El ácido sulfúrico (o sulfúrico), S [[el oxígeno O]] 4 del H 2, es un ácido mineral fuerte. Es soluble en el agua en todas las concentraciones. Era conocido una vez como aceite del del vitriolo, acuñado por el ibn musulmán Hayyan (Geber) de Jabir del alquimista 8th-century después de su descubrimiento del producto químico. El ácido sulfúrico tiene muchos usos, y es uno de los productos superiores de la industria química . La producción de mundo en 2001 era 165 millones de toneladas con un valor de aproximación de US$8 mil millones. Las aplicaciones principales incluyen el mineral proceso de, fabricación del fertilizante, el refino de petróleo, las aguas residuales que procesan, y la síntesis química .
Muchas proteínas se hacen del sulfuro - conteniendo los ácidos amino (tal como cisteína y metionina ) que producen el ácido sulfúrico cuando el metabolizó por el cuerpo.
Fabricación
considera también:
l proceso de contacto
El ácido sulfúrico se produce del sulfuro, del oxígeno y del agua vía el proceso de contacto .
En el primer paso, el sulfuro se quema para producir el dióxido de sulfuro . (1) ( s ) + (G) SO2 del → O2 ( g )
Esto entonces se oxida al trióxido de sulfuro usar el oxígeno en presencia de un vanadio (V) catalizador del óxido . (2) 2 SO2 + O2(g) del (G) 2 SO3 del →; (en la presencia V2O5 )
Finalmente el trióxido de sulfuro se trata con agua (generalmente como 97-98% H2SO4 que contienen el agua 2-3%) para producir el ácido sulfúrico 98-99%.
l (3) SO3(g) + → H2O ( l ) H2SO4(l)
Observar eso SO3 directo de disolución en agua no es práctico debido alto a la naturaleza exotérmica de la reacción, formando una niebla corrosiva en vez de un líquido. Alternativo, SO3 se puede absorber en H2SO4 para producir el ácido sulfúrico deshidratado (H2S2O7), que se puede entonces mezclar con agua para formar el ácido sulfúrico.
l (3) H2SO4 ( l ) + del → H2S2O7 de SO3 (l)
El ácido sulfúrico deshidratado se reacciona con agua a H2SO4 concentrado forma. del (4) H2S2O7 (l) + del → 2 H2SO4 del de H2O (l) (l)
Características físicas
Formas de ácido sulfúrico
Aunque el ácido sulfúrico del casi 100% pueda ser hecho, éste pierde el SO3 en el punto de ebullición para producir el ácido 98. El gradiente del 98% es más estable en almacenaje, y es la forma generalmente de qué se describe como ácido sulfúrico concentrado . Otras concentraciones se utilizan para diversos propósitos. Algunas concentraciones comunes sonel 10%, ácido sulfúrico diluído del para el uso del laboratorio,
33.5%, ácido de batería del (usado en las baterías de plomo ),
62.18%, compartimiento del o ácido del fertilizante del,
77.67%, torre del o ácido del guantero del,
el 98%, concentraron el ácido .
Diversas purezas están también disponibles. El grado técnico H2SO4 es impuro y coloreado a menudo, pero es conveniente para hacer el fertilizante. Los grados puros tales como grado de la farmacopea (USP) de los E. se utilizan para hacer los productos farmacéuticos y los colorantes
Cuando las altas concentraciones del SO3 ( g ) se agregan al ácido sulfúrico, H2S2O7, llamado el el ácido pirosulfúrico, fuming el ácido sulfúrico o el ácido sulfúrico deshidratado o, se forma menos comúnmente, el ácido de Nordhausen del . Las concentraciones de ácido sulfúrico deshidratado se expresan en términos de % de SO3 (ácido sulfúrico deshidratado del called%) o el as% H2SO4 (la cantidad hizo si H2O fueron agregados); las concentraciones comunes son el ácido sulfúrico deshidratado del 40% (el 109% H2SO4) y el ácido sulfúrico deshidratado del 65% (114.6% H2SO4). H2S2O7 puro es un sólido con el punto de fusión 36°C.
