Ácido disulfúrico: especificaciones, propiedades y funcionalidades

La Química es una de las ciencias mucho más importantes de todo el mundo por el hecho de que, esencialmente, todo lo que nos circunda es química. Desde las reacciones de fusión nuclear que tienen lugar en el corazón de las estrellas hasta el desarrollo a través del que nuestras células consumen energía, pasando por cómo las plantas hacen la fotosíntesis o cómo cocinamos nuestros platos, todo es química.

Y en este contexto, de las millones de sustancias químicas distintas, existen algunas más conocidas y otras menos conocidas. Hoy, en el artículo, nos centraremos en una que quizás no es tan conocida como otras pero que, sin duda, desde el punto de vista químico, es impactante: el ácido disulfúrico.

Con importancia en la industria del petróleo, en la manufactura de explosivos, en la fabricación de plásticos, en la síntesis de fertilizantes, en el tratamiento del acero, en la producción de baterías, en la síntesis de otros ácidos y sulfatos, en la industria de la madera, en las factorías textiles, etc, este ácido disulfúrico está que se encuentra en mucho más ámbitos de los que suponemos.

Y si deseas conocer sus características, propiedades químicas, nomenclatura, usos y funciones, has llegado al lugar conveniente. En en el artículo de hoy exploraremos, de la mano de las más reputadas publicaciones científicas en el mundo de la Química, las peculiaridades mucho más atrayentes del ácido disulfúrico. Vamos allí.

¿Qué es el ácido disulfúrico, óleum o ácido pirosulfúrico?

El ácido disulfúrico, óleum o ácido pirosulfúrico es un oxácido, o sea, un ácido que contiene oxígeno en su composición química. Más en concreto, es un oxácido del azufre cuya fórmula química es H2S2O7, por lo que está compuesto por dos átomos de hidrógeno (H), dos de azufre (S) y siete de oxígeno (O).

El ácido disulfúrico es el componente principal del ácido sulfúrico fumante y tiene una masa molar de 178,13 g/mol y un punto de fusión (paso de sólido a líquido) de 36 °C, con lo que a temperatura ambiente, este ácido pirosulfúrico es sólido.

Se conoce como óleum gracias a su rigidez aceitosa y a su color cristalino, si bien en ocasiones puede ser amarillenta o incluso café obscuro (depende de la concentración de SO3). Se trata de un ácido anhidro, es decir, que no contiene agua y que es bien difícil aislarlo de forma pura.

En este sentido, el ácido disulfúrico es una manera “densa” del ácido sulfúrico que se forma cuando una molécula de H2SO4 reacciona con una de SO3, dando sitio de este modo a este ácido disulfúrico que puede formularse como H2S2O7 o, debido a la reacción de formación, como H2SO4·SO3.

En lo que a su composición molecular tiene relación, en ambos extremos nos encontramos con cada conjunto hidroxilo. Y por efecto inductivo de los átomos de oxígeno, los hidrógenos acrecientan su carga parcial efectiva, algo que enseña que presente una acidez todavía mucho más alta que la del ácido sulfúrico.

Una solución de ácido disulfúrico tiene la posibilidad de tener distintas características dependiendo del porcentaje de ácido sulfúrico que tenga dentro y de su conformación. Aun de este modo, es requisito recalcar que, más allá de que parezca bien interesante a nivel de laboratorio, la verdad es que rara vez se emplea en estos ambientes y sus usos van premeditados a otros marcos que vamos a comentar mucho más adelante.

Características del ácido disulfúrico

El ácido disulfúrico, óleum o ácido pirosulfúrico se obtiene a través de lo que se conoce como “proceso de contacto”, consistente en la adición de conjuntos oxígeno al azufre (SO3) y luego en la disolución en concentrado de ácido sulfúrico (H2SO4). Como observamos, la Química tiene bastante de Matemáticas.

De todas formas, es importante tener en consideración que sus propiedades no están bastante bien descritas gracias a las dificultades que muestra aislarlo de forma pura. Y sucede que en este óleum pueden haber otros compuestos con fórmulas químicas afines pero no precisamente las del ácido disulfúrico.

Sea como sea, en un estado de prácticamente pureza total, hablamos de un sólido cristalino fumante (que es inestable) a temperatura ambiente que se funde a los 36 °C, si bien este punto de cambio de fase depende de la pureza. Del mismo modo, en dependencia de la concentración de SO3, puede ser amarillento e incluso de color café obscuro.

Otra de sus características es la aptitud de conformar sales disulfatos, asimismo conocidas como pirosulfatos. Un caso de muestra de ello es lo que pasa con el hidróxido de potasio (KOH), substancia con la que reacciona este ácido disulfúrico para ofrecer rincón al pirosulfato de potasio (K2S2O7).

Tiene también dos iones H+ que tienen la posibilidad de neutralizarse con una base fuerte y, como hemos comentado anteriormente, una masa molar de 178,13 g/mol. Químicamente, se considera un anhídrido del ácido sulfúrico, ya que, debido a la condensación entre 2 moléculas de ácido, pierde una molécula de agua.

