L’acido solforico e il perossido di idrogeno sono tra le sostanze chimiche più utilizzate, sia a livello industriale che in laboratorio. Sono collegati in diversi modi. Due metodi di produzione del perossido di idrogeno comportano l’uso di acido solforico, sebbene questi siano stati ampiamente superati. Diversi esperimenti e dimostrazioni di laboratorio ben noti che fanno parte di molti programmi scolastici richiedono questi due composti. Inoltre, la miscelazione di acido solforico e perossido di idrogeno produce una soluzione altamente corrosiva con una varietà di usi nell’industria dei semiconduttori, della carta e mineraria.
Il perossido di idrogeno è stato originariamente prodotto acidificando il perossido di bario con acido cloridrico. Il cloruro di bario, anch’esso formato da questa reazione, è stato eliminato mediante aggiunta di acido solforico; reagiscono per produrre un precipitato insolubile di solfato di bario. Un metodo successivo prevedeva l’idrolisi dell’acido perossidisolforico, prodotto dall’elettrolisi dell’acido solforico. Oggi, invece, quasi tutto il perossido di idrogeno viene prodotto con il processo antrachinonico, un procedimento più economico che non prevede l’uso di acido solforico.
La reazione di acido solforico e perossido di idrogeno produce una soluzione acquosa di acido perossimonosolforico (H2SO5): H2SO4 + H2O2 → H2SO5 + H2O. Questa è anche conosciuta come “soluzione piranha” per la sua corrosività: distrugge rapidamente la maggior parte dei materiali organici. Un altro nome è l’acido di Caro, dopo il chimico tedesco Heinrich Caro, che per primo ha prodotto l’acido. L’acido perossimonosolforico puro, un solido cristallino a temperatura ambiente, viene preparato con un metodo diverso, ma l’acido viene generalmente utilizzato come soluzione acquosa. La soluzione di piranha viene solitamente preparata da acido solforico concentrato e perossido di idrogeno al 30%; le proporzioni possono variare a seconda dell’uso, ma un rapporto 3:1 tra acido solforico e perossido di idrogeno è una formulazione comune.
Questo acido ha diversi usi, ma deve essere preparato e maneggiato con molta attenzione. È un potente agente ossidante ed è particolarmente utile per rimuovere i residui organici. Per questo motivo viene talvolta utilizzato per la pulizia della vetreria e di altre apparecchiature di laboratorio. L’acido di Caro è anche ampiamente utilizzato nell’industria dei semiconduttori come agente di attacco e per garantire che i wafer di silicio e altri delicati componenti elettronici siano privi di contaminanti organici. Altri usi sono nell’industria mineraria – per separare metalli e minerali e decomporre composti tossici di cianuro dalle acque reflue – e nell’industria della carta – per la delignificazione e lo sbiancamento della pasta di legno.
L’acido solforico può essere prodotto dalla reazione di perossido di idrogeno e anidride solforosa: H2O2 + SO2 → H2SO4. Questo metodo non è utilizzato commercialmente; tuttavia, la reazione può avvenire nell’atmosfera – dove si trovano sia l’acido solforico che il perossido di idrogeno in piccole quantità – contribuendo alle piogge acide. Il perossido di idrogeno può formarsi naturalmente attraverso reazioni fotochimiche. L’anidride solforosa è prodotta dalla combustione di combustibili fossili contenenti zolfo e naturalmente dall’attività vulcanica. Sebbene il perossido di idrogeno non sia necessario per la formazione di piogge acide dall’anidride solforosa, la reazione del perossido è molto più rapida.