Diferencia entre revisiones de «Ácido sulfúrico»
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|contenido=la '''MSc. Mayra Arap Fresno''', perteneciente a la '''[[Universidad Agraria de La Habana]]''' (UNAH).
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|nombre= Ácido sulfúrico
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|concepto=<div align="justify"> Compuesto ternario del [[azufre]], Esta es la  sustancia más importante de la industria [[química]] mundial. Sus nombres  químicos son Ácido sulfúrico y ácido sulfúrico fumante. También es  llamado aceite de vitriolo, ácido de baterías y ácido de fertilizantes</div>
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|concepto= Es un compuesto químico extremadamente corrosivo cuya fórmula es H<sub>2</sub>SO<sub>4</sub>.
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'''Ácido Sulfúrico'''. Está formado por 2 átomos de [[Hidrógeno|Hidrógeno]], 1 átomo de  [[Azufre]]  y 4 de [[Oxígeno]], la fórmula química es H<sub>2</sub>SO<sub>4</sub> (óleum: (H<sub>2</sub>SO<sub>4</sub> con SO<sub>3</sub> en solución).
 
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==Historia del ácido sulfúrico==
 
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El origen del primer ácido sulfúrico se desconoce, pero se le menciona ya desde el [[siglo X]]; la preparación, quemando [[azufre|Azufre]] con [[Salitre]], en el [[siglo XV]] Basilio Valentinus lo obtuvo destilando sulfato ferroso (SO4Fe.7H2O) con arena.
 
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El nombre vulgar del sulfato ferroso, era vitriolo de [[hierro]] y el producto oleaginoso que de él se obtenía se llamó aceite de vitriolo, nombre que todavía se usa. El Anhídrido sulfúrico (o trióxido de azufre) fue aislado por Bussy en [[1824]]; se presenta en forma de cristales transparentes y sedosos que funden a 17º C&nbsp;; hierve a 45º C . El calor lo disocia en [[oxígeno]] y anhídrido sulfuroso. Es muy ávido del agua, con la que se combina para formar ácido sulfúrico.
 
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==Obtención ==
 
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===Laboratorio===
 
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En el laboratorio puede obtenerse destilando un pirosulfato. En el [[siglo XVIII]] el ácido sulfúrico se utilizaba en la fabricación de [[yeso]], botones y tintes, razón por la cual el químico francés Jean Antoine Chaptal ([[1756]]-[[1832]]) comprendió la necesidad de producirlo a gran escala para esas y otras industrias florecientes. Estableció la primera fábrica comercial de ácido sulfúrico en Montpellier, [[Francia]].
 
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===Industrial===
 
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Industrialmente se obtiene por oxidación catálica del anhídrido  sulfuroso o dióxido de [[azufre]], como fase intermedia de la  fabricación del Ácido Sulfúrico.
 
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En [[1746]], [[Roebuck de Birmingham]], [[Inglaterra]], introdujo el proceso de cámaras de [[plomo]]. El proceso de contacto fue descubierto por primera vez en [[1831]] por [[Phillips]], un inglés cuya patente incluía las características esenciales del proceso de contacto moderno, en particular el paso de una mezcla de Dióxido de [[Azufre]] y [[aire]] sobre un catalizador, seguido por la absorción del Trióxido de Azufre en Ácido Sulfúrico de 98.5 al 99%. El invento de Phillips, no constituyó un éxito comercial durante mas de cuarenta años, probablemente porque faltaba demanda para un ácido fuerte, había un conocimiento inadecuado de las reacciones catalíticas de los gases y el progreso de la tecnología química era lento.
 
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El desarrollo de la industria de colorantes dio como resultado una demanda creciente de ácidos concentrados para la manufactura de la Alizarina y de otros materiales orgánicos colorantes; en [[1889]] se demostró que un exceso de oxígeno en la mezcla gaseosa para el proceso de contacto era ventajoso, lo que ha sido mejorado en todos los detalles y actualmente es uno de los procesos industriales continuos de bajo costo controlado automáticamente. Todas las plantas nuevas de ácido sulfúrico utilizan el proceso de contacto; una de las desventajas que hicieron desaparecer el proceso de las cámaras de plomo, es que puede producir ácido de una concentración de sólo 78%.
 
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====Materias primas====
 
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Las tres materias primas empleadas por las industrias son: [[azufre]], [[aire]] y  [[agua]]. La fabricación de ácido sulfúrico es barata, ya que el calor que  se desaprovecha en una etapa del proceso puede utilizarse en la etapa  siguiente. Las principales empresas productoras de ácido sulfúrico en  [[Chile]] son: CODELCO, ENAMI y La Disputada. Cabe destacar, que éstas  producen paralelamente cobre.
 
