laboratorio química



CONSULTE

1. Como se obtiene comercialmente el acido sulfúrico

El ácido sulfúrico se encuentra disponible comercialmente en un gran número de concentraciones y grados de pureza. Existen dos procesos principales para la producción de ácido sulfúrico, el método de cámaras de plomo y el proceso de contacto. El proceso de cámaras de plomo es el más antiguo de los dos procesos y esutilizado actualmente para producir gran parte del ácido consumido en la fabricación de fertilizantes. Este método produce un ácido relativamente diluido (62%-78% H2SO4). El proceso de contacto produce un ácido más puro y concentrado, pero requiere de materias primas más puras y el uso de catalizadores costosos. En ambos procesos el dióxido de azufre (SO2) es oxidado y disuelto en agua. El óxido deazufre (IV) es obtenido mediante la incineración de azufre, tostando piritas (Disulfuro de hierro), tostando otros sulfuros no ferrosos, o mediante la combustión de sulfuro de hidrógeno (H2S) gaseoso. Históricamente existió otro método anterior a estos, pero hoy en desuso, el proceso del vitriolo.2

2. Cinco propiedades químicas del acido sulfúrico.


a) Propiedades ácidas:

El ácido sulfúricoda todas las reacciones características de los ácidos: reacciona con los óxidos e hidróxidos de los metales formando la sal correspondiente, ataca a los metales que se encuentran por encima del hidrógeno en la serie de tensiones, etc.

CaO + H2SO4 ----- CaSO4 + H2O
2 NaOH + H2SO4 -- Na2SO4 + 2 H2O
Mg + H2SO4 ------- MgSO4 + H2

Es un ácido fuerte. Es dibásico y en disolución diluidaexperimenta una ionización primaria casi total; la ionización secundaria es menos completa, como se observa por los valores de las correspondientes constantes de ionización:

H2SO4 + H2O ---- HSO4- + H3O+ K1=alta
HSO4- + H2O ---- SO42- + H3O+ K2=1,04.10-2

Debido al elevado punto de ebullición del ácido sulfúrico, se utiliza este ácido para desplazar de sus sales a ácidos quehierven a temperaturas más bajas, constituyendo, a veces, un excelente procedimiento para obtenerlos, al menos en el laboratorio.

b) Acción deshidratante.

El ácido sulfúrico, especialmente si es concentrado, tiene una fuerte apetencia por el agua, dando lugar a una serie de hidratos. Esta reacción con el agua es tan pronunciada que no solamente elimina agua de los materiales que la contienen,sino que en ocasiones elimina los dos elementos que la forman (hidrógeno y oxígeno), sobre todo si se encuentran en la misma reacción atómica que en el agua, como ocurre en muchos hidratos de carbono:

C12H22O11(s) + 11 H2SO4 (cc) ---- 11 HSO4-(ac) + 12 C(s) + 11 H3O+(ac)

HCOOH(s) + H2SO4 (cc) ---- HSO4-(ac) + CO(g) + H3O+ (ac)

Incluso con el ácido nítrico:

HNO3(ac) + 2 H2SO4 (cc) ---- 2HSO4-+ NO2+(ac) + H3O+ (ac)

Esta acción deshidratante hace que el ácido sulfúrico se utilice para desecar gases que no reaccionan con él, así como para eliminar el agua que se produce en muchas reacciones químicas, tales como la nitración, en la fabricación de colorantes y explosivos.


c) Acción oxidante.

El ácido sulfúrico no tiene un poder oxidante particularmente notable. Este poderviene determinado por los valores de los diferentes potenciales redox:

H2SO3 + H2O ---- SO42- + 4H+ + 2e- Eº=-0.20V
H2SO3 + 4OH- ---- SO42- + 3 H2O + 2e- Eº=0.90V

Sólo concentrado y en caliente el potencial es suficiente para oxidar metales como el cobre, a los que disuelve.
Los productos de la reducción del H2SO4 pueden ser el SO2, el S, el H2S, según las fuerzas relativasde oxidante-reductor. A modo de ejemplo, veamos algunas de estas oxidaciones:

Cu + 2 H2SO4 ---- CuSO4 + 2 H2O + SO2
C + 2 H2SO4 ---- CO2 + 2 SO2+ 2 H2O
8 HI + H2SO4 ---- H2S + 4 I2 + 4 H2O

d) Reacciones orgánicas:

El ácido sulfúrico interviene también en numerosas reacciones orgánicas, bien como reactivo, bien como catalizador. Un ejemplo de ambas actuaciones puede ser la sulfonación...