Azido sulfuriko

Azido sulfuriko
Irudi gehiago
Formula kimikoa	H2SO4
SMILES kanonikoa	2D eredua
MolView	3D eredua
Konposizioa	hidrogeno, oxigeno eta sufre
Base konjokatua	hydrogen sulfate ion (en)
Mota	mineral acid (en) , diprotic acid (en) eta sulfur oxoacid (en)
Ezaugarriak
Dentsitatea	1,8302 g/cm³ (20 °C, likido)
Biskositate dinamikoa	21 mPa s (25 °C, 1 atm, likido)
Errefrakzio indiziea	1,397
Azidotasuna (pKa)	1,92 (25 °C) −3
Momentu dipolarra	2,72 D
Fusio-puntua	10,31 °C
Irakite-puntua	337 °C (1 atm)
Fusio-entalpia	2,72 D
Lurrun-presioa	0,001 mmHg (20 °C)
Masa molekularra	97,967379544 Da
Arriskuak
NFPA 704	0 3 2
GHS arriskua	arriskua
Arrisku motak	H290 (en) , H314 (en)
Prekauzio motak	P280 (en) , P301+P330+P331 (en) , P303+P361+P353 (en) , P305+P351+P338 (en) , P308+P311 (en)
Denboran ponderatutako esposizio muga	1 mg/m³ (10 h, Ameriketako Estatu Batuak)
IDLH	15 mg/m³
Eragin dezake	sulfuric acid poisoning (en) eta euri azido
Identifikatzaileak
InChlKey	QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N
CAS zenbakia	7664-93-9
ChemSpider	1086
PubChem	1118, 22066174 eta 5152822
Reaxys	2037554
Gmelin	26836
ChEBI	2122
ChEMBL	CHEMBL572964
NBE zenbakia	1830
RTECS zenbakia	WS5600000
ZVG	1160
DSSTox zenbakia	WS5600000
EC zenbakia	231-639-5
ECHA	100.028.763
CosIng	38408
RxNorm	10231
Human Metabolome Database	HMDB0001448
KNApSAcK	C00007530 eta C00050496
UNII	O40UQP6WCF
NDF-RT	N0000147101
KEGG	D05963 eta C00059

Azido sulfurikoa (izen egokiena IUPACen arabera) antzinatik ezagutzen da bitriolo-olio izenaz, eta sulfuro, oxigeno eta hidrogeno elementuez osatutako azido mineral bat da, H₂SO₄ formula duena. Likido kolorgea, usaingabea eta likatsua da, eta uretan disolbagarria.

Azido sulfuriko purua ez da modu naturalean sortzen, ur-lurrunarekin duen afinitate handia dela eta; higroskopikoa da eta erraz xurgatzen du aireko ur-lurruna. Azido sulfuriko kontzentratua oso korrosiboa da beste material askorekin elkartzen denean, arroketatik metaletaraino propietate deshidratatzaile indartsuak dituen oxidatzailea baita. Fosforo pentoxidoa salbuespen nabarmena da, ez baita azido sulfurikoarekin deshidratatzen; aitzitik, azido sulfurikoa deshidratatzen da sufre trioxidoa sortu arte. Urari azido sulfurikoa gehitu ondoren, bero kantitate handia askatzen da. Beraz, azidoari ura eransteko, normalean saihestu egiten da alderantzizko prozedura, askatutako beroak disoluzioak irakin baitezake. Horregatik, tantaka gehitzen zaio urari azido sulfurikoa. Gorputz-ehuna ukitzean, azido sulfurikoak erredura larriak eta termiko sekundarioak eragin ditzake deshidratazioaren ondorioz. Diluitutako azido sulfurikoa ez da hain arriskutsua, ahalmena galtzen duelako beste erreaktiboak oxidatzeko eta deshidratatzeko. Hala ere, kontu handiz manipulatzen da, duen azidotasunagatik.

Azido sulfurikoa produktu kimiko oso garrantzitsua da; herrialde baten indar industrialaren adierazle ona da azido sulfurikoa ekoizteko gaitasuna. Metodo asko ezagutzen dira hura ekoizteko: kontaktu-prozesua, azido sulfuriko hezearen prozesua eta berun-ganberaren prozesua, besteak beste. Azido sulfurikoa funtsezko substantzia da industria kimikoan ere. Ongarrien fabrikazioan erabiltzen da gehien, baina garrantzitsua da mineralen prozesamenduan, petrolioaren fintzean, hondakin-uren prozesamenduan eta sintesi kimikoan ere. Azken aplikazio ugari ditu, berun azidozko baterietan elektrolito gisa, konposatu deshidratatzaile gisa, eta hainbat garbiketa-produktutan osagai gisa.