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==Propiedades físicas==
 
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A temperatura ambiente es un [[líquido]] corrosivo, es más pesado que el [[agua]] e incoloro (a temperatura y presión ambiente). El óleum tiene un olor picante y penetrante.
 
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=== Datos físicos===
 
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1. Concentración mayor: 98,5% A una temperatura de 15,5 ºC<br>
 
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2. Punto de ebullición: 338 ºC ó 640 ºF<br>
 
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3. Densidad a 20 ºC: 1,84 g/cm.<br>
 
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4. Punto de fusión: -40 ºC para una concentración de 65,13%.<br>
 
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5. Solubilidad: Soluble en [[agua]], pero reacciona violentamente al mezclarse con ella, generando calor. Con otros solventes no hay mezcla: no hay reacción.<br>
 
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6. Temperatura de descomposición: 340 ºC. <br>
 
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7. Presión de [[vapor]] a 20 ºC: &lt; 0,001 bar.<br>
 
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== Propiedades químicas ==
 
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Es un ácido diprótico, ya que cada unidad de ácido produce dos iones H en dos etapas independientes: H<sub>2</sub>2SO<sub>4</sub> (ac) H (ac) + HSO<sub>4</sub> (ac) HSO<sub>4</sub> (ac) H (ac) + SO<sub>4</sub> (ac)
 
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El Ácido Sulfúrico es un [[ácido]] fuerte, es decir, en disolución acuosa se disocia fácilmente en iones de hidrogeno (H+) e iones sulfato (SO42-) y puede cristalizar diversos hidratos, especialmente ácido glacial H<sub>2</sub>2SO<sub>4</sub> • H<sub>2</sub>O (monohidrato).  
 
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Cada molécula produce dos iones H+, o sea, que el ácido sulfúrico es dibásico. Sus disoluciones diluidas muestran todas las características de los ácidos: tienen sabor amargo, conducen la electricidad, neutralizan los álcalis y corroen los metales activos desprendiéndose gas hidrógeno.
 
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A partir del ácido sulfúrico se pueden preparar sales que contienen el grupo sulfato SO4, y sales ácidas que contienen el grupo hidrógeno sulfato, HSO<sub>4</sub>.
 
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El Ácido Sulfúrico concentrado, llamado antiguamente [[aceite]] de vitriolo, es un importante agente desecante. Actúa tan vigorosamente en este aspecto que extrae el agua, y por lo tanto carboniza, la [[madera]], el [[algodón]], el [[azúcar]] y el [[papel]]. Debido a estas propiedades desecantes, se usa para fabricar [[Éteres|éter]], [[nitroglicerina]] y tintes.
 
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Cuando se calienta, el ácido sulfúrico concentrado se comporta como un agente oxidante capaz, por ejemplo, de disolver [[metal]]es tan poco reactivos como el [[cobre]], el [[mercurio]] y el [[plomo]], produciendo el sulfato del metal, [[dióxido de azufre]] y [[agua]].
 
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Durante el [[siglo XIX]], el químico alemán [[Justus von Liebig]] descubrió que el Ácido Sulfúrico, añadido al suelo, aumenta la cantidad de [[fósforo]] disponible para las [[planta]]s. Este descubrimiento dio lugar a un aumento de la producción comercial de este [[ácido]], mejorándose por tanto los métodos de fabricación.
 
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===Peligros especiales del producto===
 
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El ácido sulfúrico no es inflamable pero en su concentración  más alta puede causar combustión al contacto con líquidos y sólidos.
 
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En contacto con [[metal]]es genera [[hidrógeno]], gas altamente  inflamable.
 
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==Reactividad==
 
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Además de atacar muchos metales, el  ácido sulfúrico concentrado es fuerte [[agente oxidante]] y puede dar  lugar a la ignición (inicio de explosión) al entrar en contacto con  materia orgánica y compuestos tales como nitratos, carburos, cloratos,  etc.
 
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También reacciona de forma exotérmica con el  [[agua]]; tiene mayor desprendimiento de calor cuando la proporción es  de dos moléculas gramo de agua por molécula gramo de ácido sulfúrico,  alcanzando una temperatura de 158ºC (316ºF). Presenta una gran afinidad  por el agua, debido a lo cual, produce deshidratación de los compuestos  orgánicos a veces tan fuerte que llega a carbonizarlos.
 
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El  ácido sulfúrico puede contener ciertas cantidades de anhídrido  sulfúrico libre y en estas condiciones se conoce como óleum, el cual  presenta un aspecto nebuloso; sus vapores son irritantes, de color  penetrante y tóxicos. Corrosividad: Es un líquido altamente corrosivo,  particularmente en concentraciones bajo 77,67%, corroe los metales, con  excepción del oro, iridio y rodio, dando lugar al desprendimiento de  hidrógeno.
 
