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Acide sulfurique Structure de l'acide sulfurique. Identification Nom UICPA acid

Acide sulfurique Structure de l'acide sulfurique. Identification Nom UICPA acide sulfurique sulfate d'hydrogène No CAS 7664-93-9 No ECHA 100.028.763 (http://echa.euro pa.eu/fr/substance-informatio n/-/substanceinfo/100.028.76 3) No CE 231-639-5 No RTECS WS5600000 PubChem 1118 (https://pubchem.ncbi.nl m.nih.gov/compound/1118) ChEBI 26836 (http://www.ebi.ac.uk/ch ebi/searchId.do?chebiId=2683 6) No E E513 SMILES OS(=O)(=O)O PubChem, vue 3D InChI InChI : vue 3D InChI=1S/H2O4S/c1- 5(2,3)4/h(H2,1,2,3,4) InChIKey : QAOWNCQODCNURD- UHFFFAOYSA-N Apparence liquide hygroscopique, huileux, incolore, inodore Propriétés chimiques Formule H2SO4 Masse molaire 98,078 ± 0,006 g/mol H 2,06 %, O 65,25 %, S 32,69 %, pKa –3,0 et 1,9 Moment dipolaire 2,72 D Diamètre moléculaire 0,487 nm Propriétés physiques T° fusion 100 % : 10,31 °C 98 % : 3 °C 93 % : −32 °C 78 % : −38 °C 74 % : −44 °C 65 % : −64 °C T° ébullition (décomposition) : 337 °C Paramètre de 25,6 J1/2·cm-3/2 (25 °C) Acide sulfurique L’acide sulfurique, appelé jadis huile de vitriol ou vitriol fumant, est un composé chimique de formule H2SO4. C'est un acide minéral dont la force (pKa = –3,0) est seulement dépassée par quelques superacides. Il est miscible à l'eau en toutes proportions, où il se dissocie en libérant des cations hydronium : 2 H2O + H2SO4 → 2 H3O+(aq) + SO42–(aq). L'acide sulfurique est un produit industriel de première importance, qui trouve de très nombreuses applications, notamment dans les batteries au plomb pour les voitures et autres véhicules, le traitement des minerais, la fabrication des engrais, le raffinage du pétrole, le traitement des eaux usées et les synthèses chimiques. Issu de l'hydratation du trioxyde de soufre SO3, lui-même résultant de l'oxydation naturelle du dioxyde de soufre SO2 dans l'atmosphère terrestre où il est un polluant notoire, l'acide sulfurique est présent dans les pluies acides. Sa grande corrosivité et les dangers qu'il représente ne sont pas tant dus à sa nature d'acide fort qu'à son avidité pour l'eau qui en fait un agent utilisé en dessication, capable de brûler gravement les tissus organiques. C'est la raison pour laquelle, au même titre que la soude caustique, il est beaucoup plus dangereux que l'acide chlorhydrique qui est pourtant également un acide fort. Il est le composant principal des nuages de la planète Vénus. Propriétés et réactions Propriétés physiques Acide concentré et acide dilué Oléum et acide disulfurique Acidité Autoprotolyse Réactions chimiques Réaction avec l'eau Autres réactions Occurrence naturelle Sur Terre Sur Vénus Sur Mars Sur Europe Production Hydratation du trioxyde de soufre Procédé de contact Procédé des chambres de plomb Préparation en laboratoire Régénération d'acide sulfurique (RAS) Sécurité Utilisations Historique Vitriol et alchimie Notes et références Voir aussi Articles connexes Liens externes L'acide sulfurique pur est un liquide visqueux, incolore et inodore. Diverses impuretés le colorent souvent en jaune brun. Sa concentration est