Ácido sulfúrico en la piel

Una de las demostraciones de química más espectaculares es también una de las más sencillas. Se trata de la deshidratación del azúcar (sacarosa) con ácido sulfúrico. Básicamente, todo lo que hay que hacer para llevar a cabo esta demostración es poner azúcar de mesa normal en un vaso de precipitados de cristal y agitar un poco de ácido sulfúrico concentrado (se puede humedecer el azúcar con un pequeño volumen de agua antes de añadir el ácido sulfúrico). El ácido sulfúrico elimina el agua del azúcar en una reacción altamente exotérmica, liberando calor, vapor y vapores de óxido de azufre. Aparte del olor sulfuroso, la reacción huele mucho a caramelo. El azúcar blanco se convierte en un tubo negro carbonizado que se empuja fuera del vaso de precipitados.

Pero espera… el azúcar no contiene agua, ¿verdad? ¿Cómo puede deshidratarse? Si miras la fórmula química del azúcar, verás un montón de átomos de hidrógeno y oxígeno. Combinando dos átomos de hidrógeno con uno de oxígeno se obtiene el agua. Al eliminar el agua, queda el carbono. Aunque el azúcar se deshidrata, el agua no se «pierde» en la reacción. Parte de ella permanece como líquido en el ácido. Como la reacción es exotérmica, gran parte del agua se evapora en forma de vapor.

Experimentos con ácido cítrico

El ácido sulfúrico (ortografía americana y nombre preferido de la IUPAC) o ácido sulfúrico (ortografía de la Commonwealth), conocido en la antigüedad como aceite de vitriolo, es un ácido mineral compuesto por los elementos azufre, oxígeno e hidrógeno, con la fórmula molecular H2SO4. Es un líquido incoloro, inodoro y viscoso que es miscible con el agua[5].

El ácido sulfúrico puro no existe de forma natural en la Tierra debido a su fuerte afinidad con el vapor de agua; por esta razón, es higroscópico y absorbe fácilmente el vapor de agua del aire[5] El ácido sulfúrico concentrado es altamente corrosivo con otros materiales, desde rocas hasta metales, ya que es un oxidante con potentes propiedades deshidratantes. El pentóxido de fósforo es una notable excepción que no se ve afectada por la propiedad deshidratante del ácido, que deshidrata inversamente el ácido sulfúrico a trióxido de azufre. Al añadir ácido sulfúrico al agua, se libera una cantidad considerable de calor; por lo tanto, no se debe realizar el procedimiento inverso de añadir agua al ácido, ya que el calor liberado puede hacer hervir la solución, rociando gotas de ácido caliente durante el proceso. Al entrar en contacto con el tejido corporal, el ácido sulfúrico puede causar graves quemaduras químicas ácidas e incluso quemaduras térmicas secundarias debido a la deshidratación[6][7] El ácido sulfúrico diluido es sustancialmente menos peligroso sin las propiedades oxidativas y deshidratantes; sin embargo, aún debe ser manejado con cuidado por su acidez.

Ácido sulfúrico y azúcar

Este artículo describe por primera vez el uso de la destilación por membrana de contacto directo (DCMD) para la recuperación de ácido y agua a partir de una solución de lixiviación real generada por una planta hidrometalúrgica. Las soluciones de lixiviación consideradas contenían H2SO4 o HCl. En todas las pruebas, la temperatura de la solución de alimentación se mantuvo a 60 °C. El trabajo de prueba mostró que los flujos estaban dentro del rango de 18-33 kg/m(2)/h y 15-35 kg/m(2)/h para los sistemas H2SO4 y HCl, respectivamente. En el sistema de lixiviación con H2SO4, la concentración final de ácido libre en la solución de la muestra aumentó en el lado del concentrado del sistema DCMD desde 1,04 M hasta 4,60 M. La eficiencia de la separación del sulfato fue superior al 99,9% y la recuperación global de agua superó el 80%. En el sistema de lixiviación de HCl, el vapor de HCl pasó a través de la membrana desde el lado de la alimentación hasta el permeado. La concentración de HCl capturada en el permeado fue de aproximadamente 1,10 M, dejando sólo 0,41 M en la alimentación a partir de la concentración inicial de 2,13 M. En todos los experimentos, el rechazo de la sal fue >99,9%. El DCMD es claramente viable para la recuperación de agua de alta calidad y H2SO4 concentrado a partir de la solución de lixiviación de ácido sulfúrico gastada, donde se podría aplicar la extracción con disolventes para recuperar el ácido sulfúrico y los metales. Mientras que el HCl puede recuperarse para su reutilización utilizando únicamente el DCMD.

Procedimiento del experimento con azúcar y ácido sulfúrico

En cuanto a sus propiedades físicas, el ácido sulfúrico tiene el aspecto de un líquido aceitoso transparente y espeso, sin olor. El H₂SO₄ ha encontrado un amplio uso en la industria, y dependiendo de la concentración de ácido sulfúrico, la solución tiene muchas propiedades y ámbitos de aplicación diferentes.

El método industrial moderno (de contacto) para obtener ácido sulfúrico consiste en oxidar el dióxido de azufre, un gas que se forma en la combustión del azufre o de la pirita de azufre. Se forma trióxido de azufre, que interactúa con el agua.

Cuando el H₂SO₄ se mezcla con el agua se produce un proceso exotérmico, es decir, se libera una gran cantidad de calor y la solución puede llegar a hervir. Cuando se realizan experimentos químicos, siempre hay que añadir ácido sulfúrico al agua, y no al revés.

La afinidad del ácido sulfúrico por el agua se puede demostrar con un experimento clásico, mezclando concentrado y azúcar, que es un compuesto orgánico -un carbohidrato-. Para eliminar el agua de una sustancia, el ácido sulfúrico es capaz de destruir moléculas.