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== Aplicaciones  ==
 
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El Ácido Sulfúrico es un producto industrial fundamental. Sus aplicaciones son numerosísimas y su consumo es extraordinario, por su facilidad de reacción con otras materias, eliminando metales, [[oxígeno]], [[agua]] y otras sustancias no deseadas.
 
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Los usos del ácido sulfúrico son tan variados que el volumen de su producción proporciona un índice aproximado de la actividad general industrial. Este Ácido es un producto que directa o indirectamente está presente en toda industria, y su consumo es el termómetro de la industria de un país. Sus principales usos son:
 
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*Producción de super[[fosfato de calcio]] ([[fertilizante]]s).
 
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*Potabilización de [[agua]]: para producir [[sulfato de aluminio]] a partir de [[bauxita]].
 
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*[[Detergente]]s: en la sulfonación de dodecil-benceno, que es la materia prima básica para la mayoría de los detergentes utilizados en el hogar y la industria. También para esto se utiliza óleum 22%.
 
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*Fábricas de [[Papel]]: En el proceso de producción de la pulpa de papel, e indirectamente en el uso de - sulfato de aluminio. Este también se utiliza en la depuración de aguas residuales y en la potabilización.
 
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*Agro-Fito Sanitario: en la producción de sulfato de cobre.
 
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*Refinación de [[Petróleo]]: para las calderas y procesos químicos.
 
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*Generación térmica de [[energía]]: para el tratamiento de las calderas.
 
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*[[Metal]]urgia: para el decapado de metales.
 
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*Producción de ácido para baterías eléctricas.
 
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*Producción de sulfato de [[aluminio]]: se lo utiliza en reacción con [[Hidróxido de Aluminio|hidróxido de aluminio]]. El sulfato de aluminio producido se utiliza principalmente en potabilización de aguas, curtiembres, producción de papel y sales de aluminio.
 
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*Producción de [[sulfato de cromo (II)]]: se lo utiliza en reacción con dicromato de potasio y un agente reductor. El sulfato de cromo se utiliza principalmente para el curtido de cueros (curtido al cromo).
 
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*Fabricación de productos orgánicos, pinturas, pigmentos y rayón.
 
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*Explosivos: por su gran capacidad de reacción.
 
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==Información toxicológica==
 
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*Toxicidad aguda: Veneno para el ser humano. Extremadamente  irritante, corrosivo y tóxico, resultando por su rápida destrucción,  causante de quemaduras severas.
 
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*Toxicidad crónica: El contacto repetido con soluciones  diluidas puede causar dermatitis. La inhalación repetida de vapores  puede causar bronquitis crónica.
 
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===Sensibilización===
 
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Las personas expuestas a los vapores pierden en forma  gradual la sensibilidad a su acción irritante.
 
  
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===Para combatir el fuego===
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''' Ácido sulfúrico '''. Es un compuesto químico extremadamente corrosivo cuya fórmula es H<sub>2</sub>SO<sub>4</sub>. Es el compuesto químico que más se produce en el mundo, por eso se utiliza como uno de los tantos medidores de la capacidad industrial de los países. Una gran parte se emplea en la obtención de fertilizantes. También se usa para la síntesis de otros ácidos y sulfatos y en la industria petroquímica. Generalmente se obtiene a partir de dióxido de azufre, por oxidación con óxidos de nitrógeno en disolución acuosa. Normalmente después se llevan a cabo procesos para conseguir una mayor concentración del ácido. Antiguamente se lo denominaba aceite o espíritu de vitriolo, porque se producía a partir de este mineral.
  
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Si hay [[fuego]]s adyacentes se debe usar el agua con mucha  precaución para evitar el contacto con el ácido. Proteger el cuerpo, la vista y las vías respiratorias.  
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La molécula presenta una estructura piramidal, con el átomo de azufre en el centro y los cuatro átomos de oxígeno en los vértices. Los dos átomos de [[hidrógeno]] están unidos a los átomos de [[oxígeno]] no unidos por enlace doble al [[azufre]]. Dependiendo de la disolución, estos hidrógenos se pueden disociar. En [[agua]] se comporta como un ácido fuerte en su primera disociación, dando el anión hidrogenosulfato, y como un ácido débil en la segunda, dando el anión sulfato. Tiene un gran efecto deshidratante sobre las moléculas hidrocarbonadas como la sacarosa. Esto quiere decir que es capaz de captar sus moléculas en forma de agua, dejando libre los átomos de carbono con la consiguiente formación de carbono puro.
  