encore parfois exprimée en degrés Baumé (symbole « °Bé »), qui mesurent la densité du liquide, laquelle varie sensiblement en fonction de la teneur en acide sulfurique (voir tableau déroulant 1 3 2 2 4 1 2 Sommaire Propriétés et réactions Propriétés physiques Acide concentré et acide dilué solubilité δ Miscibilité Miscible avec l'eau et l'alcool (réaction exothermique) Masse volumique 1,8302 g·cm-3 Thermochimie S liquide, 1 bar 19 J K−1 mol−1 [réf. souhaitée] ΔfH liquide −814 kJ mol−1 [réf. souhaitée] Propriétés optiques Indice de réfraction 1,4184 Précautions SGH Danger H290, H314, P280, P309, P310, P301+P330+P331 et P305+P351+P338 H290 : Peut être corrosif pour les métaux H314 : Provoque de graves brûlures de la peau et des lésions oculaires P280 : Porter des gants de protection/des vêtements de protection/un équipement de protection des yeux/du visage. P309 : En cas d’exposition ou d'un malaise : P310 : Appeler immédiatement un CENTRE ANTIPOISON ou un médecin. P301+P330+P331 : En cas d'ingestion : rincer la bouche. NE PAS faire vomir. P305+P351+P338 : En cas de contact avec les yeux : rincer avec précaution à l’eau pendant plusieurs minutes. Enlever les lentilles de contact si la victime en porte et si elles peuvent être facilement enlevées. Continuer à rincer. SIMDUT D1A, E, D1A : Matière très toxique ayant des effets immédiats graves Létalité aiguë : CL50 inhalation/4 heures (souris) = 160 mg·m-3 E : Matière corrosive Transport des marchandises dangereuses: classe 8 Divulgation à 1,0 % selon la liste de divulgation des ingrédients NFPA 704 Transport 80 1830 Code Kemler : 80 : matière corrosive ou présentant un degré mineur de corrosivité Numéro ONU : 1830 : ACIDE SULFURIQUE contenant plus de 51 pour cent d’acide Classe : 8 Étiquette : ci-dessous). 4 4 0 0 2 5, 6 7 0 3 2 W 6 8 : Matières corrosives Emballage : Groupe d'emballage II : matières moyennement dangereuses ; 80 2796 Code Kemler : 80 : matière corrosive ou présentant un degré mineur de corrosivité Numéro ONU : 2796 : ACIDE SULFURIQUE ne contenant pas plus de 51 pour cent d’acide ; ou ÉLECTROLYTE ACIDE POUR ACCUMULATEURS Classe : 8 Étiquette : 8 : Matières corrosives Emballage : Groupe d'emballage II : matières moyennement dangereuses ; Inhalation Très dangereux : les vapeurs peuvent être mortelles. Peau Provoque de graves brûlures. Yeux Provoque de graves brûlures. Ingestion Toxique : provoque de graves brûlures pouvant être mortelles. Écotoxicologie Seuil de l’odorat bas : 0,15 ppm Unités du SI et CNTP, sauf indication contraire. Effet de l'acide sulfurique sur une serviette en coton. Cloques emplies de lymphe résultant d'une brûlure causée par exposition de la peau à de l'acide sulfurique (archives médicales militaires de l'US Army, seconde guerre mondiale). Masse volumique de la solution aqueuse (à 20 °C) en fonction de sa concentration Fraction massique (%m) Molarité (moles de soluté par litre de solution) mol⋅L−1 Masse volumique (g⋅cm−3) 0,5 0,051 1,0016 1,0 0,102 1,0049 2,0 0,206 1,0116 3,0 0,311 1,0183 4,0 0,418 1,0250 5,0 0,526 1,0318 6,0 0,635 1,0385 7,0 0,746 1,0453 8,0 0,858 1,0522 9,0 0,972 1,0591 10,0 1,087 1,0661 