Qual é a conexão entre ácido sulfúrico e peróxido de hidrogênio?
O ácido sulfúrico e o peróxido de hidrogênio estão entre os produtos químicos mais amplamente utilizados, tanto industrialmente quanto em laboratório. Eles estão conectados de várias maneiras. Dois métodos de fabricação de peróxido de hidrogênio envolvem o uso de ácido sulfúrico, embora estes tenham sido amplamente substituídos. Várias experiências e demonstrações de laboratório conhecidas que fazem parte de muitos currículos escolares exigem esses dois compostos. Além disso, a mistura de ácido sulfúrico e peróxido de hidrogênio produz uma solução altamente corrosiva com uma variedade de usos nas indústrias de semicondutores, papel e mineração.
O peróxido de hidrogênio foi produzido originalmente por acidificação do peróxido de bário com ácido clorídrico. O cloreto de bário, que também é formado por esta reação, foi removido adicionando ácido sulfúrico; eles reagem para produzir um precipitado insolúvel de sulfato de bário. Um método subsequente envolveu a hidrólise do ácido peroxidissulfúrico, produzida pela eletrólise do ácido sulfúrico. Hoje, no entanto, quase todo o peróxido de hidrogênio é produzido pelo processo de antraquinona, um procedimento mais econômico que não envolve ácido sulfúrico.
A reação do ácido sulfúrico e do peróxido de hidrogênio produz uma solução aquosa de ácido peroximonossulfúrico (H2SO5): H2SO4 + H2O2 → H2SO5 + H2O. Isso também é conhecido como “solução de piranha” devido à sua corrosividade: destrói rapidamente a maioria dos materiais orgânicos. Outro nome para ele é o ácido de Caro, em homenagem ao químico alemão Heinrich Caro, que primeiro produziu o ácido. O ácido peroximonossulfúrico puro - um sólido cristalino à temperatura ambiente - é preparado por um método diferente, mas o ácido é geralmente usado como uma solução aquosa. A solução de piranha é geralmente preparada a partir de ácido sulfúrico concentrado e peróxido de hidrogênio a 30%; as proporções podem variar dependendo do uso, mas uma proporção de 3: 1 de ácido sulfúrico para peróxido de hidrogênio é uma formulação comum.
Este ácido tem vários usos, mas deve ser preparado e manuseado com muito cuidado. É um poderoso agente oxidante e é particularmente útil para remover resíduos orgânicos. Por esse motivo, às vezes é usado para limpar copos e outros equipamentos de laboratório. O ácido de Caro também é amplamente utilizado na indústria de semicondutores como condicionador e para garantir que as pastilhas de silício e outros componentes eletrônicos delicados estejam livres de contaminantes orgânicos. Outros usos são na indústria de mineração - para separar metais e minérios e decompor compostos de cianeto tóxico das águas residuais - e na indústria de papel - para deslignificação e branqueamento de celulose.
O ácido sulfúrico pode ser produzido pela reação de peróxido de hidrogênio e dióxido de enxofre: H2O2 + SO2 → H2SO4. Este método não é usado comercialmente; no entanto, a reação pode ocorrer na atmosfera - onde o ácido sulfúrico e o peróxido de hidrogênio são encontrados em pequenas quantidades - contribuindo para a chuva ácida. O peróxido de hidrogênio pode se formar naturalmente através de reações fotoquímicas. O dióxido de enxofre é produzido pela queima de combustíveis fósseis contendo enxofre e naturalmente pela atividade vulcânica. Embora o peróxido de hidrogênio não seja necessário para a formação de chuva ácida a partir do dióxido de enxofre, a reação do peróxido é muito mais rápida.