Ezaugarri fisikoak

Azido sulfurikoaren mailak

Azido sulfurikozko disoluzioak ia %100eko kontzentrazioan egin daitezkeen arren, gero irakite-puntuan SO₃ galtzeak azidoaren kontzentrazioa %98,3ra eramaten du. %98,3ko maila egonkorragoa da biltegiratzean, eta hori da "azido sulfuriko kontzentratu" gisa deskribatzen denaren ohiko forma. Azido sulfurikoa, beste kontzetrazio batzuekin, hainbat helburuetarako erabiltzen da. Hona hemen ohiko kontzentrazio batzuk:

Masa-frakzioa H2SO4	Dentsitatea (kg/L)	Kontzentrazioa (mol/L)	Izen arrunta
<%29	1,00-1,25	<4,2	Azido sulfuriko diluitua
%29–32	1,25–1,28	4,2–5,0	Bateriaren azidoa (berun-azido baterietan erabiltzen da)
%62–70	1,52–1,60	9,6–11,5	Ongarri azidoa
%78–80	1,70–1,73	13,5–14,0	Dorre-azidoa Glover azidoa
%93,2	1,83	17,4	66° Bé ("66 graduko baumea") azidoa
%98,3	1,84	18,4	Azido sulfuriko kontzentratua

"Ganberako azidoa" eta "dorreko azidoa" izan ziren berun-ganberaren prozesuak sortutako azido sulfurikoaren bi kontzentrazioak; ganberako azidoa berun-ganberan bertan sortutako azidoa (<%70 azido nitrosilsulfurikoarekin kutsatzea saihesteko) eta dorreko azidoa izan zen Glover dorrearen hondotik berreskuratutako azidoa. Orain zaharkituta daude azido sulfurikoaren kontzentrazio komertzial gisa, baina laborategian presta daitezke azido sulfuriko kontzentratutik, behar izanez gero. Zehazki, "10 M" azido sulfurikoa (ganbera-azidoaren baliokide modernoa, balorazio askotan erabiltzen dena) prestatzeko, %98 azido sulfuriko gehitzen zaio, poliki-poliki, ur bolumen kantitate berdin bati, ondo irabiatuz: nahasketaren tenperatura 80°C-ra (176°F) edo gehiagora igo daiteke.

Azido sulfurikoa, H₂SO₄ molekulak edukitzeaz gain, beste espezie kimiko askoren oreka da, beheko taulan ikus daitekeen bezala.

Espezieak	mMol/kg
H2O	0,1
H2S2O7	3,6
H3O+	8,0
H3SO+4	11,3
HS2O+7	4,4
HSO-4	15,0

Azido sulfurikoa likido oliotsu kolorgea da, eta <0,001 mmHg-ko lurrun-presioa du 25°C-an eta 1 mmHg-ko 145,8°C-an, eta berriz, azido sulfurikoak %98an, <1 mmHg-ko lurrun-presioa du 40°C-an.

Egoera solidoan, azido sulfurikoa solido molekular bat da, kristal monoklinikoak eratzen dituena ia trigonal diren sare-parametroekin. Egitura (010) planoarekiko paraleloak diren geruzetan osatuta dago, non molekula bakoitza beste birekin hidrogeno-loturen bidez konektatuta dagoen. H₂SO₄ · n H₂O hidratoak n = 1, 2, 3, 4, 6,5 eta 8 bidez ezagutzen dira, nahiz eta tarteko hidrato gehienak egonkorrak diren desproportzioaren aurrean.

Polaritatea eta eroankortasuna

H₂SO₄ anhidroa oso likido polarra da, eta 100 inguruko konstante dielektrikoa du. Eroankortasun elektriko handia du autoprotolisiaren, hau da, autoprotonazioaren:

2 H₂SO₄ ⇌ H₃SO₄⁺ + HSO₄^-

Autoprotolisirako oreka-konstantea (25°C) hau da:

[H₃SO₄ ]⁺ [HSO₄ ] ^- = 2.7 × 10 ^-4

Urari dagokion oreka-konstantea, Kw, 10⁻¹⁴ da, 1010 (10 mila milioi) faktore baino txikiagoa.

Azidoak biskositatea izan arren, H₃SO₄⁺ eta HSO₄^- ioien eroankortasun eraginkorrak altuak dira, protoi intramolekularren kommutazio-mekanismo baten ondorioz (uretako Grotthuss-en mekanismoaren antzekoa). Azido sulfurikoa elektrizitate-eroale on horrek. Erreakzio askotarako disolbatzaile bikaina ere bada.

Azido sulfurikoaren egitura

Ezaugarri kimikoak

Azidotasuna

Azido sulfurikoaren hidratazio erreakzioarekin disoluzioa oso exotermikoa lortzen da.

Disoziazio-konstante azidoak adierazten duenez, azido sulfurikoa azido indartsua da:

H₂SO₄ → H₃O⁺ + HSO₄⁻

K_a1 = 1000 (pK_a1 = −3)

Ionizazio horren emaitza HSO₄^- da, bisulfato anioia. Bisulfatoa askoz ere azido ahulagoa da:

HSO₄^- + H₂O → H₃O⁺ + SO₄^2–

K_a2 = 0,01 (pK_a2 = 2)

Bigarren disoziazio horren emaitza SO₄^2- da, sulfato anioia.

