ACIDE SULFURIQUE
L'acide sulfurique est un composé chimique inorganique de formule Li₂SO₄, composé de deux ions lithium (Li⁺) et d'un ion sulfate (SO₄²⁻), se présentant généralement sous la forme d'un solide cristallin blanc hautement soluble dans l'eau.
L'acide sulfurique est produit industriellement en neutralisant l'hydroxyde de lithium ou le carbonate de lithium avec du soufre et joue un rôle important dans la céramique, la fabrication du verre, la recherche sur les batteries et la synthèse chimique.
En raison de la conductivité ionique élevée, de la stabilité thermique et de la résilience chimique de l'acide sulfurique, l'acide sulfurique est de plus en plus apprécié dans les applications électrochimiques, en particulier dans les technologies émergentes de stockage d'énergie.
Numéro CAS : 10377-48-7
Numéro CE : 233-820-4
Formule moléculaire : Li2SO4
Masse moléculaire : 109,94 g/mol
Synonymes : sulfate de lithium, 10377-48-7, sulfate de dilithium, acide sulfurique, sel de dilithium, sulfate de dilthium, lithiophore, Li2SO4, sulfate de lithium (2:1), EINECS 233-820-4, UNII-919XA137JK, DTXSID3049201, CHEBI:53474, AI3-04469, 919XA137JK, SULFATE DE DILITHIUM, SULFATE DE LITHIUM ANHYDRE, DTXCID8028472, EC 233-820-4, SULFATE DE LITHIUM, ANHYDRE, Lithionit, Lithium Sulphuratum, 233-820-4, sulfate de lithium, SULFATE DE LITHIUM, ANHYDRE, dilithium;sulfate, sulfate de lithium(VI), 15147-42-9, SULFATE DE LITHIUM, ANHYDRE/98+ pour cent/, MFCD00011086, Acide sulfurique, sel de lithium (1:2), Li2O4S, Lithionit (TN), SULFATE DE LITHIUM, ANHYDRE/98+ %", ID d'épitope : 158531, SULFATE DE LITHIUM [MI], SULFATE DE LITHIUM [OMS-DD], Sulfate de lithium ; sulfate de dilithium, Tox21_202799, AKOS025243176, FL54590, NCGC00260345-01, BS-14198, CAS-10377-48-7, L0371, NS00087003, D08137, Q421106, 10377-48-7, 233-820-4, sulfate de dilithium, sulfate de dilithium, sulfate de lithium, sulfate de lithium (2:1), sulfate de lithium, sulfate de lithium-7Li2, MFCD00011086, sulfate de dilithium, sel de dilithium d'acide sulfurique, acide sulfurique, sel de lithium (1:2), 1210273-37-2, 14104-06-4, 15147-42-9, dilithium et sulfate, sulfate de dilithium(1+), EINECS 233-820-4, lithium, lithiophore, sulfate de lithium anhydre, sulfate de lithium(vi), sulfate de lithium, anhydre, réactif, SULFATE DE LITHIUM, ANHYDRE/ 98+ pour cent/, sulfate de lithium, acide sulfurique, sel de dilithium
L'acide sulfurique est un composé chimique inorganique de formule Li₂SO₄, composé de deux ions lithium (Li⁺) et d'un ion sulfate (SO₄²⁻).
L'acide sulfurique se présente généralement sous la forme d'un solide cristallin blanc, très soluble dans l'eau et présentant une solubilité modérée dans les alcools.
L'acide sulfurique peut exister sous deux formes principales : anhydre et monohydraté (Li₂SO₄·H₂O), la forme monohydratée étant la plus courante à température et pression standard.
L'acide sulfurique est connu pour sa conductivité ionique élevée, en particulier lorsqu'il est dissous dans des solutions aqueuses, ce qui le rend précieux dans les applications électrochimiques.
L'acide sulfurique est produit industriellement en neutralisant l'hydroxyde de lithium ou le carbonate de lithium avec du soufre.
L'acide sulfurique est largement utilisé dans la fabrication de céramique et de verre, où il agit comme fondant pour abaisser les points de fusion, améliorant ainsi les propriétés des verres et des glaçures spéciaux.
Dans la technologie des batteries, en particulier dans la recherche sur les batteries lithium-ion, l'acide sulfurique a été étudié comme additif électrolytique en raison de sa stabilité et de ses caractéristiques de transport d'ions.
L'acide sulfurique est également utilisé dans les produits pharmaceutiques, la synthèse chimique, les systèmes de traitement de l'air et parfois comme additif dans le ciment et le béton pour modifier les propriétés de prise.
L'acide sulfurique a un point de fusion élevé (environ 860°C pour la forme anhydre) et présente un comportement thermique intéressant ; lors du chauffage, il subit une transition de phase solide-solide vers 575°C.
