Qu'est-ce que l'acide sulfurique aqueux?
L'acide sulfurique aqueux est un mélange quelconque d'acide sulfurique et d'eau, et constitue le moyen le plus courant de vendre l'acide. Le mot latin pour eau est aqua, d'où vient le terme aqueux. L'acide sulfurique, ou H 2 SO 4 , est largement utilisé dans le traitement chimique, dans les batteries et comme agent déshydratant pour éliminer l'eau des autres matériaux.
Lorsque l'acide sulfurique est mélangé à de l'eau, les atomes d'hydrogène deviennent des ions, ce qui signifie qu'ils se séparent de la molécule d'acide, développent une petite charge électrique et sont disponibles pour réagir avec d'autres molécules. Puisqu'il y a deux atomes d'hydrogène dans chaque molécule, l'acide sulfurique est appelé acide dibasique. Le processus d'ionisation nécessite la présence d'eau. La plupart des procédés chimiques utilisent donc de l'acide sulfurique en solution aqueuse.
Il existe une telle affinité, ou forte attraction, de l’acide sulfurique pour l’eau, que l’acide fort peut être utilisé pour sécher d’autres produits chimiques. Ceci est connu comme la déshydratation, qui vient de hydro, le mot grec pour eau. Lorsque l'acide absorbe de l'eau, il devient une solution aqueuse plus faible d'acide sulfurique et doit éventuellement être remplacé par un acide frais ou régénéré en acide fort. L'ajout d'acide sulfurique à l'eau génère beaucoup de chaleur, qu'il faut contrôler pour éviter l'ébullition du mélange.
Il existe deux manières commerciales principales de créer de l'acide sulfurique, la chambre de plomb et les processus de contact. Inventé dans les années 1700, le procédé à chambre de plomb utilise une réaction de nitrate de soufre et de potassium, ou salpêtre, avec de la vapeur dans un réacteur revêtu de plomb pour former du trioxyde de soufre. Le trioxyde de soufre peut être dissous dans de l'eau pour former de l'acide sulfurique aqueux, généralement à des concentrations d'environ 70% d'acide.
Dans les années 1830, le procédé de contact a été inventé pour créer un acide plus concentré. Ce procédé utilise un catalyseur métallique coûteux à produire, mais peut créer des concentrations d'acide allant jusqu'à 98%. C'est ce qu'on appelle l'acide concentré et constitue généralement la méthode de production privilégiée aux XXe et XXIe siècles.
L'acide sulfurique aqueux est une matière première courante pour la production d'engrais, d'autres intermédiaires chimiques et de batteries de véhicules au plomb. Depuis le début du XXe siècle, les batteries fabriquées à partir de plaques de plomb en suspension dans une solution d'acide sulfurique constituaient un moyen courant de produire de l'électricité pour les véhicules, les navires et les aéronefs. Le plomb réagit avec la solution acide en formant des ions moléculaires créant un courant électrique.
Lorsque la batterie crée de l'énergie, le plomb et l'acide réagissent pour former du sulfate de plomb, une poudre blanche qui s'accumule au bas de la batterie. Ces batteries sont rechargeables, ce qui signifie qu'un courant électrique envoyé à travers la batterie inversera cette réaction et permettra au plomb de se déposer à nouveau sur les plaques. Au fur et à mesure du chargement, les ions sulfates formeront de l'acide sulfurique, ce qui créera un mélange plus concentré dans la batterie et fournira plus d'énergie électrique en cas de besoin.