Ácido dissulfúrico: características e funções desta substância

Todos nós já ouvimos falar de ácido sulfúrico, mesmo de passagem. Essa substância extremamente corrosiva e perigosa é o composto químico mais amplamente produzido no mundo. É particularmente importante na indústria do petróleo, no tratamento do aço, na fabricação de explosivos, detergentes e plásticos e na síntese de fertilizantes.

Sem o ácido sulfúrico, também não seria possível movimentar a indústria da madeira e do papel, muitos processos nas fábricas têxteis ou a produção de baterias. Também não podemos esquecer o seu papel na indústria química, uma vez que é necessário para a síntese de outros ácidos e sulfatos vitais para determinados processos.

Ou seja, a sociedade não seria como a conhecemos sem o ácido sulfúrico, pois atua tarefas essenciais na indústria química, na indústria do petróleo e no campo agrícola, entre muitas outras coisas. No entanto, nem todos os compostos de enxofre são igualmente conhecidos. Aqui, prestamos atenção a algo muito menos conhecido da população em geral: o ácido dissulfúrico..

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O que é ácido dissulfúrico?

O ácido dissulfúrico, também conhecido como ácido pirossulfúrico ou oleum, é um oxácido de enxofre. O termo "oxácido" refere-se a qualquer ácido que contém oxigênio em sua composição, especialmente aqueles que Possuem em sua estrutura química pelo menos um átomo de hidrogênio (H), um átomo de oxigênio (O) e um elemento variável, seja ele este X.

O ácido dissulfúrico é o principal componente do ácido sulfúrico fumante ou oleum, cujas propriedades e usos explicaremos em seções futuras. Por enquanto, ficamos com que sua estrutura química é H2SO7. Isso significa que ele é formado por dois átomos de hidrogênio (H2), 7 oxigênio (O7) e dois enxofre (S2). O ácido sulfúrico para uso, por sua vez, tem dois átomos de hidrogênio, um de enxofre e quatro de oxigênio (H2SO4).

Também é interessante ressaltar que esse ácido tem massa molar de 178,13 g · mol - 1 e que seu ponto de fusão é de 36 graus, temperatura que marca a passagem do estado sólido para o líquido. Existem outros ácidos com a mesma fórmula "H2O · (SO3) x", embora estes não possam ser isolados em condições experimentais hoje.

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Características do oleum

Como já dissemos, o ácido dissulfúrico é o principal componente do ácido sulfúrico fumante, também conhecido como oleum. A fórmula desta solução é ySO3 · H2O, onde “y” é a massa molar total da parte do trióxido de enxofre (SO3). No entanto, também pode ser designado pela nomenclatura "H2SO4 · xSO3", onde "x" se refere ao conteúdo de trióxido de enxofre livre molar. Quando x = 1 ey = 2, obtém-se a fórmula H2S2O7, ou seja, a do ácido dissulfúrico.

Pode parecer complexo, mas mantenha a seguinte ideia: uma solução oleum pode ter propriedades diferentes dependendo da porcentagem de concentração de o ácido sulfúrico e a conformação acima mencionada dão origem ao ácido dissulfúrico, que ocorre na forma sólida até 36 graus de temperatura de Meio Ambiente. Por mais interessante que todo esse conglomerado pareça quimicamente, no entanto, é necessário enfatizar que ácido dissulfúrico raramente é usado em ambientes de laboratório ou processos industriais.

Oleum é sintetizado através de um “processo de contato”, onde grupos de oxigênio são adicionados ao enxofre (S + O3, SO3) e então é dissolvido em um concentrado de ácido sulfúrico (H2SO4). Talvez um químico puxasse o cabelo para ver uma simplificação tão grande, mas para fins informativos, pegamos a licença para mostrar a você a união de ambos os conceitos:

Assim, o oleum ou ácido dissulfúrico típico é construído com enxofre ao qual foram adicionados oxigênio e ácido sulfúrico concentrado. No mundo da química, tudo afinal também é uma questão de conhecimento matemático.

Funções e utilidades desta substância

Depois de dissecar a natureza química dessa solução complexa, podemos explorar seus usos, embora brevemente.

1. Produção de ácido sulfúrico

Embora pareça contra-intuitivo, uma solução que requer ácido sulfúrico para sua síntese pode ser útil para a produção do próprio ácido sulfúrico.

Devido à sua alta entalpia de hidratação (mudança na entalpia quando um mol de íons se dissolve em quantidade suficiente água para dar uma solução diluída), o oleum pode ser diluído em água para produzir ácido sulfúrico concentrado adicional.

Ao contrário, se o SO3 fosse adicionado diretamente à água, formaria uma película gasosa de ácido sulfúrico muito difícil de manusear.

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2. Intermediário de transporte

Como o oleum é apresentado no estado sólido até 36 graus de temperatura, pode ser útil para o transporte de ácido sulfúrico em caminhões-tanque, entre refinarias de petróleo e várias indústrias. Ao chegar ao seu destino, o oleum pode voltar ao estado líquido. Em qualquer caso, este processo deve ser executado com muito cuidado, pois o sobreaquecimento do material (sobreaquecimento) ultrapassa os limites de segurança.

Além disso, o oleum ou ácido dissulfúrico é menos corrosivo do que o ácido sulfúrico quando em contato com metais, uma vez que não existem moléculas de água livres que possam atacar essas superfícies. Por esta razão, o ácido dissulfúrico líquido às vezes também é escolhido para ser sintetizado para transporte entre dutos complexos. Devido à sua capacidade de "reverter" para ácido sulfúrico concentrado e à facilidade de passar do estado sólido para o líquido, o oleum tem muitos usos no campo do transporte.

3. Ácido dissulfúrico na indústria de explosivos

O oleum também usado na síntese de explosivos, com a notável exceção da nitrocelulose. Isso se deve ao fato de soluções de ácido nítrico (NO3) e ácido sulfúrico (H2SO4, que podem ou não ser obtidas com o uso do ácido dissulfúrico) contêm quantidades significativas de água, tornando-os de pouca utilidade em muitos processos de fabricação de explosivos.

4. Use no estudo da química orgânica

Oleum é um agente reativo agressivo e altamente corrosivo, útil como intermediário em certas reações químicas.

Retomar

Em resumo, o ácido dissulfúrico pode ser visto como um intermediário do ácido sulfúrico, apesar de ser derivado de reações que o requerem em primeiro lugar. Por ocorrer naturalmente no estado sólido, é adequado para transporte seguro em diversos setores da indústria que manuseiam o H2SO4 naturalmente. O uso desse composto na forma líquida também é muito interessante, por ser menos corrosivo que o ácido sulfúrico, gera menos danos às tubulações e demais revestimentos metálicos.

Novamente, voltamos à ideia de que o ácido sulfúrico é essencial na agricultura, madeira, têxtil, indústria de petróleo e muitos outros ramos. Assim, embora o ácido dissulfúrico não seja muito útil como um composto diretamente aplicável no campo laboratório, fornece uma certa plasticidade ao transportar, refinar e tratar o próprio ácido sulfúrico.