Y más allá de que se conoce como ácido pirosulfúrico gracias a que en su capacitación interviene el calor, la IUPAC (Unión En todo el mundo de Química Pura y Aplicada) recomienda simplemente la nomenclatura de ácido disulfúrico. Sea como sea, su prefijo -ico se debe a que el átomo de azufre tiene una valencia de +6.

Funciones y usos del ácido disulfúrico

En este momento que ya hemos comprendido la naturaleza química del ácido disulfúrico y sus características, nos encontramos mucho más que dispuestos para ver qué apps tiene esta sustancia a nivel práctico. Analicemos, pues, las funciones y usos del ácido disulfúrico.

1. Síntesis de ácido sulfúrico

Uno de sus usos mucho más esenciales es el de la producción de ácido sulfúrico. Sí, puede sonar contraintuitivo, ya que hemos visto que el ácido disulfúrico se obtiene del ácido sulfúrico, pero también puede ser útil para la síntesis de este ácido sulfúrico (H2SO4).

Y es que si adicionamos agua a la disolución, el ácido disulfúrico tiene una reacción formando mucho más ácido sufúrico y aumentando su concentración. Si todavía queda agua, se añade mucho más SO3, que tiene una reacción con el ácido sulfúrico para generar ácido disulfúrico, que puede volver a hidratarse para de esta manera secar el ácido sulfúrico. Este proceso puede repetirse múltiples ocasiones hasta conseguir un ácido sulfúrico apartado y con una concentración del 100%.

2. Almacén de ácido sulfúrico

Un empleo muy interesante es el de que puede servir como almacén más seguro y práctico de ácido sulfúrico. Merced a su propiedad de ser sólido a temperatura ámbito, es buena forma de “guardar” el ácido sulfúrico y de transportarlo de manera segura. Entonces, cuando sea necesario tener el ácido sulfúrico como tal, se realiza el proceso anterior para obtenerlo en una concentración del 100%.

Esto es muy interesante para el transporte del ácido sulfúrico en camiones con tanques, entre distintas industrias y entre refinerías de aceites. Como es natural, debe realizarse de forma extremadamente cuidadosa, ya que un sobrecalentamiento del material puede ocasionar problemas.

Es mucho más seguro por el hecho de que puede transportarse de forma sólida y, además, el ácido disulfúrico es menos cáustico con los metales que el sulfúrico, pues no hay moléculas libres de agua que logren atacar a las superficies. Por todo esto, el ácido disulfúrico es bien interesante para el almacén y transporte de lo que puede transformarse, por la reacción que hemos analizado antes, en ácido sulfúrico.

3. Sulfonación de sustancias químicas

La sulfonación es toda aquella reacción química en la que se introduce un grupo sulfónico (SO2OH) a una substancia química, obteniendo de esta manera un ácido sulfónico. Esto es muy interesante en la industria textil, ya que el ácido disulfúrico se usa para estimular la sulfonación de los compuestos químicos colorantes. La adición del conjunto sulfónico provoca que pierdan un protón ácido y que puedan anclarse a los polímeros de la fibra téxtil y de esta manera prosperar el desarrollo de coloración.

4. Intercesor de reacciones químicas

Alén de esta sulfonación, el ácido disulfúrico puede utilizarse como intercesor de diferentes reacciones químicas. De hecho, su acidez se explota para lograr la segunda nitración (adición de conjuntos NO2) en las substancias químicas con anillos aromáticos, en especial con el nitrobenceno, un líquido aceitoso tóxico. Su primera nitración sucede en presencia de ácido nítrico, pero para la segunda se necesita un reactivo más fuerte como este ácido disulfúrico.

Y su poder cáustico y combativa reactividad puede ser interesante en diferentes reacciones de química orgánica. Del mismo modo, también se usa el ácido disulfúrico para la obtención del trinitrotolueno, un compuesto químico explosivo y parte de varias mezclas explosivas, al promover la oxidación del anillo del dinitrotolueno y la adición de un tercer conjunto nitro.

5. Usos en la industria

Finalmente, acabamos con su empleo industrial. El ácido disulfúrico tiene una suma importancia, gracias a sus características químicas y/o poder corrosivo, como hemos comentado en la introducción, en la industria del petróleo, en la manufactura de explosivos (terminamos de investigar su papel en la obtención de trinitrotolueno), en el régimen químico del acero, en la fabricación de diferentes tipos de plásticos, en la producción de baterías, en la síntesis de otros ácidos (incluido, como es natural, el sulfúrico) y de sulfatos (por la sulfonación), en las fábricas textiles (especialmente en lo que tiene que ver con unión de colorantes a polímeros textiles), en la síntesis de fertilizantes y en la industria de la madera y el papel. Como observamos, sus usos industriales tienen encontronazo en casi todos los campos de nuestra vida.

Deja un comentario