¿Qué factores afectan la solubilidad del ácido sulfúrico?

El aceite de vitriolo, mejor conocido como ácido sulfúrico, consiste en los tres elementos hidrógeno (h), azufre (s) y oxígeno (O), y posee la fórmula química H 2 SO ₄ . Este es uno de los ácidos más poderosos conocidos. También es un agente deshidratante peligroso, que se disuelve en agua rápidamente y en cualquier proporción. La solubilidad del ácido sulfúrico en el agua es tan energéticamente favorecida que incluso puede resultar en daños por la vida o la extremidad. Los factores que contribuyen a su gran solubilidad en el agua incluyen su alta polaridad, facilidad de ionización, estabilización a través de la unión de hidrógeno y la simetría de su anión.

Como regla general "como se disuelve como", indica agua, un solvente altamente polar, disolverá otras sustancias polares. La polaridad tiene una relación cercana con la constante dieléctrica de una sustancia, la capacidad de manejo de carga de un material. La constante dieléctrica de ácido 100 por ciento sulfúrico es aproximadamente 100, que es más alta que la del agua, en aproximadamente 80. Esta constante define TLa reducción de la carga en la carga puede hacer una sustancia hacia una partícula completamente abarcada dentro de ella. La solubilidad del ácido sulfúrico es, claramente, favorecida energéticamente por este proceso.

La ionización en el ácido sulfúrico es tan fuerte que puede hacerlo a sí mismo, el proceso se llama auto-protólisis. Mecánicamente, la reacción es de 2 h ₂ SO ₄ → H ₃ + SO ₄ + HSO ₄ - . Dado que la ionización es la ruptura de una sustancia en sus componentes cargados, parte del proceso de disolución, la solubilidad del ácido sulfúrico no solo se completa en el agua, sino que es rápida. La porción H 3 + SO ₄ , se ioniza más.

El enlace de hidrógeno es una variedad de enlaces "débiles" que ocurre entre los átomos de hidrógeno electropositivos y los átomos electronegativos específicos, incluidos el oxígeno, el nitrógeno y el fluorino. SEl ion negativo del ácido ulfúrico, o anión, contiene un átomo de azufre unido a cuatro átomos de oxígeno. Por lo tanto, la estructura tiene una amplia capacidad para formar enlaces de hidrógeno fuertes y múltiples. Esta forma de unión agrega una mayor estabilidad a los aniones, y una vez formado, afecta la recombinación de iones. El proceso es enérgicamente muy desfavorable, proporcionando un factor adicional que garantiza la solubilidad del ácido sulfúrico.

El anión del ácido sulfúrico completamente ionizado es así ₄ −2 . Este ion es altamente simétrico, los dos electrones de carga pueden residir fácilmente en cualquiera de los cuatro átomos de oxígeno en el perímetro. Esta estabilidad de resonancia disminuye, además, la tendencia de la recombinación de iones, y es parte del paquete de solubilidad de ácido sulfúrico. El tamaño de este anión ya grande se incrementa en gran medida por las moléculas de agua circundantes que le dan un enlace a hidrógeno. Esto propaga la carga negativa modesta sobre la superficie externa mucho mayor del anión hidratado, y puede compararse conEl proceso de hidratación e hidrólisis de cationes metálicos positivos.