Polaridad y conductividad
El anhidro H2SO4 es mismo un líquido polar, teniendo una constante dieléctrica de alrededor 100. Hace una alta conductividad eléctrica, causar por la disociación a través protonating sí mismo, un proceso conocido como Autoprotolysis .
2 H2SO4 del
⇌ H3SO4+ + HSO4− El constante de equilibrio para el autoprotolysis es
Historia del ácido sulfúrico
El descubrimiento del ácido sulfúrico se acredita al químico y al alquimista árabes, ibn Hayyan (Geber) del siglo VIII de Jabir. El ácido fue estudiado más adelante por el médico persa del siglo IX y el al-Razi (Rhazes) de Ibn Zakariya del alquimista, que obtuvieron la sustancia por la destilación seca de minerales incluyendo el hierro (II) heptahidrato del sulfato, FeSO4 • 7H2O, y cobre (II) pentahidrato del sulfato, CuSO4 • 5H2O. Cuando están calentados, estos compuestos se descomponen al hierro (II) el óxido y cobre (II) el óxido, respectivamente, emitiendo el agua y el trióxido de sulfuro, que combinan para producir una solución diluida del ácido sulfúrico. Este método fue popularizado en Europa con traducciones de tratados árabes y persas, así como los libros por los alquimistas europeos, tales como el alemán Albertus Magnus del siglo XIII.El ácido sulfúrico era sabido a los alquimistas europeos medievales como el aceite del del vitriolo, el alcohol del del vitriolo, o simplemente vitriolo del, entre otros nombres. El vitriolo de la palabra deriva del vitreus latino, “vidrio”, refiriendo al aspecto vidrioso de las sales del sulfato, que también llevaron el vitriolo conocido. Las sales llamaron por este cobre incluido conocido (II) el sulfato (vitriolo azul, o raramente vitriolo romano ), sulfato de cinc (vitriolo blanco), hierro (II) el sulfato (vitriolo verde), hierro (III) el sulfato (vitriolo de Marte), y cobalto (II) el sulfato (vitriolo rojo).
El vitriolo extensamente era considerado el más importante sustancia alquímica de, prevista para ser utilizado como piedra de un filósofo. El vitriolo alto purificado fue utilizado como medio para reaccionar otras sustancias. Esto estaba en gran parte porque el ácido no reacciona con el oro, producción cuyo estaba a menudo el objetivo final de procesos alquímicos. La importancia del vitriolo a la alquimia se destaca en el lema alquímico, Terrae Rectificando Invenies Occultum Lapidem de Visita Interiora del que sea un significado de Backronym (“visitar el interior de la tierra y rectificándole (es decir purificando) encontrará piedra ocultada/secreta "), encontró en DES Philosophes de L'Azoth por el Basilius Valentinus del alquimista del siglo XV.
En el siglo XVII, el Alemán-Holandés Juan Glauber del químico preparó el ácido sulfúrico quemando el sulfuro junto con el salitre (nitrato de potasio, KNO3), en presencia del vapor. Mientras que el salitre se descompone, oxida el sulfuro a SO3, que combina con agua para producir el ácido sulfúrico. En 1736, la sala de Joshua, farmacéutico de Londres, utilizó este método para comenzar la primera producción en grande de ácido sulfúrico.
En 1746 en el Birmingham, Roebuck de Juan adaptó este método para producir el ácido sulfúrico en el plomo - los compartimientos alineados, que eran más fuertes, menos costosos, y se podrían hacer más grandes que los envases de cristal previamente usados. Este proceso de compartimiento de plomo permitió la industrialización eficaz de la producción de ácido sulfúrico. Después de varios refinamientos, este método seguía siendo el estándar para la producción de ácido sulfúrico por casi dos siglos.