Azido sulfuriko kontzentratuaren deshidratazio propietateak frogatzen dituen esperimentua. Azido sulfuriko kontzentratua sakarosarekin kontaktuan jartzen denean, sakarosa astiro karbonizatzen da. Erreakzioarekin batera, produktu gaseosoen eboluzioa dator, eta horrek lagundu egiten du bisiguaren gainetik altxatzen den karbono bitsezko pilarea sortzen.

Deshidratazioa

Azido sulfuriko kontzentratuak propietate deshidratatzaile indartsua du, eta ondorioz kendu egiten du, ura (H₂O) beste konposatu kimiko batzuetatik, hala nola etxeko azukretik (sakarosa) eta beste karbohidrato batzuetatik, karbonoa, lurruna eta beroa sortzeko. Etxeko azukrearen (sakarosa) deshidratazioa laborategiko ohiko proba da. Azukrea ilundu egiten da karbonoa sortu ahala, eta karbono beltz eta porotsuzko zutabe zurrun bat sor daiteke, karbono-sugea izenekoa, irudian ageri denez.

${\underset {\text{sucrose}}{{\ce {C12H22O11}}}}\longrightarrow {\underset {{\text{black}} \atop {\text{graphitic foam}}}{{\ce {12 C}}}}+{\ce {11 H2O_{(g,l)}}}$

Azido sulfuriko kontzentratuaren tantek berehala deskonposatzen dute kotoizko eskuoihal zati bat deshidratazioaren bidez.

Era berean, almidoia azido sulfuriko kontzentratuan nahasteak oinarrizko karbonoa eta ura ematen ditu. Horren eragina ikus daiteke azido sulfuriko kontzentratua zelulosaz osatutako paperean isurtzen denean; zelulosak erreakzionatu egiten du eta erre-itxura hartzen du, karbonoak suak sortutako kedarraren itxura ematen baitu.

${\underset {\text{polysaccharide}}{{\ce {[C6H10O5]}}_{n}}}\longrightarrow 6n\ {\ce {C}}+5n\ {\ce {H2O}}$

Kobre sulfatoarekin (II) erreakzionatzeak azido sulfurikoaren deshidratazio-propietatea ere erakuts dezake. Kristal urdinak hauts zuri bihurtzen dira ura kendu ahala:

${\underset {{\text{copper(II) sulfate}} \atop {\text{pentahydrate}}}{{\ce {CuSO4*5H2O}}}}\longrightarrow {\underset {{\text{anhydrous}} \atop {\text{copper(II) sulfate}}}{{\ce {CuSO4}}}}+{\ce {5 H2O}}$

Erreakzioak gatzekin

Azido sulfurikoak konposatu basiko gehienekin erreakzionatzen du dagokion sulfatoa edo bisulfatoa emateko. Azido sulfurikoak sodio kloruroarekin erreakzionatzen du, eta gas hidrogeno kloruroa eta sodio bisulfatoa ematen ditu:

NaCl + H₂SO₄ → NaHSO₄ + HCl

Aluminio sulfatoa, aluminiozko papera deritzona, bauxita azido sulfurikoarekin tratatuz sortzen da:

2 AlO(OH) + 3 H₂SO₄ → Al₂(SO₄)₃ + 4 H₂O

Azido sulfurikoa konposatuan oinarritutako gatzetako azido ahulagoak antolatzeko erabili daiteke. Sodio azetatoarekin erreakzionatzean, adibidez, azido azetikoa (CH₃COOH) lekualdatzen du eta sodio bisulfatoa eratzen du:

H₂SO₄ + CH₃CO₂Na → NaHSO₄ + CH₃COOH

Era berean, potasio nitratoa azido sulfurikoarekin tratatzeak azido nitrikoa sortzen du.

Azido nitrikoarekin konbinatzen denean, azido sulfurikoak agente deshidratatzaile eta azidotasun eragile gisa jarduten du, eta NO₂⁺ nitronio ioia sortzen du. Hori garrantzitsua da ordezkapen aromatiko elektrofilikoa eragiten duten nitrazio-erreakzioetan. Erreakzio honetan protonazio prozesua, oxigeno atomo batean gertatzen da, eta oso garrantzitsua da erreakzio kimiko organiko askotan, hala nola Fischerren esterifikazioan eta alkoholen deshidratazioan.

Superazidoekin erreakzionatzen uzten zaionean, azido sulfurikoak konposatu basiko gisa joka dezake eta protonatu egin daiteke, [H₃SO₄]⁺ ioia sortzeko.[H₃SO₄]⁺ gatzak prestatu dira (adibidez, trihidroxiyoxosulfonio hexafluoroantimonatoa(V) [H₃SO₄]⁺[SbF₆]⁻), HF likidoan erreakzio hau erabiliz:

[D3SO4]⁺ ioiaren [D3SO4]⁺ [SbF6]^- egoera solidoa, DF erabiliz sintetizatua HFren ordez.