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===En caso de derrame del material===  
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== Reseña histórica ==
  
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Se deben hacer diques para contener el flujo del ácido. Usando [[tierra]], arena o concreto. Si es posible recuperar el líquido  derramado con mucha precaución. Absorber el líquido con ceniza o polvo  de cemento. Limpiar neutralizando el líquido con bicarbonato.  
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El descubrimiento del ácido sulfúrico se relaciona con el [[siglo VIII]] y el alquimista Jabir ibn Hayyan. Fue estudiado después, en el [[siglo IX]] por el alquimista Ibn Zakariya al-Razi, quien obtuvo la sustancia de la destilación seca de minerales incluyendo la mezcla de sulfato de hierro (II) (FeSO<sub>4</sub>) con agua y sulfato de cobre (II) (CuSO<sub>4</sub>). Calentados, estos compuestos se descomponen en óxido de hierro (II) y óxido de cobre (II), respectivamente, dando [[agua]] y óxido de azufre (VI), que combinado produce una disolución diluida de ácido sulfúrico. Este método se hizo popular en [[Europa]] a través de la traducción de los tratados y libros de árabes y persas por alquimistas europeos del [[siglo XIII]] como el alemán Alberto Magno.
  
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==Almacenamiento y manipulación==
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Los alquimistas de la [[Europa]] medieval conocían al ácido sulfúrico como aceite de vitriolo, licor de vitriolo, o simplemente vitriólo, entre otros nombres. La palabra vitriolo deriva del latín “vitreus”, que significa cristal y se refiere a la apariencia de las sales de sulfato, que también reciben el nombre de vitriolo. Las sales denominadas así incluyen el sulfato de cobre (II) (o ‘vitriolo azul’ o ‘vitriolo romano’), sulfato de zinc (o ‘vitriolo blanco’), sulfato de hierro (II) (o ‘vitriolo verde’), sulfato de hierro (III) (o ‘vitriolo de Marte’), y sulfato de cobalto (II) (o ‘vitriolo rojo’). El vitriolo era considerado la sustancia química más importante, y se intentó utilizar como piedra filosofal. Altamente purificado, el vitriolo se utilizaba como medio para hacer reaccionar sustancias en él.
  
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En el [[siglo XVII]], el químico alemán-holandés Johann Glauber consiguió ácido sulfúrico quemando [[azufre]] con nitrato de potasio (KNO<sub>3</sub>), en presencia de vapor. A medida que el nitrato de potasio se descomponía, el azufre se oxidaba en SO<sub>3</sub>, que combinado con [[agua]] producía el ácido sulfúrico. En [[1736]], Joshua Ward, un farmacéutico londinense utilizó este método para empezar a producir ácido sulfúrico en grandes cantidades.
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*Evitar el contacto del [[ácido]] con el [[agua]].
 
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*Almacenar separado de carburos, cloratos, fulminatos,  nitratos, picratos, metales en polvo, materiales oxidantes y  combustibles.
 
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*Evitar el contacto con el ácido.
 
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*Almacenar en un lugar aislado, no expuesto a la [[luz]] solar y  bien ventilado.
 
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*Almacenar en envases de fierro o polietileno, protegiéndolo  de la humedad.
 
  
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== Riesgos  ==
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En [[1746]] en Birmingham, John Roebuck empezó a producirlo de esta forma en cámaras de plomo, que eran más fuertes y resistentes y más baratas que las de cristal que se habían utilizado antes. Este proceso de cámara de plomo, permitió la efectiva industrialización de la producción de ácido sulfúrico, que con pequeñas mejoras mantuvo este método de producción durante al menos dos siglos.
  
−
Efectos de una sobre exposición aguda: El ácido sulfúrico es corrosivo para todos los tejidos del cuerpo. La cantidad fatal para un adulto varía entre una cucharadita de té y seis gramos del ácido concentrado. Aún pocas gotas pueden ser fatales si el ácido alcanza la tráquea. Puede haber perforación gástrica y peritonitis. Las que pueden ser seguidas por colapso circulatorio. Es común que la causa inmediata de la muerte sea el shock circulatorio.
+
El ácido obtenido de esta forma, tenía una concentración de tan solo 35-40 %. Mejoras posteriores, llevadas a cabo por el francés Joseph-Louis Gay-Lussac y el británico John Glover consiguieron aumentar esta cifra hasta el 78 %. Sin embargo, la manufactura de algunos tintes y otros productos químicos que requerían en sus procesos una concentración mayor lo consiguieron en el [[siglo XVIII]] con la destilación en seco de minerales con una técnica similar a la de los alquimistas precursores. Quemando pirita (disulfuro de hierro) con sulfato de hierro a 480 °C conseguía ácido sulfúrico de cualquier concentración, pero este proceso era tremendamente caro y no era rentable para la producción industrial o a gran escala.
  
