Ácido sulfúrico

¿Qué es el ácido sulfúrico?

El ácido sulfúrico también escrito como ácido sulfúrico o H2SO4 es un líquido inodoro, incoloro y aceitoso. Además, es muy corrosivo. Otro nombre que recibe es el de aceite de vitriolo. Debido a sus amplias aplicaciones, se le conoce como el «rey de los productos químicos». Además, podemos encontrarlo tanto en estado combinado como libre.

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Proceso de fabricación del ácido sulfúrico

En general, existen dos técnicas para la producción industrial de ácido sulfúrico. Son:

• Proceso de cámara de plomo
• Proceso de contacto

Ahora, veamos estos procesos en detalle.

1) Proceso de contacto

El proceso de contacto tiene tres pasos principales.

• Paso – I: Producción de dióxido de azufre

El dióxido de azufre se produce mediante el calentamiento de minerales sulfurosos o de azufre. Por ejemplo, las piritas de hierro en exceso de aire.

S (Azufre) + O2(Oxígeno) + Δ(Calentamiento) → SO2(Dióxido de azufre)

4FeS(Piritas de hierro) + 7O2(Oxígeno) + Δ(Calentamiento) → 2Fe2O3(Óxido férrico) + 4SO2(Dióxido de azufre)

• Paso -II: Formación de trióxido de azufre

A continuación, el dióxido de azufre se oxida con oxígeno atmosférico a trióxido de azufre utilizando V2O5 como catalizador.

2SO2(Dióxido de azufre) + O2(Oxígeno) + V2O5(Catalizador) → SO3(Trióxido de azufre)

• Paso -III: Conversión del trióxido de azufre en ácido sulfúrico

Después, el trióxido de azufre se rompe en ácido sulfúrico al 98% para dar óleum. Otro nombre para el oleum es ácido pirosulfúrico. Luego el oleum se diluye con agua para dar ácido sulfúrico de la concentración deseada.

SO3(Trióxido de azufre) + H2SO4(Ácido sulfúrico-98%) → H2S2O7(Ácido pirosulfúrico/Oleum)

H2S2O7(Ácido pirosulfúrico/Oleum) + H2O(Dilución) → 2H2SO4(Ácido sulfúrico)

2) Proceso de cámara de plomo

El proceso de cámara de plomo es una de las técnicas de fabricación más comunes. Da lugar a unos 50-60 ácidos de grado B. En este proceso se utiliza SO2 húmedo en presencia de óxidos nitrogenados (impulso dinámico). Como resultado, se oxida con el oxígeno del aire y forma trióxido de azufre. Esta reacción se expresa como

2SO2 + O2 → 2SO3

Después se hace reaccionar el trióxido de azufre con agua para obtener H2SO4. Esta reacción se expresa como

SO3 + H2O → H2SO4

Propiedades físicas del ácido sulfúrico

• El ácido sulfúrico es un fluido espeso, incoloro y aceitoso.
• Tiene una gravedad específica de 1.84 a 298 K.
• El punto de ebullición del ácido es de 611 K. El mayor punto de ebullición y espesor de este producto químico se debe a los enlaces de hidrógeno.
• Este fuerte producto químico reacciona con el agua vigorosamente liberando bastante calor. Por lo tanto, nunca debes añadir agua al H2SO4. En su lugar, debe añadir el ácido al agua, lentamente con una agitación adecuada.

Propiedades químicas del ácido sulfúrico

• El ácido sulfúrico es un ácido dibásico fuerte. Además, es diprótico y se ioniza en dos etapas en la solución acuosa.
• Este producto químico es altamente corrosivo, reactivo y es soluble en agua. Tiene un poder oxidante muy alto y, por lo tanto, actúa como un fuerte agente oxidante.
• Tiene una volatilidad muy baja. Por esta razón, desempeña un papel en la preparación de ácidos más volátiles a partir de sus sales de comparación.
• El ácido sulfúrico concentrado es un agente deshidratante muy fuerte. Por lo tanto, este producto químico se utiliza para secar muchos gases húmedos que no reaccionan con el ácido.
• Además, expulsa el agua de las mezclas naturales como los almidones.
• Como es un buen agente oxidante, puede oxidar tanto los no metales como los metales. Además, se reduce a dióxido de azufre.

Algunas reacciones comunes del ácido sulfúrico

• El ácido sulfúrico concentrado en caliente oxida el cobre a sulfato de cobre.

Cu + 2H2SO4 → CuSO4 + SO2 + H2O

• El ácido sulfúrico concentrado produce cloruro de hidrógeno a partir de cloruro de sodio. También da fluoruro de hidrógeno a partir de fluoruro de calcio.

CaF2 + H2SO4 → CaSO4 + 2HF

• Quema la glucosa, el azúcar y el almidón en carbono.

C12H22O11 + (H2SO4) → 12C + 11H2O

Ejemplo resuelto para ti

P: Escribe los principales usos del ácido sulfúrico.

Ans: Los usos del ácido sulfúrico son:

• Es un producto químico común en la preparación de fertilizantes. Por ejemplo, el sulfato de amonio y el superfosfato.
• Se utiliza en la fabricación de tintes, sombras y pinturas.
• Es un producto químico común en la fabricación de explosivos. Por ejemplo, el TNT.
• Otros productos químicos imprescindibles necesitan la presencia de ácido sulfúrico. Sin ácido sulfúrico, no podemos obtener estos productos químicos. Por ejemplo, el ácido clorhídrico, fosfórico y nítrico. También es necesario para el carbonato de sodio.
• Lo utilizamos como parte del refinado del petróleo.
• Actúa como agente decapante.
• Este producto químico es común como agente de laboratorio, agente deshidratante y oxidante.