El ácido sulfúrico creado por el proceso de Juan Roebuck se acercó solamente a un 35– concentración del 40%. Refinamientos posteriores al proceso del llevar-compartimiento francés José-Louis de Gay-Lussac del químico y del guantero británico de Juan del químico mejoraron la producción hasta el 78%. Sin embargo, la fabricación de algunos tintes y otros procesos químicos requieren un producto concentrado. A través del siglo XVIII, esto se podía hacer solamente por los minerales de destilación secos en una técnica similar a los procesos alquímicos original . La pirita (disulfuro, FeS2 del hierro) fue calentada en aire para rendir el sulfato, FeSO4 del hierro (ii), que fue oxidado por la calefacción adicional en aire para formar el hierro (III) el sulfato, Fe2 (SO4) 3, que, cuando está calentado al °C 480, descompuesto al hierro (III) el óxido y el trióxido de sulfuro, que se podrían pasar a través del agua al ácido sulfúrico de la producción en cualquier concentración. Sin embargo, el costo de este proceso previno el uso en grande del ácido sulfúrico concentrado.
En 1831, el vinagre británico Phillips Peregrine mercantil patentó el proceso de contacto, que era un proceso lejos más económico para producir el trióxido de sulfuro y el ácido sulfúrico concentrado. Hoy, el ácido sulfúrico de casi todo el mundo se produce usar este método.
Aplicaciones
El ácido sulfúrico es un producto químico muy importante de la materia, y de hecho, la producción de ácido sulfúrico de una nación es un buen indicador de su fuerza industrial. El uso principal (el 60% de producción total por todo el mundo) para el ácido sulfúrico está en el " method" mojado; para la producción del ácido fosfórico, usada para la fabricación de los fertilizantes del fosfato así como el fosfato trisódico para los detergentes. En este método, se utiliza la roca de fosfato, y más de 100 millones de toneladas se procesan anualmente. Esta materia prima se demuestra abajo como Fluorapatite, aunque la composición exacta puede variar. Esto se trata con el ácido sulfúrico del 93% para producir el sulfato de calcio, el fluoruro de hidrógeno (HF) y el ácido fosfórico . El HF se quita como ácido hidrofluórico . El proceso total se puede representar como: Ca5F (PO4) 3 dell + 5 H2SO4 + 10 CaSO4 del → 5 H2O •2 H2O + HF + 3 H3PO4 .
El ácido sulfúrico es utilizado en granes cantidades por el hierro y la industria de la acería para quitar la oxidación, el moho y la escala de la hoja y de los billetes rodados antes de venta al automóvil y a la industria de las blanco-mercancías. El ácido usado se recicla a menudo usar una planta ácida gastada (SAR) de la regeneración. Estas plantas queman el ácido gastado con el gas natural, el gas de la refinería, el aceite combustible u otras fuentes del combustible. Este proceso de la combustión produce el dióxido de sulfuro gaseoso (SO2) y el trióxido de sulfuro (SO3) que entonces se utilizan para fabricar el " new" ácido sulfúrico. Las plantas del SAR son adiciones comunes a las plantas de fundición del metal, a las refinerías de petróleo, y a otras industrias donde el ácido sulfúrico se consume en bulto, pues el funcionamiento de una planta del SAR es mucho más barato que los costes recurrentes de disposición ácida gastada y de nuevas compras del ácido.
El sulfato, un fertilizante importante del amonio del nitrógeno, se produce lo más comúnmente posible como subproducto de las coquerías que suministran el hierro y las plantas de acería. Reaccionar el amoníaco producido en la descomposición termal del carbón con el ácido sulfúrico inútil permite que venden el amoníaco sea cristalizado hacia fuera como sal (a menudo marrón debido a la contaminación del hierro) y en los agro-productos químicos la industria.
