Acido ipofosforico e sali di ipofosfito

Preparazione

La maggior parte dell’acido solforico è prodotta dal moderno processo di contatto. In primo luogo, zolfo elementare o minerali di solfuro vengono riscaldati con ossigeno per produrre anidride solforosa (SO2). Circa il 60 per cento dell’anidride solforosa prodotta in tutto il mondo proviene dalla combustione dello zolfo e circa il 40 per cento deriva dalla torrefazione di minerali solforati. (La torrefazione è il processo mediante il quale i minerali vengono ossidati riscaldando l’aria.) L’anidride solforosa viene quindi ossidata in triossido di zolfo, SO3. Questa reazione di ossidazione è esotermica (cioè rilascia energia sotto forma di calore) e reversibile. Di conseguenza, un catalizzatore di ossido di vanadio viene utilizzato su un supporto inerte per aumentare il tasso di ossidazione senza diminuire la resa. In condizioni ottimali, il gas di alimentazione è costituito da quantità equimolari di ossigeno e anidride solforosa (cioè un rapporto 5:1 tra aria e anidride solforosa) che passa attraverso un convertitore catalitico a quattro stadi funzionante a varie temperature. Dopo che la miscela di gas è passata su tre dei letti catalitici e si è verificata circa la conversione percentuale 93 in triossido di zolfo, viene raffreddata e assorbita in acido solforico in torri confezionate in ceramica. Una conversione finale superiore al 99% viene raggiunta dopo il passaggio attraverso il letto di reazione finale. Tutte e tre le reazioni utilizzate per produrre acido solforico, come mostrato di seguito, sono esotermiche. L’utilizzo efficiente di questa energia per generare elettricità, ad esempio, è una componente chiave per mantenere il prezzo economico di questo acido molto usato.S + O2 → SO2
2SO2 + O2 → 2SO3
SO3 + H2O (nel 98% H2SO4) → H2SO4

L’acido solforico puro è un liquido incolore, oleoso, denso (1,83 grammi per cc) che si congela a 10,5 °C (50,9 °F). Fumi quando riscaldato a causa della sua decomposizione in acqua e triossido di zolfo. Poiché SO3 ha un punto di ebollizione inferiore all’acqua, più SO3 viene perso durante il riscaldamento. Quando viene raggiunta una concentrazione di acido al 98,33%, la soluzione bolle a 338 °C senza ulteriori cambiamenti di concentrazione. Questa è chiamata una soluzione di ebollizione costante, ed è questa concentrazione che viene venduta come acido solforico concentrato. L’acido solforico anidro si mescola con acqua in tutte le proporzioni in una reazione molto esotermica. L’aggiunta di acqua all’acido concentrato può causare schizzi esplosivi. Poiché reagisce con composti organici nella pelle, l’acido solforico concentrato può causare gravi ustioni. Pertanto, per ridurre il rischio di lesioni in laboratorio, l’acido solforico deve sempre essere aggiunto all’acqua lentamente e con agitazione per distribuire il calore.