Ácido dissulfúrico: características, propriedades e funções - Médico - 2023

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Química é uma das ciências mais importantes do mundo porque, basicamente, tudo ao nosso redor é química. Das reações de fusão nuclear que ocorrem no coração das estrelas, ao processo pelo qual nossas células consomem energia, à forma como as plantas fotossintetizam, à forma como cozinhamos nossos pratos, tudo é química.

E, neste contexto, dos milhões de diferentes produtos químicos, existem alguns mais conhecidos e outros menos conhecidos. Hoje, neste artigo, vamos nos concentrar em um que talvez não seja tão famoso quanto os outros, mas sem dúvida é quimicamente incrível: o ácido dissulfúrico.

Com importância na indústria do petróleo, na fabricação de explosivos, na fabricação de plásticos, na síntese de fertilizantes, no tratamento do aço, na produção de baterias, na síntese de outros ácidos e sulfatos, na indústria. de madeira, em fábricas têxteis, etc, este ácido dissulfúrico está presente em mais áreas do que pensamos.

E se você deseja conhecer suas características, propriedades químicas, nomenclatura, usos e funções, você veio ao lugar certo. No artigo de hoje exploraremos, nas mãos das publicações científicas de maior prestígio no mundo da Química, as características mais interessantes do ácido dissulfúrico. Vamos lá.

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O que é ácido dissulfúrico, ácido oleum ou pyrosulfúrico?

O ácido dissulfúrico, oleum ou ácido pirossulfúrico é um oxácido, ou seja, um ácido que contém oxigênio em sua composição química. Mais concretamente, é um oxácido de enxofre cuja fórmula química é H2S2O7, portanto, é composto de dois átomos de hidrogênio (H), dois de enxofre (S) e sete de oxigênio (O).

O ácido dissulfúrico é o principal componente do ácido sulfúrico fumante e tem massa molar de 178,13 g / mol e ponto de fusão (transição de sólido para líquido) de 36 ° C, portanto, à temperatura ambiente, esse ácido pirosulfúrico é sólido.

É conhecido como oleum por sua consistência oleosa e cor cristalina., embora às vezes possa ser amarelado ou até marrom escuro (depende da concentração de SO3). É um ácido anidro, ou seja, não contém água e é difícil isolá-lo na forma pura.

Nesse sentido, o ácido dissulfúrico é uma forma "densa" de ácido sulfúrico que se forma quando uma molécula de H2SO4 reage com uma de SO3, dando origem a este ácido dissulfúrico que pode ser formulado como H2S2O7 ou, devido à reação de formação, como H2SO4 · SO3.

No que diz respeito à sua estrutura molecular, em ambas as extremidades encontramos cada grupo hidroxila. E devido ao efeito indutivo dos átomos de oxigênio, os hidrogênios aumentam sua carga parcial positiva, o que explica o porquê acidez ainda maior do que o ácido sulfúrico.

Uma solução de ácido dissulfúrico pode ter propriedades diferentes dependendo da porcentagem de ácido sulfúrico que contém e de sua conformação. Mesmo assim, é necessário ressaltar que, embora pareça muito interessante em nível de laboratório, a verdade é que raramente é utilizado nesses ambientes e seus usos se destinam a outros frameworks que comentaremos adiante.

Propriedades do ácido dissulfúrico

Ácido dissulfúrico, ácido oleum ou pirossulfúrico É obtido através do que é conhecido como “processo de contato”, que consiste em adicionar grupos de oxigênio ao enxofre (SO3) e depois dissolvê-los em ácido sulfúrico concentrado (H2SO4). Como podemos ver, a Química tem muita Matemática.

Em todo caso, é importante lembrar que suas propriedades não são muito bem descritas devido às dificuldades de isolá-lo em sua forma pura. E é que nesse oleum podem haver outros compostos com fórmulas químicas semelhantes, mas não exatamente as do ácido dissulfúrico.

Seja como for, em um estado de pureza quase total, trata-se de um sólido cristalino fumegante (que é instável) à temperatura ambiente que derrete a 36 ° C, embora este ponto de mudança de fase dependa da pureza. Da mesma forma, dependendo da concentração de SO3, pode ser amarelado e até marrom escuro.

Outra de suas propriedades é a capacidade de formar sais dissulfato, também conhecidos como pirosulfatos. Exemplo disso é o que ocorre com o hidróxido de potássio (KOH), substância com a qual esse ácido dissulfúrico reage para dar origem ao pirossulfato de potássio (K2S2O7).

Ele também tem dois íons H + que podem ser neutralizados com uma base forte e, como discutimos anteriormente, uma massa molar de 178,13 g / mol. Quimicamente, é considerado um anidrido do ácido sulfúrico, pois, devido à condensação entre duas moléculas de ácido, perde uma molécula de água.

