El ácido sulfúrico es uno de los ácidos más trascendentes y demandados en el mundo de hoy. Tiene, como toda sustancia, propiedades físicas y químicas particulares. Sin embargo, entre todas, tiene una que es extraña al mundo de la química. Siendo tan importante y producido en tal cantidad, es considerado un indicador del nivel de desarrollo industrial de las naciones. A mayor volumen de producción, mayor será la potencia industrial de un país (1).
Como es bien sabido de todos, el ácido sulfúrico es un compuesto químico que posee un gran poder de corrosión. Es el producto de la combinación de tres químicos básicos: hidrógeno, azufre y oxigeno; su fórmula química es H2SO4. Compuesto de contextura oleaginosa, es incoloro en la mayoría de los casos aunque algunas impurezas pueden darle una coloración amarillenta (2).
Propiedades del Ácido Sulfúrico » Físicas y Químicas. Foto de Geralt. Pixabay
A temperatura elevada desprende un olor acre, irrespirable. Interviene en una enorme variedad de actividades que van desde la producción de otras sustancias químicas, hasta alimentos y fertilizantes. Por otro lado, tiene una participación constante en las industrias de la química petrolera, maderera, farmacéutica, papelera y un muy largo etc.
El ácido sulfúrico o H₂SO₄
El ácido sulfúrico es una sustancia química compuesta por la mezcla de hidrógeno, azufre y oxígeno. Tiene la particularidad de que es el compuesto químico más producido en el mundo y ha sido de gran importancia comercial durante muchos años. Es un líquido oleaginoso, por lo general incoloro, aunque a veces posee un tono amarillento provocado por algunas impurezas (2).
También, es completamente soluble en agua y cuando se mezcla con esta, reacciona liberando calor. Es por otro lado, un líquido espeso y muy corrosivo en relación con metales y tejidos. El ácido sulfúrico, en sus diversos grados de concentración, tiene el potencial de destruir la piel y la carne. Asimismo, puede causar ceguera si llega caerte en los ojos (3).
Propiedades del ácido sulfúrico
El sulfúrico es un ácido clasificado como un ácido fuerte. Esto quiere decir que, en dilución líquida se disgrega fácilmente en iones hidrógeno (H+) e iones sulfato (SO42-). Este ácido es uno entre seis, clasificados de esta manera. Los restantes son: el HCl (clorhídrico), el HBr (bromhídrico), el HI (yodhídrico), el HClO4 (perclórico) y el HNO3 (nítrico) (4). El ácido sulfúrico concentrado es básicamente agua en un 98%, esta viene a ser su forma más estable.
Sus disoluciones líquidas manifiestan las características particulares de todos los ácidos. Poseen sabor amargo, alta conductividad eléctrica y capacidad para neutralizar óxidos solubles en agua. Asimismo, corroen metales y en la reacción, liberan gas hidrógeno. El ácido sulfúrico es una importante sustancia desecante, es decir, extrae el agua de otras sustancias. Por esta propiedad tiene gran utilidad en las industrias de la madera, el algodón, el azúcar y el papel (5).
Por esta misma propiedad se emplea en la fabricación del éter, explosivos como la nitroglicerina y tintes artificiales. Su densidad dependiendo de su porcentaje de masa varía de 1,07 hasta 1, 84 kgr/L. Por su lado, la concentración varía, de acuerdo a los mismos porcentajes de masa, de ≈1 mol/L hasta ≈18 mol/L
¿Qué se entiende por propiedades físico-químicas de las sustancias?
Todas las sustancias se pueden individualizar tanto por su composición como por sus propiedades. Los dos tipos de propiedades fundamentales, son las propiedades físicas y las propiedades químicas. Las propiedades físicas representan la conservación de la composición de una sustancia aunque se produzca una aparente modificación de las mismas(6).
Nombremos algunas de propiedades físicas de las sustancias: la textura, la elasticidad, la maleabilidad, la dureza, la conductividad. Y en relación con el ejemplo que presentaremos a continuación, debemos agregar la temperatura y precisamos: el punto de fusión y el punto de ebullición.
Señalemos el ejemplo de la conversión del hielo en agua.
Es posible registrar el punto de fusión del hielo midiendo la temperatura a la cual se transforma en agua. Aparentemente agua y hielo son diferentes pero, en su composición no lo son. Esto significa que el cambio solo es físico; esto se puede demostrar cuando el hielo inicial puede ser recuperado mediante la re-congelación del agua(7).
Por su lado, las propiedades químicas implican una modificación en la composición original de una sustancia; esto significa que una sustancia, después de ser transformada, no puede ser recuperada a su estado original. Algunas de las más relevantes propiedades químicas son la oxidación, la combustión y la reducción.
Un ejemplo de cambio químico lo encontramos en la “producción” de agua. El agua es producto de la reacción que ocurre cuando el hidrógeno se quema en presencia de oxigeno. En un caso como este, se observa una modificación química provocada por la combustión; la demostración de este cambio se efectúa por la imposibilidad de recobrar ninguna de las sustancias en su estado original(8).
Propiedades físicas del ácido sulfúrico
El H2SO4 es un líquido viscoso incoloro o levemente amarillo con un olor penetrante y cáustico. Posee una densidad de 1,84 g/mL, un punto de fusión de 10° C. y un punto de ebullición de 337° C. El ácido sulfúrico en alto grado de concentración es agua en un 98%, y esta, es su forma más estable(3). A temperatura ambiente es un líquido corrosivo, es más pesado que el agua.
Igualmente, es un compuesto espeso, oleaginoso, inodoro y translucido, eventualmente, algunas impurezas le dan una coloración pardusca(4). Es un ácido soluble en agua, sin embargo, cuando se le añade agua puede se produce una reacción exotérmica violenta. El ácido concentrado es altamente corrosivo en contacto con metales y tejidos(5).
Propiedades químicas
El ácido sulfúrico es un ácido de tipo diprótico muy agresivo. Por su carácter higroscópico, tiene la capacidad de absorber fácilmente la humedad tanto del aire como de otros materiales. Al mismo tiempo, es un poderoso agente oxidante y puede reaccionar frente a muchos metales a altas temperaturas. Puede disolver metales poco reactivos como el cobre, el mercurio y el plomo. De su reacción con ellos, produce la sal orgánica dióxido de azufre y agua(9).
Referencias
- Haynes, W. M. (2016). CRC Handbook of Chemistry and Physics (97th ed.). CRC Press.
- Atkins, P., & de Paula, J. (2014). Physical Chemistry: Thermodynamics, Structure, and Change. Oxford University Press.
- Greenwood, N. N., & Earnshaw, A. (2012). Chemistry of the Elements (2nd ed.). Butterworth-Heinemann.
- Housecroft, C. E., & Sharpe, A. G. (2012). Inorganic Chemistry (4th ed.). Pearson.
- Lide, D. R. (2010). CRC Handbook of Chemistry and Physics (91st ed.). CRC Press.
- Chang, R. (2010). Chemistry (10th ed.). McGraw-Hill.
- Petrucci, R. H., Harwood, W. S., & Herring, F. G. (2002). General Chemistry: Principles and Modern Applications (8th ed.). Prentice Hall.
- Wiberg, E., Wiberg, N., & Holleman, A. F. (2001). Inorganic Chemistry. Academic Press.
- Moeller, T., Bailar, J. C., Kleinberg, J., Guss, C. O., Castellion, M. E., & Metz, C. (1989). Chemistry with Inorganic Qualitative Analysis (3rd ed.). Harcourt Brace Jovanovich.