[(CH3)3SiO]2SO2 + 3 HF + SbF5 → [H3SO4]⁺[SbF6]⁻ + 2 (CH3)3SiF

Aurreko erreakzioa termodinamikoki faboratua da alboko produktuan SI-F loturaren lotura-entalpia handia delako. Hala ere, azido fluoroantimonikoa soilik erabiliz egindako protonazioak porrot egin du, azido sulfuriko purua autoionizatu egiten baita [H₃O]⁺ ioiak emateko:

2 H₂SO₄ ⇌ H₃O⁺ + HS₂O₇^-

HF/SbF₅ sistemaren bidez H₂SO₄-tik [H₃SO₄]⁺-erako bihurketa eragozten duena.

Metalekiko erreakzioak

Azido sulfuriko disoluzioak berak ere erreakzionatu egiten du metal askorekin desplazamendu bakarreko erreakzio baten bidez, beste azido tipiko batzuek bezala, eta hidrogeno-gasa eta gatzak sortzen ditu (metal sulfatoa). Metal erreaktiboei erasotzen die (metalak erreaktibotasun-seriean kobrea baino posizio altuagoetan), hala nola, burdinari, aluminioari, zinkari, manganesoari, magnesioari eta nikelari.

Fe + H₂SO₄ → H₂ + FeSO₄

Azido sulfuriko kontzentratuak agente oxidatzaile gisa balio dezake; eta sufre dioxidoa askatuko du orduan.

Cu + 2 H₂SO₄ → SO₂ + 2 H₂O + SO₄²⁻ + Cu²⁺

Beruna eta tungstenoa, ordea, erresistenteak dira azido sulfurikoaren aurrean.

Fabrikazioa

Azido sulfurikoa sufretik, oxigenotik eta uretik abiatuta ekoizten da modu industrialean. Prozesu garratzitsuenak kontaktu-metodoa, berun-ganberaren prozesua eta azido sulfuriko hezearen prozesua dira.

Kontaktu-metodoa

1831n, Peregrine Phillips ozpin-merkatari britainiarrak kontaktu-prozesua patentatu zuen. Prozesu hori askoz merkeagoa zen sufre trihidroxidoa eta azido sulfuriko kontzentratua ekoizteko. Gaur egun, munduko ia azido sulfuriko guztia metodo hau erabiliz ekoizten da.

Lehenengo, sufrea erretzen da sufre dioxidoa sortzeko.

S (s) + O₂ → SO₂

Sufre dioxidoa oxidatzen da sufre trioxidoa lortzeko, banadio (V) oxido katalizatzailea erabilita. Erreakzioa itzulgarria da eta sufre trioxidoaren formazioa exotermikoa da.

2 SO₂ + O₂ ⇌ 2 SO₃

Sufre trioxidoa absorbatu egiten da %97-%98 kontzentatutako azido sulfurikoan oleum-a sortzeko. Ondoren oleum-a uretan disolbatzen da azido sulfuriko kontzetratuta lortzeko.

H₂SO₄ + SO₃ → H₂S₂O₇

H₂S₂O₇ + H₂O → 2 H₂SO₄

Azido hezearen metodoa

Hasteko, sufrea edo azido sulfhidrikoa erretzen dira sufre dioxidoa lortzeko.

S + O₂ → SO₂ (−297 kJ/mol)

2 H₂S + 3 O₂ → 2 H₂O + 2 SO₂ (−1036 kJ/mol)

Sufre dioxidoa oxidatzen da sufre trioxidoa lortzeko, banadio(V) oxido katalizatzailea erabilita. Erreakzioa itzulgarria da eta sufre trioxidoaren formazioa exotermikoa da.

2 SO₂ + O₂ ⇌ 2 SO₃ (−198 kJ/mol)

Azido sulfurikoa zuzenean hidratatzen da azido sulfurikoa (H₂SO₄) lortzeko.

SO₃ + H₂O → H₂SO₄ (g) (−101 kJ/mol)

Erreakzioa oso exotermikoa da; beraz, lortutako azido sulfurikoko aerosol beroa kondentsatu eta banandu behar da:

H₂SO₄ (g) → H₂SO₄ (l) (−69 kJ/mol)

Azken produktua %97-98 kontzentatutako azido sulfuriko likidoa da.

Berun-ganbera prozesua

1746an, Birminghamen, John Roebuck-ek metodo hau egokitu zuen berunarekin lerrokatutako ganberetan azido sulfurikoa ekoizteko. Ganbera horiek sendoagoak ziren, merkeagoak, eta lehen erabilitako beirazko ontziak baino handiagoak egin zitezkeen. Prozesu horri esker, modu eraginkorrean industrializatu zen azido sulfurikoaren ekoizpena. Hainbat doikuntza egin ondoren, berun-ganberaren prozesu edo ganbera-prozesu izeneko metodo horrek azido sulfurikoa ekoizteko estandarra mantendu zuen ia bi mendez.

Prozesu honetan sufre dioxido gas beroa Glover dorrearen azpialdetik sartzen da. Barruan azido sulfurikoan disolbatutako nitrogeno monoxido eta dioxido (NO eta NO₂) disoluzioarekin garbitzen da, eta nitrogeno monoxido eta dioxido gasekin nahastu. Sufre dioxioaren zati bat oxidatzen da sufre trioxidoa sortzeko. Sufre trioxidoa uretan disolbatzen da %78 kontzentratutako azido sulfurikoa osatzeko. Disoluzio horri, prozesuaren barruan, Glover azidoa deritzo.