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Inhalación: La inhalación de los vapores puede causar daño pulmonar grave. Se debe llevar a la víctima en forma urgente al aire libre. Si existen los medios administrarle [[oxígeno]]. Conseguir atención médica inmediata. Contacto con la piel: El contacto con la piel puede causar necrosis (gangrena) grave de los tejidos. Las personas que hayan tenido contacto con el ácido sulfúrico deberán lavar las partes afectadas con abundante agua corriente y retirar las ropas lo más rápido posible. Como complemento puede usarse jabón para lavar las partes afectadas. Conseguir atención médica inmediata.  
+
En [[1831]], el vendedor de vinagre Peregrine Phillips patentó un proceso de conseguir óxido de azufre (VI) y ácido sulfúrico concentrado mucho más económico, ahora conocido como el proceso de contacto. Actualmente, la mayor parte del suministro de ácido sulfúrico se obtiene por este método.
  
−
Contacto con los ojos: El contacto del ácido sulfúrico con los ojos puede resultar en la pérdida total de la visión. Se deben irrigar los ojos con abundante agua corriente, por lo menos durante quince minutos. Los párpados deben mantenerse abiertos durante la irrigación, para asegurar el contacto del agua con los tejidos de la región. Si después de la irrigación continúan las molestias, se necesitará una segunda irrigación por otros quince minutos. También se podrá aplicar dos a tres gotas de un anestésico líquido protegiendo los ojos después con un parche. No se debe aplicar aceites ni ungüentos oleosos. Conseguir atención médica inmediata.
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== Formación del ácido ==
  
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Ingestión: El contacto del ácido sulfúrico con los órganos internos del cuerpo corroe las membranas mucosas de la [[boca]], [[garganta]] y [[esófago]], con dolor agudo y dificultad para tragar. Puede haber también hemorragia gástrica y vómitos. El vómito puede contener [[sangre]] fresca.  
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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 es utilizado actualmente para producir gran parte del ácido consumido en la fabricación de fertilizantes. Este método produce un ácido relativamente diluido (62 %-78 % H<sub>2</sub>SO<sub>4</sub>). 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 (SO<sub>2</sub>) es oxidado y disuelto en [[agua]]. El óxido de azufre (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 (H<sub>2</sub>S) gaseoso. Históricamente existió otro método anterior a estos, pero hoy en desuso, el proceso del vitriolo.  
  
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Si accidentalmente la persona llega a ingerir ácido sulfúrico debe administrársele abundante [[agua]] o [[leche]], con el objeto de reducir la concentración, y una vez hecho ésto puede dársele a tomar leche de magnesia o agua de cal para neutralizar el [[ácido]]. No debe provocársele el vómito. Conseguir atención médica inmediata.
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== Aplicaciones ==
  
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Efectos de una sobre exposición crónica:
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La industria que más utiliza el ácido sulfúrico es la de los fertilizantes. El nitrosulfato amónico es un abono nitrogenado simple obtenido químicamente de la reacción del ácido nítrico y sulfúrico con amoniaco. Otras aplicaciones importantes se encuentran en la refinación del [[petróleo]], producción de pigmentos, tratamiento del acero, extracción de metales no ferrosos, manufactura de explosivos, detergentes, plásticos y fibras.
  
−
Puede causar tráqueobronquitis, [[estomatitis]], [[conjuntivitis]] y [[gastritis]].
+
En muchos casos el ácido sulfúrico funge como una materia prima indirecta y pocas veces aparece en el producto final. En el caso de la industria de los fertilizantes, la mayor parte del ácido sulfúrico se utiliza en la producción del ácido fosfórico, que a su vez se utiliza para fabricar materiales fertilizantes como el superfosfato triple y los fosfatos de mono y diamonio. Cantidades más pequeñas se utilizan para producir superfosfatos y sulfato de amonio. Alrededor del 60 % de la producción total de ácido sulfúrico se utiliza en la manufactura de fertilizantes. Cantidades substanciales de ácido sulfúrico también se utilizan como medio de reacción en procesos químicos orgánicos y petroquímicos involucrando reacciones como nitraciones, condensaciones y deshidrataciones. En la industria petroquímica se utiliza para la refinación, alquilación y purificación de destilados de crudo.
  
−
==Contaminación del medio ambiente==
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En la industria química inorgánica, el ácido sulfúrico se utiliza en la producción de pigmentos de óxido de titanio (IV), ácido clorhídrico y ácido fluorhídrico. En el procesado de metales el ácido sulfúrico se utiliza para el tratamiento del acero, cobre, uranio y vanadio y en la preparación de baños electrolíticos para la purificación y plateado de metales no ferrosos. Algunos procesos en la industria de la madera y el papel requieren ácido sulfúrico, así como algunos procesos textiles, fibras químicas y tratamiento de pieles y cuero.
  
 +
En cuanto a los usos directos, probablemente el uso más importante es el sulfuro que se incorpora a través de la sulfonación orgánica, particularmente en la producción de detergentes. Un producto común que contiene ácido sulfúrico son las baterías, aunque la cantidad que contienen es muy pequeña.
  
