Usi dell'acido solforico

L'acido solforico, chiamato anche idrogeno solfato, è una sostanza chimica con la formula H₂SW₄, ampiamente utilizzato nell'industria e con un alto valore sperimentale. È uno dei Acidi più forti, essendo un acido diprotico quando in soluzione.

Storia dell'acido solforico

I primi alchimisti conoscevano l'acido solforico H₂SW_4. È stato preparato riscaldando solfati naturali ad alta temperatura e sciogliendo l'anidride solforosa SO₃ così formato.

Nel XV secolo Basilio Valentín lo ottenne distillando il solfato ferroso con la sabbia. Il nome comune per solfato ferroso, FeSO₄* 7H₂Oppure, era "Vitriolo di ferro", e il prodotto oleoso che se ne ricavava si chiamava "Olio al vetriolo", nome ancora utilizzato.

Il primo ottenimento con successo di acido solforico su scala industriale fu effettuato nel 1740 da Ward, in Inghilterra. Lo zolfo S e il nitrato di potassio (nitro) sono stati bruciati in un contenitore sospeso in un grande globo di vetro parzialmente riempito d'acqua. Quindi le camere di vetro furono sostituite da quelle di piombo e nel 1793 si vide che l'anidride solforosa era ossidato nel corso del processo a causa dell'influenza degli ossidi di azoto che si sono formati dal nitrato dipendente.

A poco a poco sono state introdotte modifiche al metodo, tendenti a ridurre il costo di produzione e per migliorare la qualità del prodotto, e all'inizio del XIX secolo la manifattura divenne Continua così. La procedura, denominata "Metodo della camera di piombo", continua ad essere utilizzato oggi.

Proprietà fisiche dell'acido solforico

Il solfato di idrogeno puro è un liquido oleoso incolore, con una densità di 1,84 g/cm³ a 15°C. Si congela a 10,5°C, dando un solido cristallino incolore. Quando riscaldato, emette fumi, poiché si decompone in acqua e anidride solforosa, ma i vapori contengono una frazione molare di triossido maggiore rispetto all'acqua.

Di conseguenza la composizione del liquido diminuisce in H₂SW₄ e la temperatura sale fino a formare una miscela di punto di ebollizione costante, che bolle a 338 ° C. L'acido a punto di ebollizione costante contiene il 98,33% di H₂SW_4.

Caratteristiche e proprietà chimiche dell'acido solforico

Calore di dissoluzione

Acido solforico si mescola con acqua in tutte le proporzioni. Tuttavia, la preparazione dell'Acido Solforico diluito deve essere effettuata con cura, poiché durante la miscelazione dell'Acido Concentrato con Acqua, viene sprigionata una notevole quantità di calore, pari a 17750 calorie una volta dissolta una mole di H₂SW₄ in acqua.

Per questo motivo l'acido concentrato va sempre aggiunto all'acqua in piccole porzioni, mescolando continuamente, in modo che tutta l'acqua e non una piccola parte assorba il calore sviluppato; in caso contrario basterà questo per trasformare l'acqua in vapore e diffondere l'Acido concentrato e caldo in tutte le direzioni.

Instabilità

Quando riscaldato, idrogeno solfato H₂SW₄ si dissocia in triossido di zolfo e acqua:

H₂SW₄ -> SO₃ + H₂O

Al punto di ebollizione, 338 ° C, è dissociato al 30%; a 420°C la dissociazione è quasi completa. Quando viene improvvisamente riscaldato al rosso, ad esempio facendolo gocciolare su ferro rovente, si decompone completamente in acqua, anidride solforosa e ossigeno.

Azione disidratante

acido solforico H₂SW₄si combina vigorosamente con l'acqua, dando una serie di idrati, di cui il più noto è il monoidrato H₂SW₄* H₂O. Questa reazione con l'acqua è così pronunciata che l'acido solforico non solo rimuove l'acqua dai materiali che la contengono, ma con Rimuove frequentemente anche l'idrogeno e l'ossigeno dai composti, soprattutto se contengono questi elementi nella stessa proporzione di acqua, H₂O.

Così, carta e legno, costituiti principalmente da cellulosa, (C₆H₁₀O₅) x e zucchero (C₁₂H₂₂O₁₁), si caratterizzano in presenza di acido solforico concentrato, essere rilasciato carbone:

C₁₂H₂₂O₁₁ -> 12C + 11H₂O

Questa azione disidratante dell'acido solforico viene utilizzata per essiccare i gas (che non reagiscono con esso), e per rimuovere l'acqua in molte reazioni chimiche, come la nitrazione, quando si producono coloranti ed esplosivi.

Azione ossidante

L'acido solforico caldo e concentrato è un ossidante. Partecipa attivamente alle reazioni REDOX aumentando lo stato di ossidazione di un elemento suscettibile.

Esempi di usi dell'acido solforico

acido solforico H₂SW₄ è utilizzato in grandi quantità in molti settori. In tempo di guerra, le industrie di munizioni lo consumano molto al di sopra del consumo attuale, mentre altre industrie di natura pacifica lo riducono al di sotto del normale.

1.- Fertilizzanti: acido solforico H₂SW₄ viene utilizzato per produrre solfato di ammonio (NH₄)₂SW₄ e Superfosfati.

2.- Raffinazione del petrolio: acido solforico H₂SW₄ Viene utilizzato per rimuovere le impurità da vari prodotti petroliferi, come benzina, cherosene (olio per illuminazione), solventi, ecc.; in caso contrario, le impurità scoloriscono i prodotti, causano depositi cerosi nei combustibili liquidi e nei lubrificanti e odori sgradevoli negli altri.

3.- Produzione chimica: acido solforico H₂SW₄ È usato per produrre altri acidi, come cloridrico e nitrico e solfati di metalli. Viene anche utilizzato nella produzione di carbonato di sodio Na₂CO₃ ed Eteri.

4.- Fabbricazione di coloranti e farmaci: Viene utilizzato acido solforico H₂SW₄ per ottenere prodotti derivati ​​dal catrame di carbone, come coloranti, farmaci e disinfettanti.

5.- Spelatura in acciaio: La superficie dell'acciaio viene ripulita dalla ruggine immergendola in un bagno di acido solforico, prima di ricoprirla con smalto, stagno o zinco.

6.- Metallurgia: Alcuni metalli si ottengono per elettrolisi di soluzioni dei loro solfati. Altri vengono purificati mediante elettrolisi, utilizzando il metallo impuro come anodo e acido solforico come elettrolita, mentre il metallo puro si deposita sul catodo.

7.- Vernici e pigmenti: Molti dei pigmenti utilizzati nelle vernici sono solfati.

8.- Varie applicazioni: L'acido solforico viene utilizzato nella fabbricazione di tessuti, plastica, esplosivi, accumulatori e altri prodotti.

9.- Come disidratatore: Nelle reazioni di sintesi organica, l'Acido Solforico concentrato viene utilizzato per rimuovere o assimilare le molecole d'acqua, in modo che non vengano reintegrate nel processo.

10.- Come ossidante: Nelle reazioni chimiche, l'Acido Solforico viene utilizzato anche per modificare lo stato di ossidazione di un elemento partecipante, dai reagenti ai prodotti.