SO₂ + NO₂ → NO + SO₃

SO₃ + H₂O →  H₂SO₄

Glover dorretik gas nahastea (sufre oxidoak, nitrogeno oxidoak, nitrogeno, oxigenoa eta baporea) garraiatzen da berun-ganberara, uraz tratatzen da bertan. Ganbera zabala da eta kutxa edo kono-enbor forma dauka. Bere barruan, azido sulfurikoa sortzen da erreakzio-serie konplexu baten ondoren; kondentsatu egiten da paretetan eta pilatu egiten da ganbararen zoruan. Seriean hiru edo sei ganbera egon daitezke, eta gasak ganbera bakoitzetik igarotzen dira segidan. Ganberatan sortutako azido sulfurikoa, ganbera-azidoa edo ongarri-azido deituak, %62-68 kontzentratuta dago.

NO + NO₂ + H₂O → 2 HNO₂

2 HNO₂ + H₂SO₃ → H₂SO₄ + H₂O + 2 NO

Ganberatan ateratzean, gasak Gay-Lussac dorre izeneko erraktoretik pasatzen. Non garbitzen dira azido sulfuriko kontzetratuarekin garbitzen dira bertan (Glover dorretik aterata). Erreakzionatu gabeko nitrogeno oxidoak eta sufre dioxidoa disolbatzen dira eta berrerabiltzen dira Glover dorrean. Soberan geratzen diren gasak normalean atmosferara askatzen dira.

Beste prozesuak

Laborategian sufre dioxido gas-korrontea pasa egiten da hidrogeno peroxido disoluzio batean. Kontzentrazioa handitzeko, ura lurrundu egiten da.

SO₂ (aq) + H₂O₂ (g)→ H₂SO₄ (aq)

Sufre dioxidoa disolbatzean gatz metalikoko disoluzio batean, adibidez kobre (II) edo burdin (III) azido sulfurikoa lortzen da.

2 FeCl₃ + 2 H₂O + SO₂ → 2 FeCl₂ + H₂SO₄ + 2 HCl

2 CuCl₂ + 2 H₂O + SO₂ → 2 CuCl + H₂SO₄ + 2 HCl

Potasio nitratoa deskonposatzean, sufrea oxidatzen du eta sufre trioxidoa sortzen du, eta hark, urarekin erreakzionatzean, azido sulfurikoa sortzen du.

Azido sulfurikoaren ekoizpena 2000. urtean

Erabilerak

Azido sulfurikoa produktu kimiko oso garrantzitsua da, eta, hain zuzen ere, indar industrialare adierazle ona da nazio baten azido sulfurikoaren ekoizpena. 2004an, munduko ekoizpena 180 milioi tona ingurukoa izan zen, eta banaketa geografiko hau izan zuen: Asia %35, Ipar Amerika (Mexiko barne) %24, Afrika %11, Mendebaldeko Europa %10, Ekialdeko Europa eta Errusia %10, Australia eta Ozeania %7, Hego Amerika %7.

Kantitate horren zatirik handiena (+%60) ongarrietarako kontsumitzen da, bereziki superfosfatoetarako, amonio fosfatorako eta amonio sulfatoetarako. Industria kimikoan %20 inguru erabiltzen da detergenteak, erretxina sintetikoak, koloratzaileak, farmazia-produktuak, petrolio-katalizatzaileak, intsektizidak eta izotz-kontrakoak ekoizteko, bai eta hainbat prozesutan ere, hala nola olio-putzuak azidotzea, aluminioa murriztea, paperaren hornikuntza eta uraren tratamendua. Erabilpenen %6 inguru pigmentuekin lotuta daude, eta barne hartzen dituzte pinturak, esmalteak, imprimatzeko tintak, oihal estaliak eta papera. Gainerakoa aplikazio ugaritan sakabanatzen da, hala nola lehergaien, zelofanaren, azetatoaren eta ehun likatsuen, lubrifikatzaileen, metal ez-ferrosoen eta baterien ekoizpenean.

Produktu kimikoen ekoizpen industriala

Azido sulfurikoaren erabilera nagusia azido fosforikoa ekoizteko "metodo hezean" dago, ongarri fosfatatuak fabrikatzeko erabiltzen den metodoan, alegia. Metodo honetan arroka fosfatatua erabiltzen da eta urtero 100 milioi tona baino gehiago prozesatzen dira. Lehengai hori fluorapatita (Ca₅(PO₄)₃F) gisa azaltzen da jarraian, nahiz eta osaera zehatza alda daitekeen. %93ko azido sulfurikoa erabiltzen da kaltzio sulfatoa, hidrogeno fluoruroa (HF) eta azido fosforikoa sortzeko. HF azido fluorhidriko gisa ezabatzen da. Prozesu orokorra honela irudika daiteke:

Ca₅ (PO₄)₃ F + 5 H₂ SO₄ + 10 H₂O → 5 CaSO₄  2 H₂O + HF + 3 H₃PO₄

Amonio sulfatoa, nitrogeno ongarri garrantzitsua, burdina eta altzairua fabrikatzeko plantek ematen dituzten koke-planten azpiproduktu gisa ekoizten da maizago. Ikatzaren deskonposizio termikoan sortzen den amoniakoak azido sulfurikoaren hondarrekin erreakzionatzen duenean, amoniakoa gatz gisa kristaliza daiteke (askotan marroia, burdinarekin kutsatuta dagoelako) eta industria agrokimikoan sal daiteke. Azido sulfurikoa ere garrantzitsua da koloratzaileen disoluzioen fabrikazioan.