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El ácido sulfúrico es dañino para la vida acuática en concentraciones muy bajas.
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== Precauciones ==
  
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===Protección Ambiental===
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La preparación de una disolución de ácido puede resultar peligrosa por el calor generado en el proceso. Es vital que el ácido concentrado sea añadido al [[agua]] (y no al revés) para aprovechar la alta capacidad calorífica del agua y la mayor temperatura de ebullición del ácido. El ácido se puede calentar a más de 100 ºC lo cual provocaría la rápida ebullición de la gota. En caso de añadir agua al ácido concentrado, pueden producirse salpicaduras de ácido.
  
−
El ácido sulfúrico debe ser usado, si es  posible en  circuitos cerrados de cañerías, de modo de reducir al mínimo  la  posibilidad de contacto por derrame accidental. No se debe permitir  que  el ácido entre en alcantarillas o fuentes de agua.
+
== Bibliografías ==
  
−
==Nexo entre el ácido sulfúrico y el cobre==
+
*Rosas, S.; Diseño y costo de inversión de una planta de ácido sulfúrico, Tesis de Maestría en Ingeniería Química, Facultad de Ingeniería Química, Benemérita Universidad Autónoma de Puebla, México (2004).
 +
*DIQUIMA. 2015. Química Industrial. Escuela Técnica Superior de Ingenieros Industriales (Madrid).
 +
*Instituto Nacional de Seguridad e Higiene en el Trabajo. 2000. FISQ 0362. Ácido sulfúrico.
 +
*Hopp Vollrath. Fundamentos de Tecnología Química para formación profesional. Editorial Reverté. Barcelona. 2005.
 +
*Sierra Miguel Á., Gómez Gallego Mar. Principios de Química Medioambiental. Biblioteca de Química. Editorial Síntesis. Madrid. 2008.
 +
*Spiro Thomas G., Stigliani William M., Química Medioambiental. Segunda Edición. Pearson Educación S.A. Madrid, 2004.
 +
*Vian Ortuño Ángel. Introducción a la Química Industrial. Editorial Reverté. Segunda Edición. Barcelona. 2006.
 +
*Rosas S., Luna César, Sánchez O., Ortiz E. Producción de Ácido Sulfúrico por medio del tratamiento de gases residuales generados en la tostación de piritas. Información Tecnológica. Vol. 18 N°4-2007, p. 35-40.
 +
*Agencia para Sustancias Tóxicas y el Registro de Enfermedades. (ATSDR). 1998. Reseña Toxicológica del Anhídrido Sulfúrico (SO3) y el Ácido Sulfúrico (en inglés). Atlanta, GA: Departamento de Salud y Servicios Humanos de los EE.UU., Servicio de Salud Pública.
 +
*Carey, F. 1999. Química Orgánica. McGraw-Hill, Tercera Edición.
 +
*Morrison, R.; Boyd, R. 1998. Química Orgánica. Pearson Educación.
  
−
El ácido sulfúrico cumple un rol importantísimo en la producción del [[cobre]], ya que participa en una etapa de su proceso de obtención, llamada Lixiviación cuyo objetivo es limpiar de impurezas y concentrar el contenido del cobre.
+
== Fuentes ==
  
−
La lixiviación es un proceso hidrometalúrgico que permite obtener el cobre de los minerales oxidados que lo contienen, aplicando una disolución de ácido sulfúrico y agua. Este proceso se basa en que los minerales oxidados son sensibles al ataque de soluciones ácidas. A través de un sistema de riego por goteo y de los aspersores, se vierte lentamente una solución ácida de agua con ácido sulfúrico en la superficie de las pilas de cobre (el metal chancado). Esta solución se infiltra en la pila hasta su base, actuando rápidamente. La solución disuelve el cobre contenido en los minerales oxidados, formando una solución de sulfato de cobre, la que es recogida por el sistema de drenaje, y llevada fuera del sector de las pilas en canaletas impermeabilizadas.
+
*[http://documentacion.ideam.gov.co/openbiblio/bvirtual/018903/Links/Guia4.pdf/ Instituto de Hidrología, Meteorología y Estudios Ambientales – Colombia] 
 +
*[http://scielo.sld.cu/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S2224-54212017000200002/ SciELO Cuba]
 +
*[https://www.atsdr.cdc.gov/es/toxfaqs/es_tfacts117.html/ Agencia para Sustancias Tóxicas y el Registro de Enfermedades – Estados Unidos]
 +
*[https://medlineplus.gov/spanish/ency/article/002492.htm/ Biblioteca Nacional de Medicina de los Estados Unidos]
 +
*[https://www.ecosmep.com/cabecera/upload/fichas/6236.pdf/ Consejero de Seguridad de Mercancías Peligrosas]
 +
*[https://www.ilo.org/dyn/icsc/showcard.display?p_card_id=0362&p_version=1&p_lang=es/ Organización Internacional del Trabajo]
 +
*[https://quimica.unam.mx/wp-content/uploads/2017/05/HDS-Acido-sulfurico-NOM-018-2015-MARY-MEAG-Hoja-de-datos.pdf/ Facultad de Química – Universidad Nacional Autónoma de México]
 +
*[http://iio.ens.uabc.mx/hojas-seguridad/acido_sulfurico.pdf/ Instituto de Investigaciones Oceanológicas – Universidad Autónoma de Baja California (México)]
 +
*[https://www.insst.es/documents/94886/359043/MA_060_A05.pdf/40e364aa-7d95-496f-a132-26e3219c3ee9/ Instituto Nacional de Seguridad y Salud en el Trabajo – España]
  
