L’acide sulfurique aqueux est tout mélange d’acide sulfurique et d’eau, et c’est le moyen le plus courant de vendre l’acide. Le mot latin pour eau est aqua, d’où vient le terme aqueux. L’acide sulfurique, ou H2SO4, est largement utilisé dans le traitement chimique, pour les batteries et comme agent déshydratant pour éliminer l’eau d’autres matériaux.
Lorsque l’acide sulfurique est mélangé à de l’eau, les atomes d’hydrogène deviennent des ions, ce qui signifie qu’ils se séparent de la molécule d’acide, développent une petite charge électrique et sont disponibles pour réagir avec d’autres molécules. Comme il y a deux atomes d’hydrogène dans chaque molécule, l’acide sulfurique est appelé acide dibasique. Le processus d’ionisation nécessite la présence d’eau, de sorte que la plupart des traitements chimiques utilisent de l’acide sulfurique aqueux.
Il existe une telle affinité, ou une forte attraction, de l’acide sulfurique pour l’eau, qu’un acide fort peut être utilisé pour sécher d’autres produits chimiques. C’est ce qu’on appelle la déshydratation, qui vient de l’hydro, le mot grec pour l’eau. Au fur et à mesure que l’acide absorbe l’eau, il devient une solution aqueuse d’acide sulfurique plus faible et doit éventuellement être remplacé par de l’acide frais ou régénéré en acide fort. L’ajout d’acide sulfurique à l’eau crée beaucoup de chaleur, qui doit être contrôlée pour éviter de faire bouillir le mélange.
Il existe deux principaux moyens commerciaux de créer de l’acide sulfurique, la chambre de plomb et les processus de contact. Inventé dans les années 1700, le procédé à chambre de plomb utilise une réaction de soufre et de nitrate de potassium, ou salpêtre, avec de la vapeur dans un réacteur revêtu de plomb pour former du trioxyde de soufre. Le trioxyde de soufre peut être dissous dans l’eau pour former de l’acide sulfurique aqueux, typiquement avec des concentrations d’environ 70 % d’acide.
Dans les années 1830, le procédé de contact a été inventé pour créer un acide plus concentré. Ce processus utilise un catalyseur métallique qui coûte cher à produire, mais peut créer des concentrations d’acide jusqu’à 98%. C’est ce qu’on appelle l’acide concentré, et c’est généralement la méthode de production privilégiée aux 20e et 21e siècles.
L’acide sulfurique aqueux est une matière première courante pour la production d’engrais, d’autres intermédiaires chimiques et de batteries de véhicules au plomb. Depuis le début du XXe siècle, les batteries fabriquées à partir de plaques de plomb suspendues dans une solution d’acide sulfurique étaient un moyen courant de produire de l’électricité pour les véhicules, les navires et les avions. Le plomb réagit avec la solution acide, formant des ions moléculaires qui créent un courant électrique.
Lorsque la batterie crée de l’énergie, le plomb et l’acide réagissent pour former du sulfate de plomb, une poudre blanche qui s’accumule au bas de la batterie. Ces batteries sont rechargeables, ce qui signifie qu’un courant électrique envoyé à travers la batterie inversera cette réaction et permettra au plomb de se redéposer sur les plaques. Au fur et à mesure de la charge, les ions sulfates formeront de l’acide sulfurique, ce qui créera un mélange plus concentré dans la batterie et fournira plus d’énergie électrique en cas de besoin.