Otro uso importante para el ácido sulfúrico está para la fabricación del sulfato de aluminio, también conocida como alumbre del fabricante de papel. Esto puede reaccionar con pequeñas cantidades de jabón en las fibras de la celulosa para dar el de aluminio gelatinoso Carboxylates que ayudan a coagular las fibras de la pulpa en una superficie de papel dura. También se utiliza para hacer el hidróxido de aluminio, que se utiliza en las plantas del tratamiento de aguas a las impurezas del filtro hacia fuera, tan bien como mejorar el gusto del agua . El sulfato de aluminio es hecho reaccionando la bauxita con el ácido sulfúrico: Al2O3 del
l de + Al2 (SO4) 3 del → 3 H2SO4 + 3 H2O .
El ácido sulfúrico se utiliza para una variedad de otros propósitos en la industria química. Por ejemplo, es el catalizador ácido generalmente para la conversión Cyclohexanoneoxime a la caprolactama, usada para hacer el nilón . Se utiliza para hacer el ácido hidroclórico de la sal vía el Mannheim de proceso. Mucho H2SO4 se utiliza en el refinamiento del petróleo, por ejemplo como catalizador para la reacción del isobutano con el isobutileno para dar a isooctano, un compuesto que levante el grado de octano de la gasolina (gasolina). El ácido sulfúrico es también importante en la fabricación de soluciones de los colorantes y es el " acid" en baterías de plomo (del coche).
El ácido sulfúrico también se utiliza como deshidratante general en su forma concentrada. Ver la reacción con agua .
ciclo del Sulfuro-yodo
El ciclo del Sulfuro-yodo es una serie de procesos termoquímicos usados para obtener el hidrógeno . Consiste en tres reacciones químicas cuyo reactivo neto sea el agua y cuyos productos netos sean hidrógeno y el oxígeno .
Seguridad
Peligros del laboratorio
Las características corrosivas del ácido sulfúrico son acentuadas por su alto reacción exotérmica con agua . Por lo tanto las quemaduras del ácido sulfúrico son potencialmente más serias que las de los ácidos fuertes comparables (e. ácido hidroclórico ), pues hay daño de tejido adicional debido a la deshidratación y particularmente debido al calor liberado por la reacción con agua; es decir daño termal secundario. El peligro es obviamente mayor con preparaciones concentradas del ácido sulfúrico, pero debe ser recordado que incluso el " normal del laboratorio; dilute" grado (aproximadamente 1 M, el 10%) socarrará el papel por la deshidratación si está ido en el contacto para un suficiente mientras que. Soluciones iguales o más fuertes que a 1.5 M se debe etiquetar CORROSIVO, mientras que las soluciones mayores que 0.5 M pero menos que 1.5 M se debe etiquetar IRRITANTE. El ácido sulfúrico Fuming (ácido sulfúrico deshidratado) no se recomienda para el uso en las escuelas debido a él que es absolutamente peligroso. El tratamiento estándar de los primeros auxilios para los derramamientos ácidos en la piel está, en cuanto a otros agentes corrosivos, irrigación con granes cantidades de agua: El lavado se debe continuar por lo menos diez a quince minutos para refrescar el tejido que rodea la quemadura ácida y prevenir daño secundario. La ropa contaminada se debe quitar inmediatamente y la piel subyacente lavada a fondo.La preparación del ácido diluido puede también ser peligroso debido al calor lanzado en el proceso de la dilusión. Es esencial que el ácido concentrado está agregado al agua y no al contrario, aprovecharse de la capacidad de calor relativamente alta del agua. Adición de agua a los plomos ácidos sulfúricos concentrados en el mejor de los casos a la dispersión de un aerosol del ácido sulfúrico, en peor de los casos a una explosión . Preparación de las soluciones mayores que 6 M (el 35%) en la concentración es el más peligroso, pues el calor producido puede ser suficiente hervir el ácido diluido: el stirring eficiente y el external mecánicos que se refrescan (e. un baño de hielo) son esenciales.
