% 1.4.4 Intérêt du chauffage à reflux et rôle de l'acide sulfurique. Le chauffage à reflux accélère la réaction tout en amoindrissant les pertes de substances. L'acide sulfurique joue le rôle de catalyseur.
L'acide sulfurique concentré agit comme un produit oxydant. Très hygroscopique, c'est un agent déshydratant puissant. Il détruit les matières organiques (déshydratation et carbonisation). La dissolution de l'acide sulfurique dans l'eau est fortement exothermique.
L'utilisation principale est la production d'engrais phosphatés . Il est utilisé pour fabriquer des explosifs, d’autres acides, des colorants, de la colle, des produits de préservation du bois et des batteries automobiles. Il est utilisé dans la purification du pétrole, le décapage du métal, la fusion du cuivre, la galvanoplastie, le travail des métaux et la production de rayonne et de films.
L'acide sulfurique est chauffé pour augmenter la vitesse de réaction et garantir que tout l'acide sulfurique réagit . De l'oxyde de cuivre est ajouté en excès pour garantir que tout l'acide sulfurique réagisse.
- Acide sulfurique est un catalyseur : espèce chimique qui permet d'augmenter la vitesse de réaction. L'augmentation de T ne modifie pas xf (l'équilibre) mais permet de l'atteindre plus rapidement (catalyseur). - pour augmenter le rendement (r = xf /xmax) on peut utiliser un des réactifs en large excès.
Le H 2 SO 4 concentré est un réactif important pour l'estérification de Fisher pour deux raisons : L'acide sulfurique concentré agit comme un catalyseur : il augmente la vitesse de réaction en abaissant l'énergie d'activation. En conséquence, la vitesse de réaction est augmentée.
Lors de la préparation d'un ester on utilisera donc un chauffage à reflux pour augmenter la vitesse de réaction et parvenir plus rapidement à l'équilibre sans perdre de réactifs (si ils se vaporisent, ils se condensent dans le réfrigérant et retombent dans le milieu réactionnel) et un catalyseur.
Lorsqu'il est chauffé, l'acide pur se décompose partiellement en eau et anhydride sulfureux ; ce dernier s'échappe sous forme de vapeur jusqu'à ce que la concentration de l'acide tombe à 98,3 pour cent. Ce mélange d'acide sulfurique et d'eau bout à une température constante de 338 °C (640 °F) à une pression atmosphérique.
Habituellement, le pH d’une solution acide diminue lorsqu’elle est chauffée. Cela est dû à ce qu’on appelle l’effet entropique. L'acide se décompose plus facilement à des températures plus élevées.
Le peroxyde d'hydrogène ( H 2 O 2 ) peut être ajouté à l'acide sulfurique pour produire une solution de piranha, une solution de nettoyage puissante mais très toxique avec laquelle les surfaces des substrats peuvent être nettoyées. La solution Piranha est généralement utilisée dans l’industrie microélectronique, ainsi qu’en laboratoire pour nettoyer la verrerie.
L'acide sulfurique n'est pas combustible , mais c'est un OXYDANT PUISSANT qui améliore la combustion d'autres substances. Éteindre le feu à l'aide d'un agent adapté au type d'incendie environnant. L'acide sulfurique lui-même ne brûle pas. NE PAS UTILISER D'EAU directement sur l'acide sulfurique.
Indéterminé SI il n’y a rien avec lequel l’acide sulfurique puisse réagir – pas d’impuretés, rien avec lequel réagir dans le matériau du récipient, pas de contact avec l’atmosphère. L'acide sulfurique est très stable : aucune réaction interne lorsqu'il n'y a pas d'impuretés.
L'acide sulfurique est largement utilisé dans le traitement de l'eau pour l'ajustement du pH et peut également être utilisé pour régénérer la résine échangeuse d'ions. L'acide sulfurique est utilisé pour fabriquer du sulfate d'aluminium, du sulfate ferreux et ferrique, de l'acide fluorosilicique, de l'acide phosphorique et de l'orthophosphate de zinc.
Quand la pluie tombe sur une statue de calcaire (CaCO3), il se produit une réaction de neutralisation entre l'acide sulfurique et le carbonate de calcium. Cette réaction forme du sulfate de calcium (CaSO4). Ce composé est soluble dans l'eau, de sorte que la statue finit par s'effriter.
Les acides sont sujets à plusieurs réactions chimiques dangereuses. Parmi les réactions les plus connues, il y a celle provoquée par l'eau. Les acides sont des substances hydroréactives et leur mélange avec l'eau dégage de la chaleur et des vapeurs corrosives. Des projections de liquide corrosif peuvent aussi survenir.
Zirconium : Le zirconium résiste bien aux acides chlorhydriques et sulfuriques en absence d'ions oxydants (fer, cuivre, fluorures) ainsi qu'aux acides nitriques, phosphoriques et aux solutions alkalines.
Pour ceux qui ont sauté les cours de chimie, plus il y a d’ions hydrogène dans une solution, plus elle devient acide. Par conséquent, le niveau de pH diminue à mesure que la température augmente dans une solution . Pour mettre les choses en perspective, si nous devions augmenter la température d’une solution de 50 °F, le pH de la solution diminuerait de 0,2.
L'acide borique perd progressivement de l'eau sous l'effet du chauffage, se transformant en acide métaborique (HBO 2 ). À des températures plus élevées, l'eau est perdue pour donner de l'oxyde de bore anhydre .
En chauffant l'acide orthoborique (H 3 BO 3 ) à 370 K ou plus, il se transforme en acide métaborique (HBO 2 ) . Lors d'un chauffage supplémentaire, cela donne de l'oxyde borique B 2 O 3 .
Sulfuric acid reacts violently with alcohol and water to release heat. It reacts with most metals, particularly when diluted with water, to form flammable hydrogen gas, which may create an explosion hazard.
Un métal réagit avec un acide pour former un sel métallique avec de l'hydrogène gazeux. Le fer étant un métal, il réagit avec l'acide sulfurique pour former du sulfate de fer et de l'hydrogène gazeux .
Certains plastiques courants qui résistent à l'acide sulfurique fort (> 98 %) sont comme le téflon, le viton et le PEHD. Certains produits qui ne sont pas résistants sont le nylon, le nitrile, l'époxy et les polyesters .
La réaction chimique qui a lieu lors de la formation de l’ester est appelée estérification. L'estérification est le processus de combinaison d'un acide organique (RCOOH) avec un alcool (ROH) pour former un ester (RCOOR) et de l'eau ; ou une réaction chimique aboutissant à la formation d'au moins un produit ester.
Les estérifications sont généralement des réactions endothermiques. Cela signifie qu'ils ont besoin de chaleur. Le chauffage d'une réaction d'estérification (comme le prédit le principe de Le Chatelier) poussera la position d'équilibre vers les produits . Cela réduira également le temps nécessaire à la réaction pour atteindre l’équilibre.
Généralement, la formation d’un ester est favorisée à haute température . L'effet du changement de température sur l'équilibre, et donc du changement de chaleur dans le système, peut être compris en incluant l'énergie thermique dans la formule de réaction, soit du côté des réactifs, soit des produits.