11,0 1,204 1,0731 12,0 1,322 1,0802 13,0 1,441 1,0874 14,0 1,563 1,0947 15,0 1,685 1,1020 16,0 1,810 1,1094 17,0 1,936 1,1169 18,0 2,064 1,1245 19,0 2,193 1,1321 20,0 2,324 1,1398 22,0 2,592 1,1554 24,0 2,866 1,1714 26,0 3,147 1,1872 28,0 3,435 1,2031 30,0 3,729 1,2191 32,0 4,030 1,2353 34,0 4,339 1,2518 36,0 4,656 1,2685 38,0 4,981 1,2855 40,0 5,313 1,3028 42,0 5,655 1,3205 44,0 6,005 1,3386 46,0 6,364 1,3570 48,0 6,734 1,3759 50,0 7,113 1,3952 52,0 7,502 1,4149 54,0 7,901 1,4351 56,0 8,312 1,4558 58,0 8,734 1,4770 60,0 9,168 1,4987 62,0 9,608 1,5200 64,0 10,063 1,5421 66,0 10,529 1,5646 68,0 11,006 1,5874 70,0 11,494 1,6105 72,0 11,994 1,6338 74,0 12,505 1,6574 76,0 13,026 1,6810 78,0 13,554 1,7043 80,0 14,088 1,7272 82,0 14,623 1,7491 84,0 15,153 1,7693 86,0 15,671 1,7872 8 9 88,0 16,170 1,8022 90,0 16,649 1,8144 92,0 17,109 1,8240 94,0 17,550 1,8312 96,0 17,966 1,8355 98,0 18,346 1,8361 100,0 18,663 1,8305 Il peut être produit avec une pureté pratiquement égale à 100 %, mais il tend à libérer du trioxyde de soufre en se rapprochant de son point d'ébullition de 610 K (337 °C), où il donne de l'acide à 98,3 % correspondant à l'azéotrope avec l'eau en vertu de l'équilibre : H2SO4 H2O + SO3 : ΔH = 177 kJ mol−1. Presque tout l'acide sulfurique s'est décomposé en eau et trioxyde de soufre à 450 °C. À température plus élevée, la décomposition du trioxyde de soufre se poursuit en oxygène et dioxyde de soufre : 2 SO3 → O2 + 2 SO2. C'est à la concentration de l'azéotrope qu'il est le plus stable, et c'est entre 95 et 98 % (soit [H2SO4] ≈ 18 mol/l) que l'acide sulfurique dit « concentré » est distribué commercialement, avec une masse volumique de l'ordre de 1 830 kg/m3, soit 66 °Bé. Lorsqu'il est destiné à être employé comme électrolyte pour batterie au plomb, l'acide est dilué à une concentration de 29 à 32 % (soit [H2SO4] ≈ 4,2 à 5 mol/l), avec une masse volumique de 1 250 à 1 280 kg/m3, soit environ 30 °Bé. À concentration élevée, l'acide sulfurique est en équilibre avec son anhydride, l'acide disulfurique : 2 H2SO4 H2O + H2S2O7. L'acide disulfurique, également appelé acide pyrosulfurique, est en équilibre avec l'acide sulfurique et le trioxyde de soufre dans l'oléum résultant de la dissolution de trioxyde de soufre dans de l'acide sulfurique : H2SO4 + SO3 H2S2O7. On exprime la teneur en SO3 dans l'oléum en pourcentage de SO3 ajouté ou en pourcentage de H2SO4 équivalent si on ajoutait la quantité d'eau nécessaire : les concentrations usuelles sont l'oléum à 40 % (correspondant à 109 % H2SO4) et l'oléum à 65 % (correspondant à 114,6 % H2SO4) ; H2S2O7 pur est un solide fondant à 35 °C. L'acide sulfurique est un diacide, dont la première fonction acide est forte : H2SO4 HSO4– + H+, pKa = –3,0. HSO4– SO42– + H+, pKa = 1,9. Seules quelques substances sont encore plus acides que l'acide sulfurique : on les appelle superacides. Ce sont essentiellement l'acide triflique HSO3CF3, l'acide magique HSO3F·SbF5 et surtout l'acide fluoroantimonique HSbF6. Les sels de l'acide sulfurique sont des hydrogénosulfates tels que KHSO4 et NaHSO4, et des sulfates tels que CuSO4 et uploads/Finance/ acide-sulfurique 2 .pdf