Quel est le lien entre l'acide sulfurique et le peroxyde d'hydrogène?
L'acide sulfurique et le peroxyde d'hydrogène font partie des produits chimiques les plus largement utilisés, tant en laboratoire que dans l'industrie. Ils sont connectés de plusieurs manières. Deux méthodes de fabrication de peroxyde d'hydrogène impliquent l'utilisation d'acide sulfurique, bien que celles-ci aient été largement remplacées. Plusieurs expériences de laboratoire et démonstrations bien connues faisant partie de nombreux programmes scolaires nécessitent ces deux composés. En outre, le mélange d’acide sulfurique et de peroxyde d’hydrogène produit une solution hautement corrosive ayant diverses utilisations dans les industries des semi-conducteurs, du papier et des mines.
Le peroxyde d'hydrogène était à l'origine produit par acidification du peroxyde de baryum avec de l'acide chlorhydrique. Le chlorure de baryum, qui est également formé par cette réaction, a été éliminé par addition d'acide sulfurique; ils réagissent pour produire un précipité insoluble de sulfate de baryum. Une méthode ultérieure impliquait l'hydrolyse de l'acide peroxydisulfurique, produit par l'électrolyse de l'acide sulfurique. Aujourd'hui, toutefois, la quasi-totalité du peroxyde d'hydrogène est obtenue par le procédé à l'anthraquinone, une procédure plus économique sans acide sulfurique.
La réaction de l'acide sulfurique et de l'eau oxygénée produit une solution aqueuse d'acide peroxymonosulfurique (H 2 SO 5 ): H 2 SO 4 + H 2 O 2 → H 2 SO 5 + H 2 O. On l'appelle aussi «solution de piranha». en raison de sa corrosivité: il détruit rapidement la plupart des matières organiques. Un autre nom pour cela est l'acide de Caro, d'après le chimiste allemand Heinrich Caro, qui a produit le premier acide. L'acide peroxymonosulfurique pur - un solide cristallin à la température ambiante - est préparé par un procédé différent, mais l'acide est généralement utilisé sous forme de solution aqueuse. La solution de Piranha est généralement préparée à partir d’acide sulfurique concentré et de 30% de peroxyde d’hydrogène; les proportions peuvent varier en fonction de l'utilisation, mais un rapport de 3: 1 d'acide sulfurique sur peroxyde d'hydrogène est une formulation courante.
Cet acide a plusieurs utilisations, mais doit être préparé et manipulé avec beaucoup de soin. C'est un agent oxydant puissant, particulièrement utile pour éliminer les résidus organiques. Pour cette raison, il est parfois utilisé pour le nettoyage de la verrerie et autres équipements de laboratoire. L'acide de Caro est également largement utilisé dans l'industrie des semi-conducteurs comme agent d'attaque et pour garantir que les plaquettes de silicium et autres composants électroniques délicats sont exempts de contaminants organiques. L'industrie minière est également utilisée - pour séparer les métaux et les minerais et décomposer les composés toxiques du cyanure contenus dans les eaux usées - et dans l'industrie papetière - pour la délignification et le blanchiment de la pâte de bois.
L'acide sulfurique peut être produit par la réaction du peroxyde d'hydrogène et du dioxyde de soufre: H 2 O 2 + SO 2 → H 2 SO 4 . Cette méthode n'est pas utilisée commercialement; cependant, la réaction peut avoir lieu dans l'atmosphère - où de l'acide sulfurique et du peroxyde d'hydrogène sont présents en petites quantités - contribuant aux pluies acides. Le peroxyde d'hydrogène peut se former naturellement lors de réactions photochimiques. Le dioxyde de soufre est produit par la combustion de combustibles fossiles contenant du soufre et naturellement par l'activité volcanique. Bien que le peroxyde d'hydrogène ne soit pas nécessaire à la formation de pluies acides à partir de dioxyde de soufre, la réaction au peroxyde est beaucoup plus rapide.