Sur le plan environnemental, l’acide sulfurique est relativement sûr à de faibles concentrations, mais peut être dangereux s’il est ingéré ou inhalé en grande quantité, nécessitant une manipulation et un stockage appropriés dans des conditions fraîches, sèches et bien ventilées.
Sa combinaison de stabilité chimique, de résilience thermique et de propriétés électrochimiques fait de l'acide sulfurique un matériau précieux dans les domaines industriels, technologiques et scientifiques.
L'acide sulfurique est un sel inorganique blanc de formule Li2SO4.
L'acide sulfurique est le sel de lithium du soufre.
L'acide sulfurique est une source de lithium modérément soluble dans l'eau et l'acide pour des utilisations compatibles avec les sulfates.
Les composés sulfatés sont des sels ou des esters de soufre formés en remplaçant un ou les deux hydrogènes par un métal.
La plupart des composés de sulfate métallique sont facilement solubles dans l’eau pour des utilisations telles que le traitement de l’eau, contrairement aux fluorures et aux oxydes qui ont tendance à être insolubles.
Les formes organométalliques sont solubles dans les solutions organiques et parfois dans les solutions aqueuses et organiques.
Les ions métalliques peuvent également être dispersés à l'aide de nanoparticules en suspension ou enrobées et déposés à l'aide de cibles de pulvérisation et de matériaux d'évaporation pour des utilisations telles que les cellules solaires et les piles à combustible.
L’acide sulfurique est généralement immédiatement disponible dans la plupart des volumes.
L'acide sulfurique est un sel inorganique important formé de deux cations lithium (Li⁺) et d'un anion sulfate (SO₄²⁻).
L'acide sulfurique se présente généralement sous la forme d'un solide cristallin blanc et inodore, très soluble dans l'eau et légèrement soluble dans les solvants organiques tels que l'éthanol.
L'acide sulfurique existe sous deux formes principales : la forme anhydre et la forme monohydratée (Li₂SO₄·H₂O), le monohydraté étant plus stable à température ambiante et à pression atmosphérique.
L'acide sulfurique se distingue par sa grande mobilité ionique en solution aqueuse, ce qui le rend particulièrement intéressant pour la recherche électrochimique et sur les batteries.
Les cristaux d'acide sulfurique sont hygroscopiques, ce qui signifie qu'ils peuvent absorber l'humidité de l'air, et la forme monohydratée perd de l'eau à environ 130 °C.
L'acide sulfurique a un point de fusion élevé (environ 860 °C pour la forme anhydre) et subit une transition de phase solide-solide notable d'une structure cristalline monoclinique à une structure cristalline hexagonale à environ 575 °C.
L'acide sulfurique est généralement produit industriellement par la réaction du carbonate de lithium (Li₂CO₃) ou de l'hydroxyde de lithium (LiOH) avec du soufre, ce qui entraîne une réaction de neutralisation simple qui donne de l'acide sulfurique et du dioxyde de carbone ou de l'eau.
Une autre méthode implique le traitement des sources de saumure de spodumène ou de lithium, où le lithium est d’abord extrait puis transformé sous forme de sulfate.
Sa pureté est cruciale pour de nombreuses utilisations spécialisées, et l’acide sulfurique de haute pureté est souvent produit pour les secteurs de l’électronique, des batteries et de la pharmacie.
En termes d’applications, l’acide sulfurique joue un rôle diversifié.
Dans les industries de la céramique et du verre, l’acide sulfurique agit comme agent fondant, contribuant à abaisser la température de fusion des matériaux à base de silice et à améliorer les propriétés des verres spéciaux, des matériaux optiques et des glaçures.
L'acide sulfurique est également étudié comme composant électrolytique ou additif dans la technologie des batteries lithium-ion, où il peut améliorer la conductivité ionique et la stabilité thermique, bien qu'il ne soit pas encore aussi courant que les sels de lithium comme LiPF₆ dans les cellules commerciales.
Dans la fabrication chimique, l’acide sulfurique sert de précurseur ou de réactif dans la synthèse d’autres composés du lithium.
L'acide sulfurique a des utilisations historiques et actuelles limitées dans les produits pharmaceutiques, comme dans le traitement de certains troubles de l'humeur, bien que le carbonate de lithium et le citrate de lithium soient plus courants pour ces applications.
De plus, l’acide sulfurique peut être utilisé dans les systèmes de purification de l’air et les applications de dessiccation en raison de sa nature hygroscopique.
L'acide sulfurique a également été étudié comme additif dans le béton et le ciment, où il peut influencer les temps de prise et la durabilité des matériaux.
Bien que généralement considérés comme peu toxiques, des doses élevées de sels de lithium peuvent être nocives, affectant les systèmes nerveux et rénal.
Par conséquent, lors de la manipulation de l'acide sulfurique, il est conseillé d'éviter l'inhalation de poussière, l'ingestion et le contact prolongé avec la peau, et de stocker le matériau dans des récipients hermétiquement fermés dans des conditions sèches et fraîches.