Peligros industriales
Aunque el ácido sulfúrico sea inflamable, el contacto con los metales en caso de derramamiento puede llevar a la liberación del gas del hidrógeno . La dispersión de los aerosoles ácidos y del dióxido de sulfuro gaseoso es un peligro adicional de los fuegos que implican el ácido sulfúrico.El ácido sulfúrico no se considera tóxico además de su peligro corrosivo obvio, y los riesgos ocupacionales principales son contacto de piel que lleva a las quemaduras (véase arriba) y la inhalación de aerosoles. La exposición a los aerosoles en las altas concentraciones lleva a la irritación inmediata y severa de los ojos, de las vías respiratorias y de las membranas mucosas: esto cesa rápido después de la exposición, aunque haya un riesgo del edema pulmonar subsecuente si el daño de tejido ha sido más severo. En concentraciones más bajas, el síntoma lo más comúnmente posible divulgado de la exposición crónica a los aerosoles del ácido sulfúrico es erosión de los dientes, encontrada en virtualmente todo estudia: las indicaciones del daño crónico posible a las vías respiratorias son poco concluyentes en fecha 1997. En el Estados Unidos, el límite de exposición permitido (PEL) para el ácido sulfúrico es fijo en 1 mg/m ³: los límites en otros países son similares. Tienen interesante sido informes de la ingestión del ácido sulfúrico que lleva a la deficiencia de la vitamina B12 con la degeneración combinada subaguda. La médula espinal se afecta lo más a menudo posible en tales casos, pero los nervios ópticos pueden demostrar el Demyelination, la pérdida de los axones y el Gliosis .
Aspectos sociales y culturales
Uso metafórico
El vitriolo del se puede utilizar metafórico, como en una diatriba o un reproche verbal.
En la ficción
El uso del ácido sulfúrico como arma en los crímenes del asalto, conocidos como " vitriolo que lanza el " de ;, ha sido ocasionalmente suficientemente común (si es sensacional) hacer su manera en las novelas y las narraciones breves. Los ejemplos incluyen el la aventura del cliente ilustre, por el Arthur Conan Doyle, el amor hace tiempo de, por el Guy de Maupassant y la roca de Brighton por el Graham Greene . Una venda, mi vitriolo, toma su nombre de su uso como arma en la roca de Brighton del . Un episodio el en la noche del sábado vivo del recibido por los melios Gibson incluyó un bosquejo occidental del parodiar sobre " Ácido de Jeff del sheriff, " quién lleva un frasco de ácido en vez de un tirador seises. La cara dos del bandido de los tebeos de la C. fue desfigurada como resultado de un tiro del vitriolo. Este crimen también es mencionado en el mil novecientos ochenta y cuatro por el George Orwell ; el protagonista Winston Smith acuerda lanzar el vitriolo en la cara de un niño si ése sería " el Brotherhood's" la orden, y O'Brien enemigo de Winston utiliza más adelante esas palabras barbáricas para minar su lógica. El nuevo Verónica del decide a morir por las negociaciones de Pablo Coelho de una muchacha que ha intentado confiar suicidio y termina para arriba con el envenenamiento del vitriolo. El doctor/el terapeuta en esta novela también escribe una tesis en el curado del envenenamiento del vitriolo. La sustancia también fue utilizada por un gángster joven 6B de temporada, episodio 5 los sopranos como forma de tortura.
Controles y regulación legales
El comercio internacional del ácido sulfúrico es controlado bajo convención de Naciones Unidas contra tráfico ilícito en las drogas narcóticas y Substances psicotrópica, 1988, que enumera el ácido sulfúrico debajo del cuadro II de la convención como producto químico usado con frecuencia en la fabricación ilícita de drogas narcóticas o de sustancias psicotrópicas.En el los Estados Unidos de América, el ácido sulfúrico se incluye en la lista II de la lista de los productos químicos esenciales o del precursor establecidos conforme a la diversión química y al acto de tráfico . Por consiguiente, las transacciones de ácido-tal sulfúrico como ventas, las transferencias, las exportaciones de y las importaciones al unido Estado-son conforme a la regulación y a la supervisión al lado de la administración de aplicación de droga .
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