Acido disolforico: caratteristiche e funzioni di questa sostanza

Abbiamo tutti sentito parlare di acido solforico, anche di sfuggita. Questa sostanza estremamente corrosiva e pericolosa è il composto chimico più prodotto al mondo. È particolarmente importante nell'industria petrolifera, nel trattamento dell'acciaio, nella fabbricazione di esplosivi, detergenti e materie plastiche e nella sintesi di fertilizzanti.

Senza acido solforico non sarebbe possibile alimentare l'industria del legno e della carta, molti processi nelle fabbriche tessili o la produzione di batterie. Né può essere dimenticato il suo ruolo nell'industria chimica, poiché è necessario per la sintesi di altri acidi e solfati vitali per determinati processi.

In altre parole, la società non sarebbe come la conosciamo senza l'acido solforico, poiché gioca compiti essenziali nell'industria chimica, nell'industria petrolifera e nel campo agricolo, tra molti altri cose. Tuttavia, non tutti i composti solforati sono ugualmente conosciuti. Qui prestiamo attenzione a uno molto meno familiare alla popolazione generale: l'acido disolforico..

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Cos'è l'acido disolforico?

L'acido disolforico, noto anche come acido pirosolforico o oleum, è un ossido di zolfo. Il termine "oxacid" si riferisce a qualsiasi acido che contiene ossigeno nella sua composizione, specialmente quelli che hanno nella loro struttura chimica almeno un atomo di idrogeno (H), un atomo di ossigeno (O) e un elemento variabile, sia esso questo X

L'acido disolforico è il componente principale dell'acido solforico fumante o oleum, le cui proprietà e usi spiegheremo nelle sezioni successive. Per ora, ci rimane che la sua struttura chimica è H2SO7. Ciò significa che è composto da due atomi di idrogeno (H2), sette di ossigeno (O7) e due di zolfo (S2). L'acido solforico da utilizzare, da parte sua, ha due atomi di idrogeno, uno di zolfo e quattro di ossigeno (H2SO4).

È anche interessante sottolineare che questo acido ha una massa molare di 178,13 g · mol − 1 e che il suo punto di fusione è di 36 gradi, temperatura che segna il passaggio dallo stato solido allo stato liquido. Esistono altri acidi con la stessa formula "H2O · (SO3) x", sebbene questi non possano essere oggi isolati in condizioni sperimentali.

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Caratteristiche dell'olio

Come abbiamo detto, acido disolforico è il componente principale dell'acido solforico fumante, noto anche come oleum. La formula di questa soluzione è ySO3 · H2O, dove “y” è la massa molare totale della parte di anidride solforosa (SO3). Tuttavia, può anche essere designato con la nomenclatura "H2SO4 · xSO3", dove "x" si riferisce al contenuto di triossido di zolfo libero molare. Quando x = 1 e y = 2 si ottiene la formula H2S2O7, o che è la stessa, quella dell'acido disolforico.

Può sembrare complesso, ma mantieni la seguente idea: una soluzione di oleum può avere proprietà diverse a seconda della percentuale di concentrazione di l'acido solforico e la suddetta conformazione dà origine all'acido disolforico, che si presenta in forma solida fino a 36 gradi di temperatura ambientale. Per quanto interessante possa sembrare tutto questo conglomerato a livello chimico, in ogni caso, è necessario sottolineare che l'acido disolforico è usato raramente in ambienti di laboratorio o processi industriali.

L'oleum viene sintetizzato attraverso un “processo di contatto”, dove gruppi di ossigeno vengono aggiunti allo zolfo (S + O3, SO3) e quindi viene sciolto in un concentrato di acido solforico (H2SO4). Forse un chimico si tirerebbe i capelli per vedere una così grande semplificazione, ma a scopo informativo, prendiamo la licenza per mostrarti l'unione di entrambi i concetti:

Così, il tipico oleum o acido disolforico è costruito con zolfo a cui sono stati aggiunti ossigeno e acido solforico concentrato. Nel mondo della chimica, in fondo, tutto è anche questione di conoscenze matematiche.

Funzioni e utilità di questa sostanza

Una volta che abbiamo sezionato la natura chimica di questa complessa soluzione, possiamo esplorarne gli usi, anche se brevemente.

1. Produzione di acido solforico

Anche se sembra controintuitivo, una soluzione che richiede acido solforico per la sua sintesi può essere utile per la produzione dell'acido solforico stesso.

A causa della sua elevata entalpia di idratazione (cambiamento di entalpia quando una mole di ioni si dissolve in abbastanza) acqua per dare una soluzione diluita), l'oleum può essere diluito in acqua per produrre acido solforico concentrato aggiuntivo.

Al contrario, se SO3 fosse aggiunto direttamente all'acqua, formerebbe un film gassoso di acido solforico molto difficile da maneggiare.

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2. Intermediario di trasporto

Poiché l'oleum si presenta allo stato solido fino a 36 gradi di temperatura, può essere utile per il trasporto di acido solforico in autocisterne, tra raffinerie di petrolio e industrie varie. Una volta giunto a destinazione, l'oleum può tornare allo stato liquido. In ogni caso, questo processo deve essere eseguito con molta attenzione, poiché il surriscaldamento del materiale (surriscaldamento) supera i limiti di sicurezza.

Inoltre, l'oleum o acido disolforico è meno corrosivo dell'acido solforico in uso quando viene a contatto con i metalli, poiché non ci sono molecole d'acqua libere che possono attaccare queste superfici. Per questo motivo, l'acido disolforico liquido viene talvolta scelto anche per essere sintetizzato per il trasporto tra tubazioni complesse. Grazie alla sua capacità di "ripristinare" l'acido solforico concentrato e alla sua facilità di passaggio da uno stato solido a uno liquido, l'oleum ha molti usi nel campo dei trasporti.

3. L'acido disolforico nell'industria degli esplosivi

Anche l'oleum utilizzato nella sintesi di esplosivi, con la notevole eccezione della nitrocellulosa. Ciò è dovuto al fatto che le soluzioni di acido nitrico (NO3) e acido solforico (H2SO4, che possono o meno essere ottenute utilizzando il acido disolforico) contengono quantità significative di acqua, il che li rende di scarsa utilità in molti processi produttivi di esplosivi.

4. Uso nello studio della chimica organica

L'oleum è un agente reattivo aggressivo e altamente corrosivo, utile come intermedio in alcune reazioni chimiche.

Curriculum vitae

In sintesi, l'acido disolforico può essere visto come un intermedio dell'acido solforico, nonostante sia derivato da reazioni che lo richiedono in prima istanza. Poiché si presenta naturalmente allo stato solido, è adatto per un trasporto sicuro in molti settori dell'industria che gestiscono naturalmente H2SO4. Molto interessante è anche l'uso di questo composto nella sua forma liquida, poiché essendo meno corrosivo dell'acido solforico, genera meno danni alle tubazioni e ad altri rivestimenti metallici.

Ancora una volta, torniamo all'idea che l'acido solforico è essenziale nell'agricoltura, nel legno, nel tessile, nell'industria petrolifera e in molti altri settori. Pertanto, sebbene l'acido disolforico non sia molto utile come composto direttamente applicabile nel campo laboratorio, fornisce una certa plasticità durante il trasporto, la raffinazione e il trattamento dell'acido stesso solforico.