Acido politionico: corrosione, politionati

L’acido politionico è un ossiacido dello zolfo che ha formula generale H₂S_nO₆ con n > 2 come l’acido tritionico H₂S₃O₆ e tetrationico H₂S₄O₆.
L’acido ditionico H₂S₂O₆ non appartiene a questa categoria di acidi presentando proprietà diverse. La struttura dell’acido politionico è quindi:

In esso lo zolfo presenta due numeri di ossidazione: quelli che si trovano alle estremità hanno numero di ossidazione +5 mentre quelli centrali hanno numero di ossidazione zero. Questi ultimi sono disposti a zig-zag formando angoli di circa 106°. È classificato come un ossoacido e presenta una catena di zolfo non ramificata e lineare

Sebbene il numero di atomi di zolfo nella catena possa essere elevato, gli acidi politionici più noti hanno n che varia da 3 a 6. L’acido politionico  può essere sintetizzato facendo reagire solfuro di idrogeno e anidride solforosa in una soluzione acquosa. Questa reazione avviene in condizioni operative tipiche, tra cui pressione ambiente, temperatura e un intervallo di pH da 3 a 2.

Politionati

I politionati sono le basi coniugate dell’acido e sono stabili e facilmente isolabili. Hanno formula generale S_n(SO₃)₂^2- e si ottengono spesso dall’ossidazione del tiosolfato. Ad esempio dall’ossidazione del tiosolfato con lo iodio si ottiene il tetrationato secondo la reazione utilizzata nella iodometria:
2 S₂O₃^2- + I₂ → S₄O₆^2- + 2 I^–

Sono stati isolati da una soluzione acquosa di anidride solforosa e acido solfidrico nota come soluzione di Wackenroder in onore del farmacista e chimico tedesco Heinrich Wilhelm Ferdinand Wackenroder.

Gli anioni politionato sono specie che mostrano un comportamento anfipatico nell’acqua e formano, insieme allo zolfo delle emulsioni

Acido politionico e corrosione

L’acido politionico è il responsabile della tensocorrosione dei materiali metallici normalmente duttili presenti negli impianti delle industrie petrolifere. Nel settore petrolifero e del gas, dove spesso sorgono sfide dovute alla lavorazione e alla gestione di materiali che contengono zolfo, comprendere la corrosione dovuta all’acido politionico è di fondamentale importanza. Questa forma di corrosione può avere un impatto significativo su infrastrutture e attrezzature, portando all’assottigliamento di componenti critici e a un rischio elevato di guasti strutturali. Ciò, a sua volta, può causare perdite, rotture e, potenzialmente, incidenti.

Inoltre, la corrosione da acido politionico riduce la durata operativa delle attrezzature, richiedendo una costosa manutenzione o sostituzione. Può anche ostacolare l’efficienza dei processi essenziali, portando a una riduzione della produzione e a un maggiore consumo di energia.

L’acido politionico si forma in presenza di umidità, ossigeno e zolfo. Quest’ultimo può provenire da materie prime, additivi o combustibili.
Durante il funzionamento degli impianti nelle raffinerie e negli impianti petrolchimici, si formano scaglie di cromo o solfuro di ferro.

Dopo l’esposizione all’aria il solfuro si ossida a acido politionico per reazione secondo la reazione:
8 FeS + 11 O₂ + 2 H₂O → 4 Fe₂O₃ + 2 H₂S₄O₆

Usi

L’acido politionico può essere utilizzato