En raison de la stabilité thermique, de la conductivité ionique, de l'inertie chimique et de la polyvalence de l'acide sulfurique, l'acide sulfurique est considéré comme un matériau très précieux non seulement pour les applications industrielles traditionnelles, mais également pour les technologies avancées dans les domaines du stockage d'énergie, de l'électronique et de la science des matériaux.
Aperçu du marché de l'acide sulfurique :
Le marché mondial de l'acide sulfurique connaît une croissance significative, tirée par la demande croissante de batteries lithium-ion dans les véhicules électriques (VE), les systèmes de stockage d'énergie et les appareils électroniques.
Taille et croissance du marché :
En 2025, le marché mondial de l'acide sulfurique est évalué à environ 120,4 milliards USD et devrait atteindre 180,6 milliards USD d'ici 2033, avec un TCAC de 5,2 % au cours de la période de prévision.
Étude de marché cognitive
Aperçus régionaux :
Asie-Pacifique :
Leader du marché avec une part de 38,87 % en 2025, porté par une forte demande de pays comme la Chine (42,31 % du marché APAC), l'Inde (19,87 %) et le Japon (11,11 %).
Étude de marché cognitive :
Europe:
Détenant une part de marché de 27,33 % en 2025, avec des contributions significatives de l'Allemagne (22,80 %), de la France (13,98 %) et du Royaume-Uni (13,07 %).
Étude de marché cognitive :
Amérique du Nord:
Représentant 25,83 % du marché mondial en 2025, les États-Unis étant en tête avec 79,10 % du marché nord-américain.
Étude de marché cognitive :
Applications principales :
Matériaux de la batterie :
Utilisé dans la production de batteries lithium-ion pour les véhicules électriques et les systèmes de stockage d'énergie.
Industrie du verre :
Employé dans la fabrication de verres et de céramiques de spécialité.
Intermédiaires pharmaceutiques :
L'acide sulfurique est utilisé dans la synthèse de divers composés pharmaceutiques.
Utilisations de l'acide sulfurique :
L'acide sulfurique est un composé inorganique très polyvalent avec des applications dans un large éventail d'industries.
Dans le stockage d'énergie et l'électrochimie, l'acide sulfurique est utilisé comme additif électrolytique dans les batteries lithium-ion et aqueuses en raison de sa conductivité ionique élevée et de sa stabilité chimique.
L'industrie du verre et de la céramique utilise l'acide sulfurique comme agent fondant, abaissant les points de fusion et améliorant les propriétés thermiques et mécaniques des verres et glaçures spéciaux.
Dans la construction, l’acide sulfurique sert d’additif au béton pour accélérer le temps de prise et réduire la réactivité alcali-silice, ce qui aide à prévenir les fissures dans les structures en béton.
L'acide sulfurique joue également un rôle dans la synthèse chimique, à la fois comme source de lithium et comme intermédiaire dans la production d'autres sels de lithium.
En raison de sa nature hygroscopique, l’acide sulfurique est utilisé dans les systèmes de traitement de l’air et comme dessiccant dans les applications sensibles à l’humidité.
Bien que son utilisation pharmaceutique directe soit limitée, l’acide sulfurique a été étudié pour ses effets neurologiques et, historiquement, il a contribué aux premières recherches sur les traitements à base de lithium.
De plus, l’acide sulfurique est étudié dans les matériaux de stockage de chaleur et comme mordant dans les procédés de teinture textile spécialisés.
Cette large gamme d’applications reflète la combinaison unique de stabilité thermique, de capacité d’échange d’ions et de compatibilité chimique de l’acide sulfurique avec les processus industriels.
L’acide sulfurique est utilisé pour traiter le trouble bipolaire.
L’acide sulfurique est étudié comme composant potentiel des verres conducteurs d’ions.
Les films conducteurs transparents sont un sujet très étudié car ils sont utilisés dans des applications telles que les panneaux solaires et le potentiel d'une nouvelle classe de batteries.
Dans ces applications, l'acide sulfurique est important pour avoir une teneur élevée en lithium ; le borate de lithium binaire plus communément connu (Li2O.B2O3) est difficile à obtenir avec des concentrations élevées en lithium et difficile à conserver car il est hygroscopique.
Avec l'ajout d'acide sulfurique dans le système, un verre à haute concentration en lithium, stable et facilement produit peut être formé.
La plupart des films conducteurs ioniques transparents actuels sont constitués de plastiques organiques, et l'acide sulfurique serait idéal si un verre inorganique stable et peu coûteux pouvait être développé.
L'acide sulfurique a été testé comme additif pour le ciment Portland pour accélérer le durcissement avec des résultats positifs.