E embora seja conhecido como ácido pirossulfúrico porque o calor intervém em sua formação, a IUPAC (União Internacional de Química Pura e Aplicada) simplesmente recomenda a nomenclatura do ácido dissulfúrico. Seja como for, seu prefixo -ico é devido ao átomo de enxofre ter uma valência de +6.

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Funções e usos do ácido dissulfúrico

Agora que entendemos a natureza química do ácido dissulfúrico e suas propriedades, estamos mais do que prontos para ver quais aplicações essa substância tem em um nível prático. Portanto, vamos discutir as funções e os usos do ácido dissulfúrico.

1. Síntese de ácido sulfúrico

Um de seus usos mais importantes é na produção de ácido sulfúrico. Sim, pode parecer contra-intuitivo, pois vimos que o ácido dissulfúrico é obtido a partir do ácido sulfúrico, mas também pode ser útil para a síntese desse ácido sulfúrico (H2SO4).

E é que se adicionarmos água à solução, o ácido dissulfúrico reage formando mais ácido sufúrico e aumentando sua concentração. Se ainda houver água, mais SO3 é adicionado, que reage com o ácido sulfúrico para produzir ácido dissulfúrico, que pode ser reidratado para secar o ácido sulfúrico. Este processo pode ser repetido várias vezes até a obtenção de um ácido sulfúrico isolado com concentração de 100%..

2. Armazém de ácido sulfúrico

Um uso muito interessante é que pode servir como um armazenamento mais seguro e prático para o ácido sulfúrico. Graças à sua propriedade de ser sólido à temperatura ambiente, é uma boa forma de "armazenar" o ácido sulfúrico e transportá-lo com segurança.. Em seguida, quando é necessário ter o ácido sulfúrico propriamente dito, realiza-se o processo anterior para obtê-lo na concentração de 100%.

Isso é muito interessante para o transporte de ácido sulfúrico em caminhões-tanque, entre diferentes indústrias e entre refinarias de petróleo. Obviamente, deve ser feito com muito cuidado, pois o superaquecimento do material pode causar problemas.

É mais seguro porque pode ser transportado na forma sólida e, além disso, o ácido dissulfúrico é menos corrosivo para os metais do que o ácido sulfúrico, uma vez que não existem moléculas de água livres que possam atacar as superfícies. Por tudo isso, o ácido dissulfúrico é muito interessante para o armazenamento e transporte do que pode ser convertido, pela reação que analisamos antes, em ácido sulfúrico.

3. Sulfonação de produtos químicos

Sulfonação é qualquer reação química na qual um grupo sulfônico (SO2OH) é introduzido em uma substância química, obtendo-se um ácido sulfônico. Isso é muito interessante na indústria têxtil, uma vez que o ácido dissulfúrico é usado para estimular a sulfonação de compostos químicos corantes. A adição do grupo sulfônico faz com que percam um próton ácido e que possam ser ancorados aos polímeros da fibra têxtil e assim melhorar o processo de coloração.

4. Intermediário de reação química

Além dessa sulfonação, o ácido dissulfúrico pode ser usado como intermediário para diferentes reações químicas. Na verdade, sua acidez é utilizada para obter a segunda nitração (adição de grupos NO2) em produtos químicos com anéis aromáticos, principalmente o nitrobenzeno, um líquido oleoso tóxico. Sua primeira nitração ocorre na presença de ácido nítrico, mas para a segunda é necessário um reagente mais forte como o ácido dissulfúrico.

E seu poder corrosivo e reatividade agressiva podem ser interessantes em diferentes reações da química orgânica. Do mesmo modo, ácido dissulfúrico também é usado para obter trinitrotolueno, um composto químico explosivo e parte de várias misturas explosivas, por promover a oxidação do anel dinitrotolueno e a adição de um terceiro grupo nitro.

5. Usos na indústria

Por fim, encerramos com seu uso industrial. O ácido dissulfúrico é de grande importância, devido às suas propriedades químicas e / ou poder corrosivo, como já mencionamos na introdução, na indústria do petróleo, na fabricação de explosivos (acabamos de analisar seu papel na obtenção do trinitrotolueno), no tratamento químico do aço, na fabricação de diferentes tipos de plásticos, na produção de baterias, na síntese de outros ácidos (incluindo, é claro, o sulfúrico) e sulfatos (por sulfonação), nas fábricas têxteis (especialmente no que deve ser fazer na colagem de corantes a polímeros têxteis), na síntese de fertilizantes e na indústria da madeira e do papel. Como vemos, seus usos industriais têm impacto em quase todas as áreas de nossa vida.