¿Qué es el ácido sulfúrico acuoso?
El ácido sulfúrico acuoso es cualquier mezcla de ácido sulfúrico y agua, y es la forma más común en que se vende el ácido. La palabra latina para agua es aqua, que es de donde proviene el término acuoso. El ácido sulfúrico, o H 2 SO 4 , se usa ampliamente en el procesamiento químico, para baterías y como agente deshidratante para eliminar el agua de otros materiales.
Cuando el ácido sulfúrico se mezcla con agua, los átomos de hidrógeno se convierten en iones, lo que significa que se separan de la molécula de ácido, desarrollan una pequeña carga eléctrica y están disponibles para reaccionar con otras moléculas. Como hay dos átomos de hidrógeno en cada molécula, el ácido sulfúrico se llama ácido dibásico. El proceso de ionización requiere agua para estar presente, por lo que la mayoría del procesamiento químico utiliza ácido sulfúrico acuoso.
Existe tal afinidad, o fuerte atracción, del ácido sulfúrico por el agua, que se puede usar un ácido fuerte para secar otros químicos. Esto se conoce como deshidratación, que proviene de hidro, la palabra griega para agua. A medida que el ácido absorbe agua, se convierte en una solución acuosa más débil de ácido sulfúrico, y eventualmente necesita ser reemplazado con ácido fresco o regenerado en ácido fuerte. Agregar ácido sulfúrico al agua crea una gran cantidad de calor, que debe controlarse para evitar que la mezcla hierva.
Hay dos formas comerciales principales para crear ácido sulfúrico, la cámara de plomo y los procesos de contacto. Inventado en la década de 1700, el proceso de la cámara de plomo utiliza una reacción de azufre y nitrato de potasio, o salitre, con vapor en un reactor revestido de plomo para formar trióxido de azufre. El trióxido de azufre se puede disolver en agua para formar ácido sulfúrico acuoso, típicamente con concentraciones de aproximadamente 70% de ácido.
En la década de 1830, el proceso de contacto se inventó para crear ácido más concentrado. Este proceso utiliza un catalizador metálico que es costoso de producir, pero puede crear concentraciones de ácido de hasta el 98%. Esto se llama ácido concentrado, y generalmente es el método de producción preferido en los siglos XX y XXI.
El ácido sulfúrico acuoso es una materia prima común para la producción de fertilizantes, otros productos químicos intermedios y baterías de vehículos de plomo-ácido. Desde principios del siglo XX, las baterías hechas de placas de plomo suspendidas en una solución de ácido sulfúrico eran una forma común de producir electricidad para vehículos, barcos y aviones. El plomo reacciona con la solución ácida, formando iones moleculares que crean una corriente eléctrica.
A medida que la batería genera energía, el plomo y el ácido reaccionan para formar sulfato de plomo, que es un polvo blanco que se acumula en la parte inferior de la batería. Estas baterías son recargables, lo que significa que una corriente eléctrica enviada a través de la batería revertirá esta reacción y permitirá que el plomo se vuelva a depositar en las placas. A medida que avanza la carga, los iones sulfato formarán ácido sulfúrico, lo que creará una mezcla más concentrada en la batería y proporcionará más energía eléctrica cuando sea necesario.