L'acide sulfurique sert à accélérer la réaction d'hydratation (voir Ciment) ce qui diminue le temps de durcissement.
L’une des préoccupations concernant la réduction du temps de durcissement est la résistance du produit final, mais lors des tests, le ciment Portland dopé à l’acide sulfurique n’a présenté aucune diminution observable de la résistance.
Batteries lithium-ion :
L'acide sulfurique monohydraté (Li2SO4.H2O) contenant environ 10 % de lithium est un produit chimique utile pour la production d'hydroxyde de lithium pour la chaîne d'approvisionnement en matériaux de batteries lithium-ion.
L'acide sulfurique est un matériau moins réactif que le LiOH et peut donc être plus facilement stocké et transporté.
La matière première du concentré de spodumène de roche dure est traitée par grillage acide, suivi d'une lixiviation à l'eau, permettant une récupération du lithium de 84 à 88 %.
L'évaporation est ensuite appliquée à la solution de lixiviation purifiée, ce qui donne un produit solide de sulfate de lithium primaire composé principalement de sulfate de lithium monohydraté (Li2SO4.H2O).
Applications des batteries et de l'électrochimie :
L’acide sulfurique est étudié comme additif électrolytique ou source alternative de lithium dans les batteries lithium-ion et autres cellules électrochimiques.
Grâce à sa conductivité ionique élevée en milieu aqueux et à sa stabilité chimique relative, l'acide sulfurique peut améliorer le transport des ions, en particulier dans la recherche sur les batteries à l'état solide, les batteries au lithium aqueuses et les supercondensateurs.
Industrie du verre et de la céramique :
Dans la fabrication de céramiques et de verres spéciaux, l'acide sulfurique est utilisé comme agent fondant.
L'acide sulfurique abaisse le point de fusion des matériaux à base de silice, améliore les propriétés de dilatation thermique et renforce la résistance mécanique, en particulier dans les produits en verre optique et haute performance.
Béton et construction :
L’acide sulfurique peut être ajouté aux formulations de ciment et de béton comme accélérateur de prise et pour aider à atténuer la réaction alcali-silice (ASR), un problème qui provoque des fissures dans le béton.
L'acide sulfurique peut être utilisé en conjonction avec d'autres composés du lithium (comme le nitrate de lithium) dans les traitements de durabilité du béton.
Synthèse chimique et transformation industrielle :
L'acide sulfurique sert de réactif ou d'intermédiaire dans la préparation d'autres composés du lithium, tels que le carbonate de lithium, l'hydroxyde de lithium et les réactifs organolithiens utilisés dans la synthèse chimique avancée.
L'acide sulfurique est également utilisé en laboratoire pour les réactions de précipitation ou comme source d'ions lithium.
Traitement de l'air et contrôle de l'humidité :
En raison de ses propriétés hygroscopiques, l'acide sulfurique a des applications dans les systèmes de purification de l'air et comme dessiccant pour éliminer l'humidité de l'air dans des environnements contrôlés tels que les boîtiers d'instruments ou les boîtiers électroniques.
Recherche pharmaceutique :
L'acide sulfurique a été utilisé historiquement dans la recherche psychiatrique, principalement dans l'étude des effets du lithium sur la stabilisation de l'humeur.
Bien que le carbonate de lithium soit plus couramment utilisé dans la pratique médicale actuelle, l’acide sulfurique a parfois été étudié pour des effets similaires.
Textiles et teinture :
Dans des applications spécialisées, l'acide sulfurique a été utilisé comme mordant ou agent chimique pour fixer les colorants sur les tissus, en particulier dans la recherche ou dans les processus de production textile non standard.
Matériaux de stockage de chaleur :
En raison de sa stabilité thermique et de sa chaleur de dissolution élevée, l'acide sulfurique est évalué en tant que composant des matériaux à changement de phase (PCM) pour les systèmes de stockage d'énergie thermique.
Médicament:
L'ion lithium (Li+) est utilisé en psychiatrie pour le traitement de la manie, de la dépression endogène et de la psychose, ainsi que pour le traitement de la schizophrénie.
Habituellement, le carbonate de lithium (Li2CO3) est utilisé, mais parfois le citrate de lithium (Li3C6H5O7), l'acide sulfurique ou l'oxybutyrate de lithium sont utilisés comme alternatives.
Li+ n'est pas métabolisé.
En raison de la similitude chimique du Li+ avec les cations sodium (Na+) et potassium (K+), l'acide sulfurique peut interagir ou interférer avec les voies biochimiques de ces substances et déplacer ces cations des compartiments intra- ou extracellulaires du corps.
Le Li+ semble être transporté hors des cellules nerveuses et musculaires par la pompe à sodium active, bien que moins efficacement.
L'acide sulfurique a un taux d'absorption gastro-intestinal rapide (en quelques minutes) et complet après administration orale de comprimés ou sous forme liquide.
