisé dans les laboratoires ou les processus industriels.

L'oléum est synthétisé par un "processus de contact", où des groupes d'oxygène sont ajoutés au soufre (S + O3, SO3), puis il est dissous dans un concentré d'acide sulfurique (H2SO4). Peut-être qu'un chimiste s'arracherait les cheveux pour voir une si grande simplification, mais à titre informatif, nous prenons l'autorisation de vous montrer l'union des deux concepts :

Ainsi, l'oléum ou l'acide disulfurique typique est construit avec du soufre auquel de l'oxygène et de l'acide sulfurique concentré ont été ajoutés. Dans le monde de la chimie, tout est finalement aussi affaire de connaissances mathématiques.

Fonctions et utilités de cette substance

Une fois que nous avons disséqué la nature chimique de cette solution complexe, nous pouvons explorer ses utilisations, même brièvement.

1. Production d'acide sulfurique

Bien que cela semble contre-intuitif, une solution qui nécessite de l'acide sulfurique pour sa synthèse peut être utile pour la production d'acide sulfurique lui-même.

En raison de sa forte enthalpie d'hydratation (changement d'enthalpie lorsqu'une mole d'ions se dissout dans suffisamment eau pour donner une solution diluée), l'oléum peut être dilué dans de l'eau pour produire de l'acide sulfurique concentré Additionnel.

Au contraire, si le SO3 était ajouté directement à l'eau, il formerait un film gazeux d'acide sulfurique très difficile à manipuler.

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2. Intermédiaire de transport

Comme l'oléum se présente à l'état solide jusqu'à 36 degrés de température, peut être utile pour le transport d'acide sulfurique dans des camions-citernes, entre les raffineries de pétrole et diverses industries. Une fois arrivé à destination, l'oléum peut revenir à son état liquide. Dans tous les cas, ce processus doit être effectué très soigneusement, car la surchauffe du matériau (surchauffe) dépasse les limites de sécurité.

De plus, l'oléum ou l'acide disulfurique est moins corrosif que l'acide sulfurique utilisé lorsqu'il entre en contact avec les métaux, car il n'y a pas de molécules d'eau libres qui peuvent attaquer ces surfaces. Pour cette raison, l'acide disulfurique liquide est parfois également choisi pour être synthétisé pour le transport entre des pipelines complexes. En raison de sa capacité à « revenir » à l'acide sulfurique concentré et de sa facilité à passer d'un état solide à un état liquide, l'oléum a de nombreuses utilisations dans le domaine des transports.

3. Acide disulfurique dans l'industrie des explosifs

L'oléum aussi utilisé dans la synthèse d'explosifs, à l'exception notable de la nitrocellulose. Cela est dû au fait que les solutions d'acide nitrique (NO3) et d'acide sulfurique (H2SO4, qui peuvent être obtenues ou non en utilisant le acide disulfurique) contiennent des quantités importantes d'eau, ce qui les rend peu utiles dans de nombreux procédés de fabrication de explosifs.

4. Utilisation dans l'étude de la chimie organique

L'oléum est un agent réactif agressif et hautement corrosif, utile comme intermédiaire dans certaines réactions chimiques.

résumé

En résumé, l'acide disulfurique peut être considéré comme un intermédiaire de l'acide sulfurique, bien qu'il soit dérivé de réactions qui le nécessitent en premier lieu. Comme il se présente naturellement à l'état solide, il convient au transport en toute sécurité dans de nombreux secteurs de l'industrie qui manipulent naturellement H2SO4. L'utilisation de ce composé sous sa forme liquide est également très intéressante, car étant moins corrosif que l'acide sulfurique, il engendre moins de dégâts sur les canalisations et autres revêtements métalliques.

Encore une fois, nous revenons à l'idée que l'acide sulfurique est essentiel dans l'industrie agricole, du bois, textile, pétrolière et bien d'autres branches. Ainsi, bien que l'acide disulfurique ne soit pas très utile comme composé directement applicable dans le domaine laboratoire, il apporte une certaine plasticité lors du transport, du raffinage et du traitement de l'acide lui-même sulfurique.