سولفوریک اسید

سولفوریک اسید چیست؟

h2so4 یک خورنده قوی می باشد که بخش زیادی از باران های اسیدی را تشکیل می دهد و قطرات باران با آلاینده های موجود در هوا واکنش داده و تولید اسید می کند. این ماده تا حدودی خطرناک است و با فلزات نیز واکنش می دهد و هر چه قدر دمای آن بالاتر رود مقدار این واکنش بیشتر است ولی بر روی جیوه و سرب تاثیری ندارد.  اسید سولفوریک به نام اسید ماتلینگ یا روغن ویتریول نیز شناخته می شود. ماهیت اسیدی قوی داشته و خورنده است. در غلظت های بالاتر، به عنوان یک عامل اکسید کننده و عامل خشک کننده عمل می کند. این مایع شربتی است که بی بو و بدون رنگ بوده و محلول در آب است و با حل شدن در آب گرما آزاد می کند.از سولفوریک اسید به طور گسترده ای در تولید کود و همچنین در سنتز شیمیایی و فرآیندهای فاضلاب استفاده می شود.

اسید سولفوریک که در گذشته جوهر گوگرد خوانده می‌شد، نوعی اسید معدنی است که از عناصر گوگرد، اکسیژن و هیدروژن تشکیل می‌شود و فرمول شیمیایی آن H2SO4 است. این ماده یک مایع بی‌رنگ، بی‌بو، و با گرانروی بالا است که در آب انحلال پذیر بوده و واکنش ترکیب شدن آن با آب بسیار گرمازا است.

تاریخچه اسید سولفوریک

در ابتدا سولفوریک اسید توسط زکریای رازی کشف شده و او از طریق تقطیر کانی‌های سولفات آهن، مس سولفات این اسید را ایجاد کرده است.

مشخصات فیزیکی اسید سولفوریک

1. سولفوریک اسید مایعی شفاف، بی رنگ و روغنی است.
2. نقطه ذوب: ۱۰.۳۵ درجه سانتی گراد
3. نقطه جوش: ۳۱۵-۳۳۸ درجه سانتی گراد
4. چگالی بخار: ۳.۴
5. وزن مخصوص: ۱.۸۴.

مشخصات شیمیایی سولفوریک اسید

اسید سولفوریک بسیار واکنش پذیر و خورنده بوده و در آب و الکل اتیلیک محلول است. واکنش قوی آن ممکن است مواد آلی (کاغذ سبک یا سایر مواد قابل احتراق) را در صورت مخلوط شدن با یکدیگر مشتعل کند.

کاربردهای سولفوریک اسید چیست؟

این ماده با داشتن ویژگی های شیمیایی و فیزیکی فراوان در صنایع گوناگون قابل استفاده است. از عمده ترین مصارف آن که حدود ۶۰ درصدآن را تشکیل می دهد، تولید کودهای شیمیایی است. در ادامه شما را با کاربردهای این ماده پر مصف در صنایع گوناگون آشنا می کنیم.

کود سولفوریک اسید:

از این ماده برای تولید کود آمونیوم سولفات استفاده می شود که موجب جبران گوگرد در خاک می شود. در زمان استفاده، این نوع کود با آهک های در خاک واکنش می دهد و موجب تولید سولفات کلسیم آبدار می شود، که به آن گچ کشاورزی می گویند. از این واکنش همچنین سولفات منیزیم به وجود می آید.

استفاده از سولفوریک اسید در کشاورزی، همچنین موجب نفوذپذیری آب و هوا در خاک رس می شود. خاک رس در زمان آبیاری آب کمی را جذب کرده و حتی ممکن است بعد از چند روز آبیاری هنوز آب به ریشه آن نرسیده باشد. استفاده از اسید سولفوریک در این خاک موجب جلوگیری از آسیب به ریشه گیاه می شود. همچنین این ماده در ریشه درخت پسته تاثیر زیادی دارد و کشاورزان دیگر به دلیل نامرغوب بودن خاک دچار ضرر نمی شوند. البته لازم به ذکر است که کشورزان نباید بیش از حد از آن استفاده کنند.

کاربرد اسید سولفوریک در شوینده:

sulfuric acid دارای توانایی بالای هیدرولیز قوی است و قادر است که چربی ها ولیپیدها را به راحتی حل کند. از این رو از آن به عنوان حلال چربی ها و لیپیدها در شوینده ها استفاده می کنند.