−
== Fuentes  ==
 
−
*[http://www.rincondelvago.com/acido-sulfurico_3.html Rincón del vago]
 
−
*Babor e Ibarz Joseph A . [[Química]] General Moderna Tomo 2
 
−
*[http://www.uclm.es/profesorado/afantinolo/QAVANZADA/maria%20jose%20ortijo%20alarcon(H2SO4).doc www.uclm.es]
 
  
−
[[Category:Química_inorgánica]]
+
[[Category: Geografía]] [[Category: Química inorgánica]]
 +
[[Categoría:Artículos certificados]]

última versión al 10:47 3 nov 2020

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 Este artículo ha sido certificado por la MSc. Mayra Arap Fresno, perteneciente a la Universidad Agraria de La Habana (UNAH).


Ácido sulfúrico
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Concepto:Es un compuesto químico extremadamente corrosivo cuya fórmula es H2SO4.

Ácido sulfúrico . Es un compuesto químico extremadamente corrosivo cuya fórmula es H2SO4. Es el compuesto químico que más se produce en el mundo, por eso se utiliza como uno de los tantos medidores de la capacidad industrial de los países. Una gran parte se emplea en la obtención de fertilizantes. También se usa para la síntesis de otros ácidos y sulfatos y en la industria petroquímica. Generalmente se obtiene a partir de dióxido de azufre, por oxidación con óxidos de nitrógeno en disolución acuosa. Normalmente después se llevan a cabo procesos para conseguir una mayor concentración del ácido. Antiguamente se lo denominaba aceite o espíritu de vitriolo, porque se producía a partir de este mineral.

La molécula presenta una estructura piramidal, con el átomo de azufre en el centro y los cuatro átomos de oxígeno en los vértices. Los dos átomos de hidrógeno están unidos a los átomos de oxígeno no unidos por enlace doble al azufre. Dependiendo de la disolución, estos hidrógenos se pueden disociar. En agua se comporta como un ácido fuerte en su primera disociación, dando el anión hidrogenosulfato, y como un ácido débil en la segunda, dando el anión sulfato. Tiene un gran efecto deshidratante sobre las moléculas hidrocarbonadas como la sacarosa. Esto quiere decir que es capaz de captar sus moléculas en forma de agua, dejando libre los átomos de carbono con la consiguiente formación de carbono puro.

Reseña histórica

El descubrimiento del ácido sulfúrico se relaciona con el siglo VIII y el alquimista Jabir ibn Hayyan. Fue estudiado después, en el siglo IX por el alquimista Ibn Zakariya al-Razi, quien obtuvo la sustancia de la destilación seca de minerales incluyendo la mezcla de sulfato de hierro (II) (FeSO4) con agua y sulfato de cobre (II) (CuSO4). Calentados, estos compuestos se descomponen en óxido de hierro (II) y óxido de cobre (II), respectivamente, dando agua y óxido de azufre (VI), que combinado produce una disolución diluida de ácido sulfúrico. Este método se hizo popular en Europa a través de la traducción de los tratados y libros de árabes y persas por alquimistas europeos del siglo XIII como el alemán Alberto Magno.

Los alquimistas de la Europa medieval conocían al ácido sulfúrico como aceite de vitriolo, licor de vitriolo, o simplemente vitriólo, entre otros nombres. La palabra vitriolo deriva del latín “vitreus”, que significa cristal y se refiere a la apariencia de las sales de sulfato, que también reciben el nombre de vitriolo. Las sales denominadas así incluyen el sulfato de cobre (II) (o ‘vitriolo azul’ o ‘vitriolo romano’), sulfato de zinc (o ‘vitriolo blanco’), sulfato de hierro (II) (o ‘vitriolo verde’), sulfato de hierro (III) (o ‘vitriolo de Marte’), y sulfato de cobalto (II) (o ‘vitriolo rojo’). El vitriolo era considerado la sustancia química más importante, y se intentó utilizar como piedra filosofal. Altamente purificado, el vitriolo se utilizaba como medio para hacer reaccionar sustancias en él.