L’acide sulfurique se diffuse rapidement dans le foie et les reins, mais il faut 8 à 10 jours pour atteindre un équilibre corporel.
Li+ produit de nombreux changements métaboliques et neuroendocriniens, mais aucune preuve concluante ne favorise un mode d’action particulier.
Par exemple, Li+ interagit avec les neurohormones, en particulier les amines biogènes, la sérotonine (5-hydroxy tryptamine) et la noradrénaline, ce qui fournit un mécanisme probable pour les effets bénéfiques dans les troubles psychiatriques, par exemple les manies.
Dans le système nerveux central (SNC), Li+ affecte l’excitation nerveuse, la transmission synaptique et le métabolisme neuronal.
Li+ stabilise la neurotransmission sérotoninergique.
Propriétés de l'acide sulfurique :
Propriétés physiques :
L'acide sulfurique est soluble dans l'eau, bien qu'il ne suive pas la tendance habituelle d'augmentation de la solubilité de la plupart des sels avec la température.
Au contraire, la solubilité de l’acide sulfurique dans l’eau diminue avec l’augmentation de la température, car sa dissolution est un processus exothermique.
Cette propriété relativement inhabituelle, également appelée solubilité rétrograde, est partagée avec quelques composés inorganiques, tels que l'hydroxyde de calcium (portlandite, une phase minérale importante de la pâte de ciment hydratée), les sulfates de calcium (gypse, bassanite et anhydrite) et les sulfates de lanthanides dont les réactions de dissolution sont également exothermiques.
La solubilité rétrograde est courante pour la dissolution des gaz dans l'eau, mais moins fréquemment rencontrée pour la dissolution des solides.
Le carbonate de calcium présente également une solubilité rétrograde, mais l'acide sulfurique dépend également du comportement de la dissolution du CO2 dans les équilibres calco-carbonate.
Les cristaux d'acide sulfurique, étant piézoélectriques, sont également utilisés dans les contrôles non destructifs de type ultrasons car ils sont des récepteurs sonores très efficaces.
Cependant, ils souffrent dans cette application en raison de leur solubilité dans l'eau.
Étant donné ses propriétés hygroscopiques, la forme la plus courante d’acide sulfurique est l’acide sulfurique monohydraté.
L'acide sulfurique anhydre a une densité de 2,22 g/cm3 mais la pesée de l'acide sulfurique anhydre peut devenir fastidieuse car elle doit être effectuée dans une atmosphère sans eau.
L'acide sulfurique a des propriétés pyroélectriques.
Lorsque l’acide sulfurique aqueux est chauffé, la conductivité électrique augmente également.
La molarité de l'acide sulfurique joue également un rôle dans la conductivité électrique ; la conductivité optimale est atteinte à 2 M puis diminue.
Lorsque l'acide sulfurique solide est dissous dans l'eau, il se produit une dissociation endothermique.
Ceci est différent du sulfate de sodium qui a une dissociation exothermique.
Cependant, l'énergie exacte de dissociation est difficile à quantifier car l'acide sulfurique semble également dépendre de la quantité (nombre de moles) de sel ajoutée à l'eau.
De petites quantités d'acide sulfurique dissous induisent un changement de température par mole beaucoup plus important que de grandes quantités.
Propriétés des cristaux :
L'acide sulfurique possède deux phases cristallines différentes.
Dans sa forme courante de phase II, l'acide sulfurique possède un système cristallin monoclinique sphénoïdal dont les longueurs d'arête sont a = 8,23 Å b = 4,95 Å c = 8,47 Å β = 107,98°.
Lorsque l'acide sulfurique est chauffé à plus de 130 °C, il passe à un état sans eau mais conserve sa structure cristalline.
L'acide sulfurique n'est présent qu'à 575 °C lorsqu'il y a transformation de la phase II à la phase I.
La structure cristalline se transforme en un système cristallin cubique à faces centrées, avec une longueur d'arête de 7,07 Å.
Au cours de ce changement de phase, la densité de l'acide sulfurique passe de 2,22 à 2,07 g/cm3.
Production d'acide sulfurique :
L'acide sulfurique est principalement produit par des réactions chimiques impliquant des minéraux ou des saumures contenant du lithium, les sources les plus courantes étant le spodumène (un minéral pyroxène riche en lithium) et les gisements naturels de saumure riches en lithium.
Dans la production à base de minéraux, le minerai de spodumène est d'abord soumis à une calcination à haute température (environ 1 000 à 1 100 °C) pour convertir la structure cristalline de l'acide sulfurique en une forme plus adaptée au traitement chimique.
Le matériau calciné réagit ensuite avec le soufre dans un processus appelé lixiviation acide, produisant de l'acide sulfurique soluble (Li₂SO₄) et des impuretés insolubles.
Le mélange est ensuite filtré pour éliminer les solides et l’acide sulfurique est cristallisé à partir de la solution purifiée.