Ongarrien ekoizpena

Sulfato-formako sufrea nutrizio-iturri garrantzitsua da landareentzat. Azido sulfurikoaren ekoizpen osoaren %60 inguru ongarrien manufakturan erabiltzen da. Azido fosforikoa ekoizteko erabiltzen da gehiena, eta ongarriak egiteko ere erabiltzen da. Adibidez, kare-superfosfatoak, landareak fosfatoak xurgatzea errazten duen ongarria. Kantitate txikiagoak erabiltzen dira amonio nitrosulfatoa sortzeko, azido nitrikoaren eta sulfurikoaren amoniako erreakziotik kimikoki lortutako ongarri nitrogenatu sinplea.

Garbitzaile industriala

Azido sulfurikoa siderurgian eta beste industria metalurgiko batzuetan erabiltzen da desugerketa-agente gisa,oxidoa eta inkrustazioa ezabatzeko. Azido agortua askotan azido erregeneraziorako instalazio bat erabiliz birziklatzen da. Planta hauek azido agortua erretzen dute gas naturalarekin, findegiko gasarekin, fuel-olioarekin edo beste erregai iturri batzuekin. Errekuntza-prozesu horrek sufre dioxido gaseosoa (SO₂) eta sufre trioxidoa (SO₃) sortzen ditu, eta horiek azido sulfuriko "berria" fabrikatzeko erabiltzen dira.

Hidrogeno peroxidoa (H₂O₂) azido sulfurikoari gehitu dakioke piranha soluzioa ekoizteko. Garbiketa-soluzio indartsua da, baina oso toxikoa, eta substratuaren gainazalak garbi daitezke. Piranharen soluzioa mikroelektronikaren industrian erabiltzen da normalean, baita beirazko objektuak garbitzeko laborategiko inguruneetan ere.

Katalizatzailea

Azido sulfurikoa industria kimikoko beste helburu batzuetarako erabiltzen da. Adibidez, ziklohexanona oxima kaprolaktamara bihurtzeko ohiko katalizatzaile azidoa da, eta nylona egiteko erabiltzen da. Gatzetik azido klorhidrikoa fabrikatzeko erabiltzen da, Mannheim-en prozesuaren bidez. Azido sulfurikoa asko erabiltzen da petrolioa fintzeko; adibidez, isobutanoa isobutilenoarekin erreakzionatzeko katalizatzaile gisa isooktanoa emateko, gasolinaren oktano-indizea (gasolina) handitzen duen konposatu bat. Azido sulfurikoa agente deshidratatzaile edo oxidatzaile gisa ere erabiltzen da erreakzio industrialetan, hala nola zenbait azukreren deshidratazioan, karbono solidoa sortzeko.

Etxeko erabilerak

Azido sulfurikoa kontzentrazio altuetan, osagai nagusia da koipea, ilea, ehun papera eta abar kentzeko erabiltzen diren etxeko drainatze azidoko garbitzaileetan. Bertsio alkalinoen antzera, drainatze-ontziek koipeak eta proteinak disolba ditzakete hidrolisiaren bidez. Gainera, azido sulfuriko kontzentratuak propietate deshidratatzaile handia duenez, ehunaren papera ezaba dezake deshidratazio-prozesuaren bidez. Azidoak urarekin erreakzio indartsua izan dezakeenez, drainatze-ontzi azido horiek poliki-poliki gehitu behar zaizkio garbitu beharreko hodiari.

Historia

Bitrioloak

Antzina hasi zen bitrioloen ikerketa (mineral beirakarak osatzen dituzten zenbait metalen sulfato hidratatuak, zeinetatik azido sulfurikoa deribatu daitekeen. Sumertarrek bazuten bitriolo moten zerrenda bat, eta substantzien kolorearen arabera sailkatzen zituzten. Bitrioloaren jatorriari eta ezaugarriei buruzko lehen eztabaidetako batzuk Dioskorides greziar medikuaren (lehen mendean) eta Plinio Zaharra erromatar naturalistaren (23. urtetik 79.ra) lanetan daude. Galenok ere bitrioloaren erabilera medikoa azaldu zuen. Substantzia bitriolikoen erabilera metalurgikoak Panópolis-eko Zosimo-ren obra alkimiko helenistikoetan, Phisica et Mystica tratatuan eta Leyden X papiroan bildu ziren.

