Acidul Sulfuric

1.Generalitati:

Acidul sulfuric poate fi considerat ca unul dintre cele mai importante produse ale industriei chimice de baza. Aproape nu exista vreo ramura a industriei chimice care sa nu utilizeze acidul sulfuric sau unul din compusii sai. De aceea, acidul sulfuric este considerat ca avand aceeasi importanta in industria chimica, pe care o are fonta sau otelul in industria metalurgica.

Din punct de vedere teoretic, prin acid sulfuric se intelege monohidratul anhidritei sulfurice: SO3• H2O, deci combinatia H2SO4. In tehnica, sub numele de acid sulfuric se inteleg solutiile de acid sulfuric in apa, adica H2SO4• H2O si amestecurile de acid sulfuric si anhidrida sulfurica, adica H2SO4• SO3, cunoscandu-se sub numele de oleum sau de acid sulfuric fumans.

Proprietati. Acidul sulfuric este un lichid cu aspect uleios, incolor, transparent si fara miros. Anhidrida sulfurica formeaza cu apa mai multi compusi. (tabelul 1).

Tabelul 1.

Produsul Compozitia in raport cu SO2 Denumirea tehnica in raport cu SO3 % H2SO4 Punct de topire °C

H2SO4

H2SO4 • H2O

H2SO4 • 2H2O

H2SO4 • 4H2O SO3• H2O

SO3• 2H2O

SO3• 3H2O

SO3• 5H2O

monohidrat

dihidrat

trihidrat

pentahidrat 100

84,48

73,13

57,67 +10,5

+8,62

-39,6

-25

Acidul sulfuric se amesteca cu apa in orice proportie. Aceasta diluare are loc cu o puternica degajare de caldura, datorita reactiilor prin care se formeaza hidratii acidului sulfuric indicati in tabelul 1. Diluarea trebuie facuta cu multa bagare de seama, deoarece incalzirea poate produce fierberea hidratului format, iar vaporii de apa degajati pot antrena picaturi de acid sulfuric, provocand accidente grave.

Greutatea specifica a acidului sulfuric creste cu concentratia si atinge valoarea maxima la un continut de 98,35% H2SO4, cand greutatea specifica la 15°C este de 1,841. La concentratii mai mari decat cea indicata mai sus, greutatea specifica a acidului scade. La 15°C, greutatea specifica a acidului sulfuric 100% este 1,838, iar la 0°C este 1,853. Greutatea specifica in grade Baumé a acidului sulfuric si a oleumului se determina cu ajutorul areometrului cu scara gradata in grade Baumé. Punctul de solidificare al acidului sulfuric si al oleumului depinde de concentratia acidului, fara a varia insa proportional cu cresterea concentratiei. In tabelul 2 sunt date punctele de solidificare ale acidului sulfuric de diferite concentratii.

Tabelul 2.

Continutul in H2SO4,

%

Grade

Bé Punctul de solidificare, °C Continutul in H2SO4,

% Grade

Bé Punctul de solidificare, °C

74,72

75,95

78,40

80,65

83,89

85,75

88,20

57,9

58,8

60,2

61,4

63,0

63,7

64,5

-40,0

-50,0

-4,8

+1,2

+8,0

+4,0

-7,2 89,42

90,65

94,83

96,77

98,00

99,25

100,00

64,9

65,2

65,8

65,9

-

-

- -16,2

-15,0

-28,1

-5,2

+4,0

+7,0

+10,5

Punctul de fierbere al acidului sulfuric se ridica treptat pana la 338°C, proportional cu cresterea concentratiei solutiilor apoase pana la 98,33% H2SO4 . Pana la concentratia de 70% se vaporizeaza numai apa; cand concentratia atinge 70%, apar si vapori de H2SO4 , a caror proportie creste treptat. Cand concentratia acidului sulfuric este de 98,33%, compozitia valorilor si compozitia lichidului in fierbere sunt identice. Acidul distila cu o compozitie constanta la o temperatura de fierbere constanta (338°C). Asadar, prin fierberea solutiilor apoase de acid sulfuric nu se poate obtine un acid monohidrat (100%), ci numai unul de 98,33%.

Majoritatea metalelor sunt atacate intens de acidul sulfuric; fac exceptie numai aurul, platina, iridiul si rodiul, care la temperatura obisnuita nu sunt atacate de acidul sulfuric. Acidul sulfuric are o actiune puternica de distrugere a pielii omului, din cauza deshidratarii puternice a tesuturilor. Acidul sulfuric baut chiar intr-o cantitate mica, de exemplu 5g, provoaca o moarte dureroasa, care adeseori intervine abia dupa 24h.

Utilizari. Acidul sulfuric este utilizat pe scara foarte larga ca mterie prima la fabricarea diferitelor saruri, acizi, ca oxidant, ca deshidratant, in industria chimica organica, la procesele de sulfonare, in industria textila etc.

Industria chimica consuma cantitatea cea mai mare de acid sulfuric, o foarte mare parte fiind utilizata la fabricarea ingrasamintelor – superfosfatul de calciu, sulfatul de amoniu etc. La fabricarea acizilor clorhidirc, fosforic, fluorhidric, acetic etc. se consuma de asemenea acid sulfuric. Industria petroliera utilizeaza acidul sulfuric la rafinarea uleiurilor minerale. Acest acid este folosit si in industria uleiurilor vegetale, la fabricarea nitro-celulozei, a matasii si a lanii vegetale, la fabricarea produselor intermediare si a colorantilor, la sulfonarea uleiurilor si grasimilor, la fabricarea explozivilor etc.

Datorita numeroaselor utilizari ale acidului sulfuric, in special in industria chimica, se poate spune cu drept cuvant ca nivelul productiei acestuia caracterizeaza gradul de dezvoltare la care a ajuns industria chimica a unei tari.