Acid disulfuric: caracteristici și funcții ale acestei substanțe

Cu toții am auzit de acid sulfuric, chiar și în treacăt. Această substanță extrem de corozivă și periculoasă este cel mai larg produs compus chimic din lume. Este deosebit de important în industria petrolieră, tratarea oțelului, fabricarea de explozivi, detergenți și materiale plastice și în sinteza îngrășămintelor.

Fără acid sulfuric, de asemenea, nu ar fi posibil să se alimenteze industria lemnului și a hârtiei, multe procese din fabricile de textile sau producția de baterii. Nici nu putem uita rolul său în industria chimică, deoarece este necesar pentru sinteza altor acizi și sulfați vitali pentru anumite procese.

Cu alte cuvinte, societatea nu ar fi așa cum o cunoaștem fără acid sulfuric, deoarece joacă sarcini esențiale în industria chimică, în industria petrolieră și în domeniul agricol, printre multe altele lucruri. Cu toate acestea, nu toți compușii sulfului sunt la fel de cunoscuți. Aici suntem atenți la unul mult mai puțin familiar populației generale: acidul disulfuric..

• Articol asociat: „Cele 11 tipuri de reacții chimice”

Ce este acidul disulfuric?

Acidul disulfuric, cunoscut și sub numele de acid pirosulfuric sau oleum, este un oxacid de sulf. Termenul "oxacid" se referă la orice acid care conține oxigen în compoziția sa, în special la cei care Au în structura lor chimică cel puțin un atom de hidrogen (H), un atom de oxigen (O) și un element variabil, fie el acest X.

Acidul disulfuric este componenta principală a fumului acidului sulfuric sau al oleumului, ale cărui proprietăți și utilizări le vom explica în secțiunile viitoare. Deocamdată, rămânem cu faptul că structura sa chimică este H2SO7. Aceasta înseamnă că este alcătuit din doi atomi de hidrogen (H2), 7 oxigen (O7) și doi sulf (S2). Acidul sulfuric de utilizat, la rândul său, are doi atomi de hidrogen, unul de sulf și patru oxigen (H2SO4).

De asemenea, este de interes să subliniem că acest acid are o masă molară de 178,13 g · mol - 1 și că punctul său de topire este de 36 de grade, o temperatură care marchează trecerea de la o stare solidă la una lichidă. Există alți acizi cu aceeași formulă "H2O · (SO3) x", deși aceștia nu pot fi izolați în condiții experimentale astăzi.

• S-ar putea să vă intereseze: „Cele 15 proprietăți fizice și chimice ale apei”

Caracteristicile oleului

După cum am spus, acidul disulfuric este componenta principală a fumului acidului sulfuric, cunoscut și sub numele de oleum. Formula acestei soluții este ySO3 · H2O, unde „y” este masa molară totală a părții trioxidului de sulf (SO3). Totuși, poate fi desemnat și prin nomenclatura „H2SO4 · xSO3”, unde „x” se referă la conținutul de trioxid de sulf liber molar. Când x = 1 și y = 2, se obține formula H2S2O7, sau ceea ce este același, acela al acidului disulfuric.

Poate părea complex, dar păstrați următoarea idee: o soluție de oleum poate avea proprietăți diferite în funcție de procentul de concentrație de acidul sulfuric și conformația menționată anterior dau naștere acidului disulfuric, care apare sub formă solidă până la 36 de grade de temperatură de mediu. Oricât de interesant ar părea chimic acest întreg conglomerat, este necesar să subliniem acest lucru acidul disulfuric este rar utilizat în medii de laborator sau procese industriale.

Oleumul este sintetizat printr-un „proces de contact”, în care grupurile de oxigen sunt adăugate la sulf (S + O3, SO3) și apoi sunt dizolvate într-un concentrat de acid sulfuric (H2SO4). Poate că un chimist și-ar trage părul pentru a vedea o simplificare prea mare, dar, în scopuri informative, luăm permisul pentru a vă arăta unirea ambelor concepte:

Astfel, tipicul oleum sau acidul disulfuric este construit cu sulf la care s-au adăugat oxigen și acid sulfuric concentrat. În lumea chimiei, până la urmă totul este și o chestiune de cunoaștere matematică.

Funcțiile și utilitățile acestei substanțe

Odată ce am disecat natura chimică a acestei soluții complexe, putem explora utilizările sale, deși pe scurt.

1. Producerea acidului sulfuric

Deși sună contraintuitiv, o soluție care necesită acid sulfuric pentru sinteza sa poate fi utilă pentru producerea de acid sulfuric în sine.

Datorită entalpiei sale ridicate de hidratare (schimbarea entalpiei atunci când un mol de ioni se dizolvă suficient apă pentru a da o soluție diluată), oleum poate fi diluat în apă pentru a produce acid sulfuric concentrat adiţional.

Dimpotrivă, dacă SO3 s-ar adăuga direct în apă, s-ar forma un film gazos de acid sulfuric care este foarte greu de manipulat.

@imagine (28510)

2. Intermediar de transport

Deoarece oleum este prezentat în stare solidă până la 36 de grade de temperatură, poate fi util pentru transportul acidului sulfuric în camioane cisternă, între rafinării de petrol și diverse industrii. Odată ce ajunge la destinație, oleum-ul poate reveni la starea sa lichidă. În orice caz, acest proces trebuie efectuat foarte atent, deoarece supraîncălzirea materialului (supraîncălzirea) depășește limitele de siguranță.

În plus, oleum sau acidul disulfuric este mai puțin coroziv decât acidul sulfuric utilizat atunci când intră în contact cu metalele, deoarece nu există molecule de apă libere care să poată ataca aceste suprafețe. Din acest motiv, se alege uneori și sintetizarea acidului disulfuric lichid pentru transportul între conducte complexe. Datorită capacității sale de a „reveni” la acid sulfuric concentrat și ușurinței sale de a trece de la o stare solidă la una lichidă, oleum are multe utilizări în arena transportului.

3. Acid disulfuric în industria explozivilor

Oleumul, de asemenea utilizat în sinteza explozivilor, cu excepția notabilă a nitrocelulozei. Acest lucru se datorează faptului că soluțiile de acid azotic (NO3) și acid sulfuric (H2SO4, care pot fi sau nu obținute folosind acid disulfuric) conțin cantități semnificative de apă, ceea ce le face să fie puțin folositoare în multe procese de fabricație a explozivi.

4. Utilizare în studiul chimiei organice

Oleumul este un agent reactiv agresiv și extrem de coroziv, util ca intermediar în anumite reacții chimice.

Relua

Pe scurt, acidul disulfuric poate fi văzut ca un intermediar al acidului sulfuric, în ciuda faptului că este derivat din reacții care îl necesită în primă instanță. Deoarece apare în mod natural într-o stare solidă, este adecvat pentru transportul în siguranță în multe sectoare ale industriei care manipulează H2SO4 în mod natural. Utilizarea acestui compus sub formă lichidă este de asemenea foarte interesantă, deoarece fiind mai puțin corozivă decât acidul sulfuric, generează mai puține daune țevilor și altor acoperiri metalice.

Din nou, ne întoarcem la ideea că acidul sulfuric este esențial în industria agricolă, lemnoasă, textilă, petrolieră și în multe alte ramuri. Astfel, deși acidul disulfuric nu este foarte util ca compus direct aplicabil în domeniu de laborator, oferă o anumită plasticitate la transportul, rafinarea și tratarea acidului în sine sulfuric.