پالایش نفت با سولفوریک اسید:

در زمان پالایش نفت دو نوع تصفیه شیمیایی و تصفیه با هیدروژن صورت می گیرد که پالایش با این ماده از نوع تصفیه شیمیایی می باشد. از اسید سولفوریک در تبدیل ترکیبات اتیلنی به استر های محلول در اسید استفاده می کنند و برای تصفیه فرآورده های سفید مانند بنزین و نفت سفید فابل استفاده هستند. هدف از استفاده آن، خنثی کردن ترکیبات بازی، حذف ترکیبات اکسیژن دار و اکسیده کردن مرکاپتان ها به دی سولفید های کم ضرر می باشد.

تصفیه آب با اسید سولفوریک:

h2so4 مانند سیلیس در تصفیه آب نیز موثر است. آب های ورودی به دستگاه شیرین کن RO دارای PH خنثی و یا به میزانی اسیدی است؛ به دلیل این که موجب افزایش حلالیت یون های فلزی در سطح ممبرین ها و در نهایت کاهش میزان گرفتگی ممبرین ها می شود. یک واحد تزریق اسید داریم که موجب تنظیم PH می شود. تزریق سولفوریک اسید موجب کاهش PH آب شده و از آن برای شست وشو ممبرین های دستگاه های تصفیه آب RO یا CIP استفاده می کنند.

اسید سولفوریک در تولید مواد شیمیایی

استفاده از سولفوریک اسید در تولید مواد شیمیایی شامل ساخت کاپرولاکتام برای الیاف نایلون و دی اکسید تیتانیوم است که یک رنگدانه سفید روشن است. علاوه بر این، اسید سولفوریک (h2so4) برای تولید اسید هیدروفلوئوریک که جایگزین کلروفلوئوروکربن ها (CFCs) شده است برای استفاده در یخچال ها یا سیستم های هوا ضروری است.

اسید سولفوریک به عنوان بهترین حلال در صنایع

نمک های سولفاتی مانند سولفات کلسیم (گچ) و سولفات هیدروژن از مشتقات این اسید خاص هستند. اگرچه سولفیت های فلزی معمولاً به راحتی در آب حل نمی شوند، سایر نمک های سولفات کاملاً برعکس هستند و اسید سولفوریک را به یکی از در دسترس ترین و بهترین حلال ها برای استفاده در طیف گسترده ای از صنایع تبدیل می کند.

مکمل های معدنی در بخش سلامت و سدیم لورت سولفات در شامپو و لوازم بهداشتی نمونه های دیگری از نمک های سولفات هستند. این ذرات هستند که به باران اسیدی کمک می کنند، اما در عین حال، ممکن است نقش محافظتی جزئی به عنوان ذرات معلق در هوا نسبت به انتشار تابش خورشید داشته باشند.

سولفوریک اسید (h2so4) برای تولید مواد منفجره

از اسید سولفوریک برای ساختن مواد منفجره نیز استفاده می شود. افزودن اسید نیتریک و سولفوریک اسید به سلولز باعث ایجاد نیتروسلولز بسیار قابل اشتعال می شود. به همین دلیل، خرید اسید سولفوریک در مقادیر زیاد نیاز به مجوز دارد. اسید سولفوریک گرید تجاری با حداقل غلظت ۹۵ درصد به فروش می رسد.

اسید سولفوریک در آزمایشگاه

در آزمایشگاه، سولفوریک اسید به عنوان عامل خشک کننده و در تجزیه و تحلیل کمی که غلظت محلول با استفاده از روشی به نام تیتراسیون محاسبه می شود، استفاده می شود. هر گاه آب به اسید اضافه شود، یون های هیدروژن با بار مثبت از اسید از طریق اهدای پروتون آزاد می شوند. بازها یا قلیاها مانند هیدروکسید سدیم در مجاورت آب به دلیل پذیرش پروتون یون های هیدروکسید با بار منفی تولید می کنند.

بسته به مقدار اسید یا قلیا در یک محلول، می توان غلظت آن را با افزودن نقطه مقابل آن محاسبه کرد و فهمید که چه زمانی بارهای منفی و مثبت یکدیگر را خنثی کرده و به هم می پیوندند و مولکول آب را تشکیل می دهند. مثلا، هنگامی که اسید سولفوریک (h2so4) و هیدروکسید سدیم (NaOH) مخلوط می شوند، واکنش داده و مولکول های آب را تشکیل می دهند.