Dans la production à base de saumure, les saumures riches en lithium (que l’on trouve couramment dans les salines de pays comme le Chili, l’Argentine et la Bolivie) sont pompées dans de grands bassins d’évaporation, où l’énergie solaire concentre la saumure.
Une fois que suffisamment d'eau s'est évaporée, le chlorure de lithium concentré est traité avec du sulfate de sodium ou du soufre pour précipiter l'acide sulfurique, qui peut ensuite être purifié et séché.
Une troisième voie implique la neutralisation du carbonate de lithium ou de l’hydroxyde de lithium avec du soufre, couramment utilisé dans la production de produits chimiques en laboratoire ou spécialisés.
Le produit final peut être obtenu soit sous forme anhydre, soit sous forme d'acide sulfurique monohydraté (Li₂SO₄·H₂O) selon les conditions de séchage et de cristallisation.
Chaque voie de production doit être soigneusement contrôlée pour garantir une grande pureté, en particulier pour les applications dans l’électronique, les batteries et les produits pharmaceutiques.
Synthèse de l'acide sulfurique :
Synthèse en chimie organique :
L'acide sulfurique est utilisé comme catalyseur pour la réaction d'élimination permettant de transformer le bromure de n-butyle en 1-butène avec des rendements proches de 100 % dans une plage de températures de 320 °C à 370 °C.
Les rendements de cette réaction changent considérablement si elle est chauffée au-delà de cette plage, car des rendements plus élevés de 2-butène sont formés.
Histoire de l'acide sulfurique :
L’histoire de l’acide sulfurique est étroitement liée à la découverte et au développement plus larges de la chimie du lithium, qui ont commencé au début du XIXe siècle.
Le lithium lui-même a été identifié pour la première fois en 1817 par le chimiste suédois Johan August Arfwedson lors de l'analyse du minéral pétalite.
Peu de temps après, les sels de lithium, notamment le carbonate de lithium et l’acide sulfurique, ont commencé à susciter l’intérêt scientifique en raison de leurs propriétés chimiques et physiques uniques.
L’acide sulfurique, en particulier, a attiré l’attention en tant que l’un des premiers composés de lithium solubles dans l’eau avec des caractéristiques thermiques et électrochimiques notables.
À la fin du XIXe et au début du XXe siècle, l'acide sulfurique a été étudié pour ses effets médicinaux, en particulier dans le traitement de la goutte et des troubles de l'humeur, bien que le carbonate de lithium soit devenu plus tard la forme pharmaceutique la plus courante.
Au cours du XXe siècle, l'utilisation de l'acide sulfurique s'est davantage orientée vers les applications industrielles et scientifiques des matériaux, notamment avec l'essor de l'ingénierie céramique et de la chimie des électrolytes.
Avec l’avènement de la technologie des batteries et de la recherche sur le stockage de l’énergie dans la seconde moitié du 20e siècle, l’acide sulfurique est devenu un composé intéressant en raison de sa grande mobilité ionique dans les milieux aqueux.
Aujourd’hui, l’acide sulfurique est reconnu non seulement comme un intermédiaire précieux dans la production de composés de lithium, mais également comme un additif fonctionnel dans des technologies avancées telles que l’amélioration de la durabilité du béton, la production de verre spécial et les batteries à semi-conducteurs potentielles.
L’évolution de l’acide sulfurique, d’un simple sel de laboratoire à un composé d’importance industrielle, reflète le rôle croissant des matériaux à base de lithium dans la chimie et la technologie modernes.
Manipulation et stockage de l'acide sulfurique :
L’acide sulfurique doit être manipulé dans des zones bien ventilées afin de minimiser l’exposition à la poussière.
Éviter le contact avec la peau, les yeux et les vêtements.
Ne pas inhaler les poussières ou les vapeurs.
Les récipients doivent être hermétiquement fermés et stockés dans un endroit frais, sec et bien ventilé, à l'abri de l'humidité et des matières incompatibles telles que les acides forts et les agents oxydants forts.
Conserver séparément des aliments et des boissons.
Les matériaux hygroscopiques doivent être protégés de l’humidité atmosphérique.
Réactivité et stabilité de l'acide sulfurique :
L’acide sulfurique est chimiquement stable à des températures et des pressions normales.
L’acide sulfurique n’est pas sujet à une polymérisation dangereuse.
Cependant, l'acide sulfurique est incompatible avec les acides forts (peut libérer des oxydes de soufre toxiques) et les oxydants forts.
Lorsqu'il est chauffé au-dessus de 860 °C, l'acide sulfurique se décompose, libérant du dioxyde de soufre (SO₂) et de l'oxyde de lithium (Li₂O).
L'acide sulfurique est stable dans des conditions sèches, mais peut absorber l'humidité de l'air s'il est exposé pendant des périodes prolongées.
