Qual é a conexão entre ácido sulfúrico e água?
Um método de preparação de ácido sulfúrico é hidratando uma molécula de trióxido de enxofre (SO 3) com uma molécula de água (H 2 O). A reação é assim 3 + h 2 o → h 2 Então 4 . Claramente, o ácido sulfúrico tem uma conexão estreita com a água; Além disso, é completamente solúvel em água. A combinação de ácido sulfúrico concentrado com água é potencialmente perigoso, pois a reação pode ser violenta. Isso ocorre porque as duas substâncias interagem - não através de apenas um ou dois mecanismos - mas através de uma série de mecanismos, cada um adicionando incrementalmente à liberação total de energia.
O ácido sulfúrico puro não é apenas polar; Na verdade, ele pode se ionizar através da transferência de prótons, um processo conhecido como "auto-protólise". Esta reação de ionização é escrita 2 h 2 SO 4 → [H 3 SO 4 ] + [HSO 4 ] -. Este fenômeno facilita a formação de ácido e água sulfúrico para formar hidrogêniotítulos. Ao fazer isso, a energia na forma de calor entra no sistema circundante.
Onde quer que haja hidrogênio, nitrogênio, oxigênio e átomos de fluorina disponíveis para fazê -lo, podem se formar ligações fracas chamadas "ligações de hidrogênio". No caso de ácido sulfúrico, um ou dois íons hidrogênio podem deixar o ácido para se associar a moléculas próximas da água. Tais íons "hidrônios" carregados positivamente (H 3 o +) se formam rapidamente porque os átomos de oxigênio das moléculas de água oferecem ambientes ricos em elétrons aos quais os íons de hidrogênio são desenhados. A geometria de um íon hidrônio é mais simétrica do que uma molécula de água. Isso permite a distribuição de carga uniforme, aumentando a liberação de energia no sistema quando o ácido sulfúrico e a água são combinados.
Mais uma liberação de energia auxiliada pela simetria é a formação do ânion sulfato duplamente carregado (SO 4 -2 ). Os dois elétrons livrespode residir em qualquer um dos quatro átomos de oxigênio. Como as cargas se repelirem e, assim, liberam energia para o sistema se puderem escapar para as regiões externas do íon; É claro que essa ação libera energia como o inverso - reunindo cobranças - requer energia. As altas constantes dielétricas de ácido sulfúrico e água permitem um alto grau de proteção contra carga quando são combinadas. Adicione a essa estabilização adicional habilitada por camadas adicionais de água ao redor da camada mais íntima ligada a hidrogênio.
Pelas razões acima, deve -se ter cuidado ao combinar ácido sulfúrico e água concentrados. O ácido deve ser adicionado gradualmente à água que está sendo agitada, e não o contrário. Isso impede a liberação excessiva de calor, levando a fervura repentina com a ejeção violenta de ácido na pele ou nos olhos. A combinação de ácido sulfúrico e água é aplicada na fabricação de fertilizantes, a produção de aço, a belezaChing de polpa kraft e em baterias automotivas.
