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Los orígenes del uso del ácido sulfúrico están envueltos en enigmas y su historia es difícil de describir, ya que hasta el siglo XVI no existían recetas fiables que describieran la preparación del ácido sulfúrico. La historia más temprana se basa en el descubrimiento, la extracción y la aplicación de minerales que contienen sulfatos.
Las menciones más antiguas
Las sales de ácido sulfúrico, los sulfatos, ya se conocían en la antigüedad. Los sulfatos son minerales formados naturalmente; a este grupo pertenecen los sulfatos hidratados de hierro, cobre, magnesio y zinc, y se describieron bajo un denominador común como vitriolo. La primera mención del vitriolo en este sentido aparece en un glosario de los sumerios, fechado alrededor del 600 a.C. Los diferentes tipos de vitriolo estaban dispuestos según el color que poseían.
El vitriolo en la Antigüedad Clásica
Una de las primeras descripciones claras de estos minerales se encuentra en el trabajo del médico griego Pedanius Dioscorides y el científico romano aficionado Plinio el Viejo. Ambas descripciones datan del siglo I d.C. El médico romano Claudio Galeno describió algunas aplicaciones médicas de los minerales.
En el tratado Phisica et Mystica (ca. 300 d.C.) del alquimista helenístico Zosimos de Panopolis, se describieron algunas aplicaciones metalúrgicas del vitriolo y de sustancias similares al vitriolo (como la alúmina). Por ejemplo, estos minerales se utilizaban en la purificación del oro y en la imitación de metales preciosos.
La alquimia persa
Las propiedades del vitriolo también eran conocidas en la alquimia persa. En su obra Kitáb al-asrár (Libro de los Secretos), escrita alrededor del año 900, el médico y alquimista persa Muhammad ibn Zakarīya Rāzi trató de dar una descripción sistemática de todas las sustancias minerales tal como se encontraban en la naturaleza.
Clasificó las sustancias en cuatro categorías: minerales, sustancias vegetales, sustancias animales y derivados de las tres anteriores. Esta última categoría estaba destinada, de hecho, a las sustancias que Rāzi no podía traer a casa inmediatamente. Las diferentes categorías se subdividieron a su vez en subcategorías.
El vitriolo fue considerado por Rāzi como una subcategoría dentro de las sustancias minerales, lo que posiblemente indica la importancia que se le daba a estas sustancias. La subcategoría se subdividió además en seis sustancias, cinco de las cuales están estrechamente relacionadas (los cinco sulfatos de cobre y hierro).
El sulfato de potasio y aluminio, un alumbre, también se incluyó en esta subcategoría. Clasificaciones similares fueron elaboradas, entre otros, por Jabir ibn Hayyan en su obra Kitáb al-hawass al-kabir (siglo VIII), por Avicena en el libro Kitáb aš-šifá (siglo X) y por Muhammad ibn Ibrahim al-Watwat en el tratado Mabahig al-fihar (siglo XIII).
Las primeras preparaciones de ácido sulfúrico
A través de obras como De aluminibus et salibus (Sobre la alúmina y las sales), que data del siglo XII y fue escrita por un autor anónimo, y Liber claritas (siglo XIII), el vitriolo también ganó fama en Europa dentro de la alquimia medieval. Se describieron detalladamente las propiedades sorprendentes, como el color de los minerales, y las aplicaciones del vitriolo. El término vitriolo se utilizó por primera vez en el tratado del siglo VIII Compositiones ad tingenda, que describe varios procedimientos para la producción de tintes y pigmentos.
Los frecuentes experimentos con el vitriolo llevaron a los alquimistas a descubrir la preparación de ácido sulfúrico, así como de ácido nítrico (por la acción del ácido sulfúrico sobre las sales de nitrato). Lo prepararon tostando sulfato de hierro (II) (el llamado vitriolo verde), alumbre u otro mineral que contenga sulfato en una retorta de hierro.
Se pueden encontrar referencias a este método de procesamiento – aunque todavía en pequeña escala en esa época – en los trabajos de Vincent van Beauvais (siglo XIII) y en el tratado Compositum de Compositis de Albertus Magnus. Basilius Valentinus, un alquimista alemán del siglo XV, conocía el ácido sulfúrico diluido y lo llamó mercurius philosophorum. Las primeras referencias a métodos de producción de ácido sulfúrico a gran escala se encuentran en De la Pirotechnia (1540), del metalúrgico italiano Vannoccio Biringuccio, y De re metallica (1556) del académico alemán Georgius Agricola.
