Page d'accueil
encyclopedie-enligne.com en page d'accueil| Page d'accueil |
encyclopedie-enligne.com en page d'accueil |
|||||
| Liste Articles: [0-A] [A-C] [C-F] [F-J] [J-M] [M-P] [P-S] [S-Z] | Liste Catégories | Une page au hasard | Pages liées | ||||||
| Général | |
|---|---|
| Nom: | acide sulfurique |
| Formule chimique | H2SO4 |
| Apparence | Liquide transparent |
| Propriétés physiques | |
| Masse moléculaire | 98,1 u |
| Température de fusion | 283 K (10 °C) |
| Température de vaporisation | 610 K (337 °C) |
| Densité | 1,8 ×103 kg/m3 (liquid) |
| Solubilité | miscible |
| Thermochimie | |
| ΔfH0liq. | -814 kJ/mol |
| S0liq. | 19 J/mol·K |
| Précautions | |
| Ingestion | Toxique, provoque des brûlures graves pouvant être mortelles |
| Inhalation | Très dangereux, les vapeurs peuvent être mortelles |
| Peau | Provoque des brûlures graves |
| Yeux | Provoque des brûlures graves |
| Unités du SI & CNTP, sauf indication contraire. | |
L'acide sulfurique (anciennement appelé huile de vitriol) est un composé chimique toxique. Le terme vitriol provient de
l'appellation « esprit de vitriol » sous laquelle il était connu au Moyen Âge par les alchimistes.
C'est un acide minéral fort (au contraire des acides organiques). Il peut se mélanger avec l'eau en toute proportion. Il est par exemple très présent dans l'atmosphère de Vénus, c'est aussi un des constituants les plus fréquents des pluies acides.
L'acide sulfurique constitue aujourd'hui dans le domaine industriel l'acide le plus important aussi bien du point de vue des quantités produites que de la diversité de ses utilisations.
| Sommaire |
|
|
L'acide sulfurique pur est un liquide visqueux, incolore et inodore. Diverses impuretés le colorent souvent en jaune brun.
Si, lors de la préparation de l'acide, de grandes concentrations de SO3 sont utilisées, il se forme une solution de SO3 dans H2SO4 qui appelée acide sulfurique fumant.
Sous l'action de la chaleur, l'acide sulfurique se décompose en trioxyde de soufre et en eau. La réaction est pratiquement complète à 450°C. À température plus élevée, le trioxyde de soufre se décompose lui même en dioxyde de soufre et en oxygène.
L'acide sulfurique concentré est un produit oxydant et déshydratant.
En combinaison avec l'acide nitrique, l'acide sulfurique forme l'ion nitronium, qui est employé dans la nitration des composés. Le processus de la nitration est employé pour fabriquer de nombreux explosifs, y compris le trinitrotoluène, la nitroglycérine, et le coton-poudre.
La réaction d'hydratation de l'acide sulfurique dégage beaucoup de chaleur : elle peut même conduire à faire bouillir de l'eau ajoutée à de l'acide sulfurique concentré, voire provoquer des explosions avec projection de liquide (un peu comme lorsqu'on jette de l'eau dans de l'huile bouillante).
Il vaut toujours mieux ajouter l'acide à l'eau plutôt que l'eau à l'acide, notamment parce que la densité de l'eau est moindre que celle l'acide sulfurique, la faisant ainsi flotter au-dessus de l'acide.
Comme l'hydratation de l'acide sulfurique est thermodynamiquement favorable, l'acide sulfurique est un excellent agent de déshydratation, et s'emploie pour préparer de nombreux fruits secs.
L'affinité de l'acide sulfurique pour l'eau est telle qu'il est capable de prendre des atomes d'hydrogène et d'oxygène à d'autres composés. Par exemple, un mélange de glucose (C6H12O6) et d'acide sulfurique concentré produit du carbone ainsi que de l'eau (qui dilue alors légérement l'acide).
Il réagit vivement avec de nombreux produits organiques, les métaux en poudre, les carbures, les chlorates, les chromates, les nitrates, les permanganates, les fulminates, le fluosilicium de façon très exothermique. La réaction peut être explosive.
L'acide sulfurique concentré réagit violemment avec les bases fortes anhydres ou en solutions concentrées.
Les principaux métaux usuels sont attaqués avec dégagement de dihydrogène. L'acide dilué attaque le zinc, le fer, le cuivre et certaines fontes mais pas le plomb. l'acide sulfurique concentré n'a pas d'action sur le fer, l'acier et la fonte à froid, mais, à chaud, presque tous les métaux usuels réagissent, y compris certaines fontes.
La préparation industrielle de l'acide sulfurique se fait selon deux procédés : celui dit de contact, qui est le plus utilisé, et le procédé dit des chambres de plomb.
Le procédé de contact consiste à oxyder de l'anhydride sulfureux en anhydride sulfurique en présence d'un catalyseur (jadis platine, aujourd'hui composé de vanadium). L'anhydride sulfurique ainsi formé est ensuite absorbé dans une solution d'acide sulfurique qui ruisselle dans des tours dites tours d'absorption. Lorsque cette solution est suffisamment concentrée, elle est recueillie et stockée. Le procédé des chambres de plomb, dans sa version la plus moderne procédé Petersen, s'effectue par une réaction entre de l'anhydride sulfureux, de l'eau et de l'oxygène, qui se combinent pour donner l'acide sulfurique. Cette réaction est catalysée par des oxydes d'azote continuellement recyclés.
Le procédé des chambres de plomb, dû à John Roebuck en 1746, fournit un acide sulfurique moins concentré et contenant plus d'impuretés, plutôt destiné à la fabrication des superphosphates.
L'acide sulfurique fait l'objet de la fiche INRS n°30. L'acide concentré et l'oléum réagissent avec l'eau en dégageant une grande quantité de chaleur. Il en est de même au contact avec la peau ce qui peut provoquer de graves brûlures. L'inhalation de fumées et brouillards d'acide peut causer des lésions à long terme. La règlementation US et Française limite à 1mg/m3 la concentration moyenne admissible pendant un poste de travail. L'acide sulfurique est ininflammable, mais à des concentrations <75% il réagit avec l'acier carbone et d'autres métaux en dégageant de l'hydrogène. Les épandages d'acide sulfurique peuvent être dilués avec une grande quantité d'eau, tandis que ceux d'oléum seront de préférence traités par un absorbant solide (argile ou terre de diatomée). L'acide sulfurique réagit avec des sulfures en libérant de l'hydrogène sulfuré gazeux très toxique.
Les principales utilisations sont :