Vincent of Beauvais, Albertus Magnus eta pseudo Geber

Azido sulfurikoari "bitriolo-olioa" deitu zioten Erdi Aroko alkimista europarrek, burdin (II) sulfato txigortuaz edo bitriolo berdeaz prestatu zutelako burdinazko erreplika batean. Jatorri europarra duten lanen lehen aipamenak k.o. XIII. mendean agertu ziren, hala nola Vincent of Beauvais-en lanetan, Albertus Magnus-i atxikitako Compositis-en eta pseudo Geber-en laneko Summa perfectionis lanean.

Azido sulfurikoaren ekoizpena sufretik

Kanpai bidez sufrea ekoizteko metodo bat da, zein XVI. mendean garatua: sufrea kristalezko kanpai baten azpian erretzen zen, klima hezean (edo, geroago, kanpai busti baten azpian). Hala ere, ez zen oso eraginkorra (Gesner-en arabera, 5 libra sufre (2,3 kg) ontza bat baino gutxiago (0,03 kg) dira azido bihurtuta), eta lortzen zen produktua azido sulfurosoaz (edo, hobeto esanda, sufre dioxido disoluzioaz) kutsatuta zegoen; beraz, alkimista gehienek (Isaac Newton barne) ez zuten "bitriolo-olioa" baliokidetzat jotzen.

XVII. mendean, Johann Glauber-ek aurkitu zuen kresala (potasio nitratoa, KNO₃) gehitzeak nabarmen hobetzen zuela emaitza, hezetasuna lurrunarekin ordezkatu zuen gainera. Kresala deskonposatu ahala, sufrea SO₃-ra oxidatzen du, eta urarekin konbinatzen da azido sulfurikoa sortzeko. 1736an, Joshua Ward Londresko botikariak metodo hau erabili zuen azido sulfurikoaren eskala handiko lehen produkzioa hasteko.

Pirita destilazioa

John Roebuck-en prozesuak sortutako azido sulfurikoak %65eko kontzentrazioa lortu zuen. Geroago, Joseph Louis Gay-Lussac kimikari frantziarrak eta John Glover kimikari britainiarrak kontzentrazioa %78ra hobetu zuten. Hala ere, koloratzaile batzuk eta beste prozesu kimiko batzuk fabrikatzeko, produktu kontzentratuagoa behar da. XVIII. mendean, hori destilazio lehorreko mineralekin bakarrik egin zitekeen, jatorrizko prozesu alkimikoen antzeko teknika baten bidez. Pirita (burdin disulfuroa, FeS₂) airean berotu zen burdin (II) sulfatoa, (FeSO₄), sortzeko, eta oxidatu egin zen airean, berotze handiago baten bidez burdin (III) sulfatoa, Fe₂(SO₄)₃, sortzeko, zeinak, 480°C-an berotzean, edozein ur-oxidotan deskonposatu ahal izango bailirateke. Hala ere, prozesu horren kostuak eragotzi egin zuen azido sulfuriko kontzentratua eskala handian erabiltzea.

Segurtasuna

Azido sulfurikoaren % 98ko tantak ehunen paper zati bat berehala hartzen du. Deshidratazio erreakzioak papera beltzez zikintzen duenean, karbonoa geratzen da.

Laborategiko arriskuak

Nitrilozko eskularrua % 98ko azido sulfurikoaren tanten eraginpean 10 minutuz.

Azido sulfurikoak erredura oso larriak eragin ditzake, bereziki kontzentrazio handietan dagoenean. Beste azido korrosibo eta alkali batzuek bezala, erraz deskonposatzen ditu proteinak eta lipidoak, amida eta esterraren hidrolisiaren bidez, ehun bizidunekin kontaktuan jartzean, hala nola azala eta haragia. Gainera, karbohidratoen gain propietate deshidratatzaile handia erakusten du, bero gehigarria askatzen baitu eta erredura termiko sekundarioak eragin. Horregatik, begietan zipriztinduz gero, itsutasun iraunkorra eragin dezake, korneari azkar erasotzen baitio. Irensten bada, kalte egiten die barne-organoei, atzera-bueltarik gabe, eta heriotza ere eragin dezake. Beraz, babes-ekipoa beti erabili behar da hura erabiltzean. Gainera, duen ahalmen oxidatzaile handiaren ondorioz, oso korrosiboa da metal askorentzat eta bere suntsipena beste material batzuetara hedatu ditzake kalteak. Arrazoi horiengatik, azido sulfurikoak eragindako kaltea beste azido indartsu konparagarri batzuek (azido klorhidrikoak eta azido nitrikoak, adibidez) eragin dezakeen baino larriagoa izan daiteke.

Azido sulfurikoa kontu handiz gorde behar da, material ez-erreaktiboz (beira, adibidez) egindako ontzietan. 1,5 M edo gehiagoko disoluzioei "korrosibo" esaten zaie; 0,5 M baino handiagoak baina 1,5 M baino txikiagoak direnei, berriz, "narritagarria". Hala ere, laborategiko gradu normal "diluituak" ere (gutxi gorabehera 1 m, %10) papera ikaztuko du denbora nahikoan kontaktuan utziz gero.