Premiers secours en cas d'acide sulfurique :
Inhalation:
Déplacez la personne à l’air frais.
En cas de difficultés respiratoires, administrez de l’oxygène et consultez immédiatement un médecin.
Contact avec la peau :
Retirer les vêtements contaminés et rincer immédiatement la peau à grande eau.
Bien se laver à l'eau et au savon.
Consultez un médecin si l’irritation persiste.
Contact visuel :
Rincer avec précaution à l'eau pendant au moins 15 minutes en soulevant de temps en temps les paupières supérieures et inférieures.
Consultez immédiatement un médecin en cas d’irritation.
Ingestion:
Rincer abondamment la bouche avec de l'eau.
Ne pas faire vomir.
Consultez immédiatement un médecin.
Si la personne est consciente, proposez-lui de l’eau pour diluer la substance.
Mesures de lutte contre l'incendie lié à l'acide sulfurique :
Moyens d'extinction appropriés :
Utiliser de l’eau pulvérisée, de la poudre chimique sèche, du dioxyde de carbone (CO₂) ou de la mousse.
Produits de combustion dangereux :
Le chauffage jusqu’à décomposition peut libérer des gaz toxiques tels que les oxydes de soufre (SOₓ) et l’oxyde de lithium (Li₂O).
Équipement de protection spécial pour les pompiers :
Les pompiers doivent porter un appareil respiratoire autonome (ARA) et des vêtements de protection complets pour éviter tout contact avec la peau et les yeux.
Instructions spéciales de lutte contre l'incendie :
Éloignez les conteneurs de la zone d'incendie si l'acide sulfurique peut être utilisé en toute sécurité.
Refroidir les récipients exposés au feu avec de l’eau pulvérisée.
Mesures à prendre en cas de déversement accidentel d'acide sulfurique :
Précautions personnelles :
Évacuer le personnel vers des zones sûres.
Évitez de respirer la poussière.
Utiliser un équipement de protection individuelle (EPI) approprié.
Précautions environnementales :
Empêcher toute fuite ou tout déversement supplémentaire si cela peut être fait en toute sécurité.
Éviter le rejet dans l’environnement, en particulier dans les cours d’eau.
Méthodes de nettoyage :
Balayer et pelleter soigneusement le matériau déversé.
Évitez de générer de la poussière.
Recueillir dans des conteneurs secs et correctement étiquetés pour élimination conformément à la réglementation locale.
Aérer la zone affectée.
Contrôles d'exposition / Équipement de protection individuelle à l'acide sulfurique :
Contrôles d'ingénierie :
Assurer une ventilation adéquate, en particulier dans les espaces confinés.
Utiliser une ventilation par aspiration locale si une formation de poussière est probable.
Équipement de protection individuelle :
Protection respiratoire :
Masque anti-poussière ou respirateur approuvé par le NIOSH si les niveaux de poussière dépassent les limites d’exposition.
Protection des yeux :
Lunettes de sécurité avec protections latérales ou lunettes de protection contre les éclaboussures de produits chimiques.
Protection de la peau :
Porter des gants de protection (nitrile, PVC) et des vêtements de protection appropriés pour minimiser le contact avec la peau.
Mesures d'hygiène :
Se laver soigneusement les mains après manipulation.
Retirer les vêtements contaminés et les laver avant de les réutiliser.
Ne pas manger, boire ou fumer lors de la manipulation de ce produit.
