Jaké je spojení mezi kyselinou sírovou a peroxidem vodíku?
Kyselina sírová a peroxid vodíku patří mezi nejrozšířenější chemikálie, jak v průmyslu, tak v laboratoři. Jsou propojeny několika způsoby. Dva způsoby výroby peroxidu vodíku zahrnují použití kyseliny sírové, ačkoli tyto látky byly do značné míry nahrazeny. Několik známých laboratorních experimentů a demonstrací, které jsou součástí mnoha školních osnov, vyžaduje tyto dvě sloučeniny. Kromě toho smícháním kyseliny sírové a peroxidu vodíku vznikne vysoce korozivní roztok s nejrůznějším využitím v polovodičovém, papírenském a těžebním průmyslu.
Peroxid vodíku byl původně vyráběn okyselením peroxidu barnatého kyselinou chlorovodíkovou. Chlorid barnatý, který se také vytvoří touto reakcí, byl odstraněn přidáním kyseliny sírové; reagují za vzniku nerozpustné sraženiny síranu barnatého. Následná metoda zahrnovala hydrolýzu kyseliny peroxydisulfurové, produkované elektrolýzou kyseliny sírové. Dnes se však téměř veškerý peroxid vodíku vyrábí antrachinonovým procesem, což je ekonomičtější postup, který nezahrnuje kyselinu sírovou.
Reakcí kyseliny sírové a peroxidu vodíku se získá vodný roztok kyseliny peroxymonosírové (H2SO5): H2SO4 + H2O2 → H2SO5 + H20. To se také nazývá „roztok pirany“ díky své žíravosti: rychle ničí většinu organických materiálů. Další jméno pro to je Carova kyselina, po německém chemikovi Heinrichovi Carovi, který tuto kyselinu nejprve vyrobil. Čistá kyselina peroxymonosulfurová - krystalická pevná látka při pokojové teplotě - se připravuje jinou metodou, ale kyselina se obvykle používá jako vodný roztok. Roztok Piranha se obvykle připravuje z koncentrované kyseliny sírové a 30% peroxidu vodíku; poměry se mohou lišit v závislosti na použití, ale běžný přípravek je poměr kyseliny sírové k peroxidu vodíku 3: 1.
Tato kyselina má řadu použití, ale musí být připravena a musí se s ní zacházet velmi opatrně. Je to silné oxidační činidlo a je zvláště užitečné pro odstraňování organických zbytků. Z tohoto důvodu se někdy používá k čištění skleněného a jiného laboratorního vybavení. Kyselina Caro je také široce používána v polovodičovém průmyslu jako leptací prostředek a pro zajištění toho, aby křemíkové destičky a další jemné elektronické komponenty neobsahovaly organické kontaminanty. Další využití je v těžebním průmyslu - k oddělování kovů a rud a rozkladu toxických kyanidových sloučenin z odpadních vod - av papírenském průmyslu - k delignifikaci a bělení buničiny.
Kyselina sírová se může vyrábět reakcí peroxidu vodíku a oxidu siřičitého: H202 + S02 → H2S04. Tato metoda se komerčně nepoužívá; reakce však může probíhat v atmosféře - kde se kyselina sírová i peroxid vodíku nacházejí v malém množství - přispívají k kyselému dešti. Peroxid vodíku se může přirozeně tvořit fotochemickými reakcemi. Oxid siřičitý se vyrábí spalováním fosilních paliv obsahujících síru a přirozeně sopečnou činností. Ačkoli peroxid vodíku není nutný pro tvorbu kyselého deště z oxidu siřičitého, peroxidová reakce je mnohem rychlejší.