Korrosiboa

Larruazalean azidoa isuriz gero, lehen sorospenen tratamendu estandarra, beste agente korrosibo batzuetarako bezala, ur-kantitate handiekin irrigatzea da. Garbiketa gutxienez hamar-hamabost minutuz egiten da, erredura azidoa inguratzen duen ehuna hozteko eta bigarren mailako kalteak saihesteko. Kutsatutako arropa berehala kentzen da, eta azpiko azala sakon garbitzen da.

Diluzio arriskuak

Azido diluitua prestatzea arriskutsua izan daiteke, diluzio-prozesuan askatzen den beroagatik. Isuriak saihesteko, azido kontzentratua urari gehitu ohi zaio, eta ez alderantziz. Bada esan bat aholku hauxe biltzen duena: Behar den bezala egizu, azidoa urari gehitu (ez alderantziz). Urak azidoak baino bero-ahalmen handiagoa du, eta, beraz, baso bat ur hotzak beroa xurgatuko du azidoa gehitu ahala.

Ezaugarri fisikoak	H2SO4	Ura	Unitateak
Dentsitatea	1,84	1,0	kg/L
Bero-ahalmen bolumetrikoa	2,54	4,18	kJ/L
Irakite-puntua	337	100	°C

Gainera, azidoa ura baino dentsoagoa denez, hondoratu egiten da. Azidoaren eta uraren arteko interfasean sortzen da beroa, alegia, ontziaren hondoan. dago. Azidoak ez du irakiten, irakite-puntu altuagoa duelako. Interfasetik gertu dagoen ur beroa igo egiten da konbekzioaren ondorioz, eta horrek interfasea hozten du eta azidoak nahiz urak ura irakitea galarazten du.

Aitzitik, azido sulfuriko kontzentratuari ura gehitzean, ur-geruza mehe bat sortzen da azidoaren gainean. Ur-geruza fin horretan sortutako beroaren ondorioz, irakin egin dezake, eta, ondorioz, azido sulfurikoko aerosol dispertsio bat edo, are okerrago, leherketa bat.

Arriskutsua da kontzentrazioan 6 M-tik (%35) gorako disoluzioak prestatzea, baldin eta azidoa behar bezain astiro gehitzen ez bazaio nahasketari, hozteko denbora nahikoa izan dezan. Bestela, sortutako beroa nahiko izan daiteke nahasketak irakin dezan. Ezinbestekoak dira agitazio mekaniko eraginkorra eta kanpo-hoztea (izotz-bainu bat, adibidez).

Erreakzio-abiadurak bikoiztu egiten dira, gutxi gorabehera tenperatura 10 gradu Celsius igotzen den bakoitzean. Beraz, erreakzioa bortitzagoa izango da diluzioak aurrera egin ahala, nahasteari hozteko denbora eman ezean. Ur epelari azidoa gehitzeak erreakzio bortitza eragingo du.

Laborategian, azido sulfurikoa diluitu egin daiteke, ur desionizatuz egindako izotz birrinduan azido kontzentratua isurita. Izotza prosezu endotermiko baten bidez urtzen da, azidoa disolbatzen den bitartean. Prozesu horretan izotza urtzeko behar den bero kantitatea azidoa disolbatzean lortzen den bero kantitatea baino handiagoa da; beraz, disoluzioa hotz mantentzen da. Izotz guztia urtu ondoren, urarekin diluzio handiagoa egin daiteke.

Arrisku industrialak

Azido horren laneko arrisku nagusiak hauek dira: larruazalarekin kontaktuan jartzean eragiten dituen erredurak eta aerosolak arnastea. Kontzentrazio handiko aerosolekiko esposizioak berehalako narritadura larria eragiten die begiei, arnas traktuari eta muki-mintzei. Esposizioaren ondoren berehala eteten da hori, baina biriketako edema izateko arriskua egongo da, kalte tisularra larria izan bada. Kontzentrazio txikiagoetan, azido sulfurikozko aerosolen eraginpean kronikoki egotearen sintomarik ohikoena hortzen higadura da, eta ia ikerketa guztietan aurkitu izan da: arnas traktuan kalte kronikoa gertatu izanaren seinaleak, ordea, ez dira erabakigarriak 1997ra arte bildutakoagatik behintzat. Azido sulfurikoaren lainoen eraginpean behin eta berriz egoteak biriketako minbizia izateko aukera % 64an handitu dezake. Estatu Batuetan, azido sulfurikoaren esposizio-muga onargarria (PEL) 1 mg/m³-koa da (mugak antzekoak dira beste herrialde batzuetan).Zenbait txostenen arabera, azido sulfurikoa irensteak B12 bitaminaren gabezia eragin izan du, endekapen konbinatu subakutuarekin. Bizkarrezur-muina da kasu horietan kaltetuena, baina nerbio optikoek desmielinizazioa, axoien galera eta gliosia erakuts ditzakete. Azkenik, azido sulfurikoa ez da sukoia.