En el siglo XVII, el ácido sulfúrico fue preparado por Johann Rudolph Glauber calentando el azufre y el nitrato (nitrato de potasio), en presencia de vapor. El nitrato de potasio actuó aquí como un oxidante para el azufre, creando el trióxido de azufre. En combinación con el vapor se formó ácido sulfúrico:
Esta reacción fue utilizada por el farmacéutico londinense Joshua Ward en 1736 para preparar ácido sulfúrico en gran escala utilizando un método innovador. Realizaba las reacciones en grandes frascos de vidrio con un volumen de 230 litros, que – tanto para evitar la sobrepresión como para evitar la pérdida de dióxido de azufre y trióxido – tenían una pequeña abertura. El nitrato de potasio sirvió como catalizador. Este proceso también aseguró que el precio de coste del ácido sulfúrico cayera bruscamente.
La introducción del proceso de la cámara de plomo
En 1746, John Roebuck introdujo un método basado en el método de oxidación de Glauber en la ciudad británica de Birmingham. Este proceso, llamado proceso de la cámara de plomo, utilizaba minerales ricos en sulfuro (como la pirita), que se tostaban en un horno para producir dióxido de azufre. Debido a la corrosividad de las diversas sustancias que intervienen en el proceso, sólo podía llevarse a cabo en reactores revestidos de plomo.
El proceso de la cámara de plomo, que fue el proceso estándar de producción de ácido sulfúrico durante dos siglos, permitió que las soluciones se hicieran hasta un máximo del 78%. Además, el ácido sulfúrico se contaminaba a menudo con arsénico procedente de los minerales de sulfuro.
Se necesitaban concentraciones más elevadas para producir ciertos tintes (incluidos los azocolorantes). Para ello se utilizó un método a pequeña escala en el que la pirita se oxidaba a sulfato de hierro (III) por medio de sulfato de hierro (II) con oxígeno gaseoso. Al calentar esta sal a 480 °C, se producia la descomposición en óxido de hierro (III) (Fe2O3) y trióxido de azufre:
Este gas se disolvía en agua para formar ácido sulfúrico. Este procedimiento era mucho más engorroso y costoso, haciendo imposible su ampliación. Este proceso se conocía como el Vitriolbrennen.
A finales del siglo XVIII había muchas fábricas de ácido sulfúrico en Gran Bretaña. Había seis sólo en Glasgow. En el continente europeo, Duisburgo y Lille siguieron a finales del siglo XVIII y principios del XIX. La tercera fábrica del continente europeo fue Ketjen en Amsterdam, que se estableció en 1835 cerca de la Leidseplein como una fábrica de aceite de vitriolo. Durante el primer año se produjeron 400 toneladas de ácido sulfúrico; en 1930 ya se habían elevado a 15.000 toneladas.
El proceso de contacto: catalizador para aumentar la producción de ácido sulfúrico
El ácido sulfúrico y su proceso de producción comenzaron a ser estudiados científicamente a principios del siglo XIX. En 1831 el fabricante inglés de ácido acético Peregrine Phillips obtuvo una patente para utilizar un contacto de platino (catalizador) para producir ácido sulfúrico de manera más barata. Sin embargo, este proceso demostró no ser aplicable a gran escala, ya que el catalizador pronto se volvía ineficaz. Inicialmente fue olvidado, pero los esfuerzos de varios científicos llevaron a un proceso en el que el platino finamente dividido fue usado como catalizador. Este catalizador tenía una vida útil mucho más larga, pero también era caro.
A partir de 1899, el óxido (V) de vanadio se ha utilizado como catalizador, lo que hizo del proceso de contacto el método más utilizado para la producción de ácido sulfúrico hasta el día de hoy.
Para más información Sulfuric acid
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APA: (2021-04-08). Historia del ácido sulfúrico. Recuperado de https://quimicafacil.net/curiosidades-de-la-quimica/historia-del-acido-sulfurico/
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