Việc sử dụng điện để cô đặc H2SO4 (axit sulfuric) có thể thực hiện được, nhưng tiêu thụ năng lượng là một vấn đề lớn. Hãy xem xét các yếu tố năng lượng liên quan.
Theo các nguồn tham khảo, khi 2 mol hydro và 1 mol oxy kết hợp, tạo thành 2 mol H2O, khoảng 481kJ năng lượng được giải phóng. Do đó, theo định luật bảo toàn năng lượng, quá trình ngược lại sẽ đòi hỏi một lượng năng lượng tương đương. Điều này có nghĩa là, để loại bỏ 36g H2O, cần khoảng 481kJ năng lượng.
Giả sử chúng ta có 500g dung dịch axit sulfuric loãng, chứa 100g H2SO4 và 400g nước. Để loại bỏ nước, chúng ta cần loại bỏ 400g H2O, tương đương khoảng 11 lần 481kJ năng lượng, tức là khoảng 5291kJ.
Với nguồn điện 1kW (1kW tương đương 1kJ/giây), việc làm khô axit này có thể mất khoảng một tiếng rưỡi, chưa kể năng lượng thất thoát do nhiệt và điện trở. Điều này cho thấy phương pháp này có thể phù hợp cho các thí nghiệm nhỏ lẻ, nhưng không kinh tế cho việc xử lý lượng lớn axit hoặc sử dụng lâu dài do chi phí điện năng cao.
Xét về năng lượng cần thiết để đun sôi hỗn hợp, vẫn sử dụng 500g dung dịch axit sulfuric. Cần lưu ý rằng, trong thực tế, lượng năng lượng cần thiết có thể cao hơn một chút do sự thất thoát nhiệt. Nhiệt dung riêng của nước là khoảng 4.18J/g. Do đó, để tăng nhiệt độ của 500g dung dịch lên 1 độ C, cần khoảng 2.9kJ năng lượng. Để tăng nhiệt độ từ 20 độ C lên khoảng 300 độ C (điểm sôi của axit sulfuric azeotropic), cần khoảng 900kJ năng lượng.
Tuy nhiên, con số này có thể được đánh giá quá cao, vì khối lượng sẽ liên tục giảm do sự bay hơi của hơi nước, làm giảm lượng năng lượng cần thiết để tăng nhiệt độ. Dù vậy, đây vẫn không phải là một phương pháp kinh tế để cô đặc H2SO4.
Một ứng dụng khác liên quan đến H2SO4 và O2 là sản xuất hydro peroxide (H2O2) thông qua điện phân H2SO4. Theo thời gian, axit sulfuric có thể chuyển đổi thành H2O2. Tuy nhiên, thông tin này cần được xác minh từ các nguồn tin cậy hơn.
Việc nghiên cứu các phản ứng liên quan đến H2SO4 và O2 là rất quan trọng trong nhiều lĩnh vực, từ sản xuất hóa chất đến xử lý môi trường. Cần tiếp tục nghiên cứu để tìm ra các phương pháp hiệu quả và kinh tế hơn để tận dụng các phản ứng này.