En el siglo XVII, el químico alemán-holandés Johann Glauber consiguió ácido sulfúrico quemando azufre con nitrato de potasio (KNO3), en presencia de vapor. A medida que el nitrato de potasio se descomponía, el azufre se oxidaba en SO3, que combinado con agua producía el ácido sulfúrico. En 1736, Joshua Ward, un farmacéutico londinense utilizó este método para empezar a producir ácido sulfúrico en grandes cantidades.

En 1746 en Birmingham, John Roebuck empezó a producirlo de esta forma en cámaras de plomo, que eran más fuertes y resistentes y más baratas que las de cristal que se habían utilizado antes. Este proceso de cámara de plomo, permitió la efectiva industrialización de la producción de ácido sulfúrico, que con pequeñas mejoras mantuvo este método de producción durante al menos dos siglos.

El ácido obtenido de esta forma, tenía una concentración de tan solo 35-40 %. Mejoras posteriores, llevadas a cabo por el francés Joseph-Louis Gay-Lussac y el británico John Glover consiguieron aumentar esta cifra hasta el 78 %. Sin embargo, la manufactura de algunos tintes y otros productos químicos que requerían en sus procesos una concentración mayor lo consiguieron en el siglo XVIII con la destilación en seco de minerales con una técnica similar a la de los alquimistas precursores. Quemando pirita (disulfuro de hierro) con sulfato de hierro a 480 °C conseguía ácido sulfúrico de cualquier concentración, pero este proceso era tremendamente caro y no era rentable para la producción industrial o a gran escala.

En 1831, el vendedor de vinagre Peregrine Phillips patentó un proceso de conseguir óxido de azufre (VI) y ácido sulfúrico concentrado mucho más económico, ahora conocido como el proceso de contacto. Actualmente, la mayor parte del suministro de ácido sulfúrico se obtiene por este método.

Formación del ácido

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 es utilizado 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 de azufre (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.

Aplicaciones

La industria que más utiliza el ácido sulfúrico es la de los fertilizantes. El nitrosulfato amónico es un abono nitrogenado simple obtenido químicamente de la reacción del ácido nítrico y sulfúrico con amoniaco. Otras aplicaciones importantes se encuentran en la refinación del petróleo, producción de pigmentos, tratamiento del acero, extracción de metales no ferrosos, manufactura de explosivos, detergentes, plásticos y fibras.

En muchos casos el ácido sulfúrico funge como una materia prima indirecta y pocas veces aparece en el producto final. En el caso de la industria de los fertilizantes, la mayor parte del ácido sulfúrico se utiliza en la producción del ácido fosfórico, que a su vez se utiliza para fabricar materiales fertilizantes como el superfosfato triple y los fosfatos de mono y diamonio. Cantidades más pequeñas se utilizan para producir superfosfatos y sulfato de amonio. Alrededor del 60 % de la producción total de ácido sulfúrico se utiliza en la manufactura de fertilizantes. Cantidades substanciales de ácido sulfúrico también se utilizan como medio de reacción en procesos químicos orgánicos y petroquímicos involucrando reacciones como nitraciones, condensaciones y deshidrataciones. En la industria petroquímica se utiliza para la refinación, alquilación y purificación de destilados de crudo.

En la industria química inorgánica, el ácido sulfúrico se utiliza en la producción de pigmentos de óxido de titanio (IV), ácido clorhídrico y ácido fluorhídrico. En el procesado de metales el ácido sulfúrico se utiliza para el tratamiento del acero, cobre, uranio y vanadio y en la preparación de baños electrolíticos para la purificación y plateado de metales no ferrosos. Algunos procesos en la industria de la madera y el papel requieren ácido sulfúrico, así como algunos procesos textiles, fibras químicas y tratamiento de pieles y cuero.

En cuanto a los usos directos, probablemente el uso más importante es el sulfuro que se incorpora a través de la sulfonación orgánica, particularmente en la producción de detergentes. Un producto común que contiene ácido sulfúrico son las baterías, aunque la cantidad que contienen es muy pequeña.

Precauciones

La preparación de una disolución de ácido puede resultar peligrosa por el calor generado en el proceso. Es vital que el ácido concentrado sea añadido al agua (y no al revés) para aprovechar la alta capacidad calorífica del agua y la mayor temperatura de ebullición del ácido. El ácido se puede calentar a más de 100 ºC lo cual provocaría la rápida ebullición de la gota. En caso de añadir agua al ácido concentrado, pueden producirse salpicaduras de ácido.

Bibliografías

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Fuentes

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