O que é ácido sulfúrico aquoso?
O ácido sulfúrico aquoso é qualquer mistura de ácido sulfúrico e água e é a maneira mais comum de venda do ácido. A palavra latina para água é aqua, que é a origem do termo aquoso. O ácido sulfúrico, ou H2SO4, é amplamente utilizado no processamento químico, para baterias e como agente desidratante para remover a água de outros materiais.
Quando o ácido sulfúrico é misturado com a água, os átomos de hidrogênio se tornam íons, o que significa que se separam da molécula de ácido, desenvolvem uma pequena carga elétrica e estão disponíveis para reagir com outras moléculas. Como existem dois átomos de hidrogênio em cada molécula, o ácido sulfúrico é chamado de ácido dibásico. O processo de ionização requer a presença de água; portanto, a maioria dos processos químicos utiliza ácido sulfúrico aquoso.
Existe uma afinidade tão grande ou forte do ácido sulfúrico pela água que esse ácido forte pode ser usado para secar outros produtos químicos. Isso é conhecido como desidratação, que vem de hidro, a palavra grega para água. À medida que o ácido absorve a água, ele se torna uma solução aquosa de ácido sulfúrico mais fraca e, eventualmente, precisa ser substituído por ácido fresco ou regenerado em ácido forte. A adição de ácido sulfúrico à água cria uma grande quantidade de calor, que precisa ser controlada para evitar que a mistura ferva.
Existem duas formas comerciais principais de criar ácido sulfúrico, a câmara de chumbo e os processos de contato. Inventado na década de 1700, o processo da câmara de chumbo usa uma reação de nitrato de enxofre e potássio, ou salitre, com vapor em um reator revestido de chumbo para formar trióxido de enxofre. O trióxido de enxofre pode ser dissolvido em água para formar ácido sulfúrico aquoso, tipicamente com concentrações de cerca de 70% de ácido.
Na década de 1830, o processo de contato foi inventado para criar um ácido mais concentrado. Esse processo utiliza um catalisador de metal que é caro para produzir, mas pode criar concentrações de ácido até 98%. Isso é chamado de ácido concentrado e geralmente é o método de produção preferido nos séculos 20 e 21.
O ácido sulfúrico aquoso é uma matéria-prima comum para a produção de fertilizantes, outros intermediários químicos e baterias de veículos com chumbo-ácido. Desde o início do século 20, as baterias feitas de placas de chumbo suspensas em uma solução de ácido sulfúrico eram uma maneira comum de produzir eletricidade para veículos, navios e aeronaves. O chumbo reage com a solução ácida, formando íons moleculares que criam uma corrente elétrica.
À medida que a bateria gera energia, o chumbo e o ácido reagem para formar sulfato de chumbo, que é um pó branco que se acumula na parte inferior da bateria. Essas baterias são recarregáveis, o que significa que uma corrente elétrica enviada através da bateria reverterá essa reação e permitirá que o chumbo seja depositado novamente nas placas. À medida que o carregamento prossegue, os íons sulfato formarão ácido sulfúrico, o que criará uma mistura mais concentrada na bateria e fornecerá mais energia elétrica quando necessário.