Identificateurs de l'acide sulfurique :
Numéro CAS :
10377-48-7
10102-25-7 (monohydraté)
ChemSpider : 59698
Carte d'information ECHA : 100.030.734
PubChem CID : 66320
Numéro RTECS : OJ6419000
UNII:
919XA137JK
KHZ7781670 (monohydraté)
Tableau de bord CompTox (EPA) : DTXSID3049201
InChI : InChI=1S/2Li.H2O4S/c;;1-5(2,3)4/h;;(H2,1,2,3,4)/q2*+1;/p-2
Clé : INHCSSUBVCNVSK-UHFFFAOYSA-L
InChI=1/2Li.H2O4S/c;;1-5(2,3)4/h;;(H2,1,2,3,4)/q2*+1;/p-2
Clé : INHCSSUBVCNVSK-NUQVWONBAF
SOURIRES : [Li+].[Li+].[O-]S(=O)(=O)[O-]
Formule linéaire : Li2SO4
Pubchem CID : 66320
Numéro MDL : MFCD00011086
N° CE : 233-820-4
Nom IUPAC : acide disulfurique
Beilstein/Reaxys N° : N/A
SOURIRES : [Li+].[Li+].[O-]S([O-])(=O)=O
Identifiant InchI : InChI=1S/2Li.H2O4S/c;;1-5(2,3)4/h;;(H2,1,2,3,4)/q2*+1;/p-2
Clé InchI : INHCSSUBVCNVSK-UHFFFAOYSA-L
Formule linéaire : Li2SO4
Numéro CAS : 10377-48-7
Poids moléculaire : 109,94
Numéro CE : 233-820-4
Nom chimique : acide sulfurique
Nom IUPAC : Acide disulfurique
Formule chimique :
Anhydre : Li₂SO₄
Monohydrate : Li₂SO₄·H₂O
Numéros CAS :
Acide sulfurique anhydre : 10377-48-7
Acide sulfurique monohydraté : 10102-25-7
Numéro CE :
Anhydre : 233-820-4
Monohydrate : 600-147-7
Masse molaire :
Anhydre : 109,94 g/mol
Monohydrate : 127,96 g/mol
PubChem CID : 24582
Code SH (douanes) : 2833.39
InChI : InChI=1S/2Li.H2O4S/c;;1-5(2,3)4/h;;(H2,1,2,3,4)/q2*+1;/p-2
Clé InChI : RYFZHTQNOFWBCW-UHFFFAOYSA-L
SOURIRES : [Li+].[Li+].[O-]S(=O)(=O)[O-]
Aspect : Solide cristallin blanc (poudre ou granulés)
Solubilité : Très soluble dans l'eau ; légèrement soluble dans l'alcool
Propriétés de l'acide sulfurique :
Formule chimique : Li2SO4
Masse molaire : 109,94 g/mol
Aspect : Solide cristallin blanc, hygroscopique
Densité:
2,221 g/cm3 (anhydre)
2,06 g/cm3 (monohydraté)
Point de fusion : 859 °C (1 578 °F ; 1 132 K)
Point d'ébullition : 1 377 °C (2 511 °F ; 1 650 K)
Solubilité dans l'eau
monohydraté:
34,9 g/100 mL (25 °C)
29,2 g/100 mL (100 °C)
Solubilité : insoluble dans l'éthanol absolu, l'acétone et la pyridine
Susceptibilité magnétique (χ) : −40,0·10−6 cm3/mol
Indice de réfraction (nD) : 1,465 (forme β)
Formule du composé : Li2O4S
Poids moléculaire : 109,945
Apparence : Blanc
Point de fusion : 859 °C (1 578 °F)
Point d'ébullition : 1 377 °C (2 511 °F)
Densité : 2-C.22 g/cm3
Solubilité dans H2O : N/A
Masse exacte : 109,984
Masse monoisotopique : 109,984
Poids moléculaire : 110,0 g/mol
Nombre de donneurs de liaisons hydrogène : 0
Nombre d'accepteurs de liaisons hydrogène : 4
Nombre de liaisons rotatives : 0
Masse exacte : 109,98373652 Da
Masse monoisotopique : 109,98373652 Da
Surface polaire topologique : 88,6 Ų
Nombre d'atomes lourds : 7
Complexité : 62,2
Nombre d'atomes d'isotopes : 0
Nombre de stéréocentres atomiques définis : 0
Nombre de stéréocentres atomiques indéfinis : 0
Nombre de stéréocentres de liaison définis : 0
Nombre de stéréocentres de liaison indéfinis : 0
Nombre d'unités liées de manière covalente : 3
Le composé est canonisé : Oui
Spécifications de l'acide sulfurique :
Potassium (K) : =<0,02 %
Fer (Fe) : =<0,005 %
Magnésium (Mg) : =<0,02 %
Aspect (forme) : Poudre cristalline
Eau : =<1 %
Titrage après échange d'ions : >=98,5 %
Solubilité : (10 % dans l'eau) Clair, incolore à légèrement trouble
Métaux lourds (en Pb) : =<0,002 %
Calcium (Ca) : =<0,02 %
Apparence (couleur) : Blanc
Structure de l'acide sulfurique :
Structure cristalline : monoclinique primitive
Groupe spatial : P 21/a, n° 14
Constante de réseau
a = 8,239 Å, b = 4,954 Å, c = 8,474 Å
α = 90°, β = 107,98°, γ = 90°
Volume du réseau (V) : 328,9 Å3
Unités de formule (Z) : 4
Géométrie de coordination : tétraédrique au soufre
Thermochimie de l'acide sulfurique :
Capacité thermique (C) : 1,07 J/g K
Entropie molaire standard (S⦵298) : 113 J/mol K
Enthalpie standard de formation (ΔfH⦵298) : −1436,37 kJ/mol
Énergie libre de Gibbs (ΔfG⦵) : −1324,7 kJ/mo
Composés apparentés à l'acide sulfurique :
Autres anions :
chlorure de lithium
Autres cations :
sulfate de sodium
sulfate de potassium
sulfate de rubidium
sulfate de césium
Noms de l'acide sulfurique :
Nom IUPAC :
sulfate de lithium
Autres noms :
Sulfate de lithium