اسید سولفوریک در صنعت موتور

اسید سولفوریک یک الکترولیت است. الکترولیت محلولی است که در آن یون ها وجود دارد. باتری های سرب اسیدی در خودروها از مجموعه ای از صفحات اکسید سرب با شارژ مثبت غوطه ور در الکترولیت و صفحات سرب خالص با شارژ منفی که به طور مشابه غوطه ور شده اند، تشکیل شده اند. این الکترولیت اسید سولفوریک رقیق شده (تقریباً ۳۳٪) است. به همین دلیل است که سولفوریک اسید اغلب به عنوان اسید باتری شناخته می شود .

باتری های خودرو انرژی شیمیایی را ذخیره کرده و از طریق واکنش هیدروژن، اکسیژن، سرب و گوگرد با یکدیگر، آن را به انرژی الکتریکی تبدیل می کنند. وجود آب مقطر (خالص) در اسید سولفوریک هیدروژن و سولفات تولید می کند. الکترون‌های منفی آزاد شده از صفحه منفی به صفحه مثبت می‌روند، در حالی که یون‌های سولفات جایگزین این اتلاف در صفحه با بار منفی (الکترود) می‌شوند و متعاقباً با سرب واکنش می‌دهند و سولفات سرب را تشکیل می‌دهند. اسید سولفوریک برای این واکنش عالی است زیرا یک اسید دی پروتیک است که می تواند دو پروتون خود را به طور همزمان آزاد کند.

اسید سولفوریک در صنایع غذایی

سولفوریک اسید اغلب در صنایع غذایی برای کم‌آبی کردن برخی از خوراکی‌ها مانند میوه‌ها یا توقف رشد باکتری‌ها و سایر میکروب‌های مضر که فرآیند پوسیدگی را تسریع می‌کنند، استفاده می‌شود. از آن به صورت اسپری برای نگهداری گوشت یا مرغ استفاده می شود. اسید سولفوریک (h2so4) نیز یک افزودنی غذایی همه منظوره است که در نوشیدنی های الکلی و پنیر استفاده می شود.

برای خشک کردن میوه ها، توانایی اسید سولفوریک در حذف آب بسیار مورد توجه است. هنگامی که در حضور آب، سولفوریک اسید واکنش نشان می دهد و H 3 O + (هیدرونیوم) و HSO 4 – (سولفات هیدروژن) تشکیل می دهد. واکنش بعدی هیدروژن سولفات را با آب ترکیب می کند تا H 3 O + و SO 4 2- یا سولفات بیشتری تولید کند. اسید سولفوریک به سرعت pH هر بافتی را که با آن تماس پیدا می کند کاهش می دهد.

با این حال، در فرآیندهای خشک کردن میوه، اسید سولفوریک و h2so4 غلیظ در تماس مستقیم با میوه نیست، بلکه برای خشک کردن هوای اطراف آن، حذف رطوبت و در نتیجه کمک و تسریع فرآیند کم آبی استفاده می شود.

از دیگر کاربرد سولفوریک اسید می توان به موارد زیر اشاره کرد:

• رنگ نقاشی؛
• استخراج فلزات؛
• تولید انواع حشره کش؛
• صنایع کاغذسازی، روزنامه، مقوا و تولید دستمال کاغذی؛
• فرایندهای نیتروژن دار کردن؛
• تولید دترجنت ها؛
• تولید اسید هیدروفلوریک ؛
• ساخت چسب؛
• تولید فنل؛
• تولید ضد یخ؛
• تولیدپروپانول.

خطرات اسید سولفوریک چیست؟

به دلیل این که این ماده یک نوع اسید قوی است بنابراین در زمان استفاده از آن باید تمامی نکات ایمنی را رعایت کرد. در صورت تماس سولفوریک اسید با بدن می تواند موجب تحریکات شدید پوستی و سوختگی و آسیب به چشم ها می شود. این نوع تماس ممکن است موجب ضایعات چشمی و حتی نابینایی شود. استنشاق این ماده نیز موجب بروز سرفه، تحریک ریه ها و تنگی نفس می شود.

در ضمن این ماده اسیدی بسیار خطرناک است و با آب واکنش می دهد و در نتیجه موجب گرمازایی زیادی می شود. اگر شما قصد رقیق سازی این ماده را دارید به هیچ وجه آن را با آب مخلوط نکنید، زیرا در واکنش اسید سولفوریک با آب، موجب پاشش و جوشش اسید می شود. برای رقیق سازی با آن را کم کم به آب اضافه کنید.

فرایند تولید سولفوریک اسید:

H2SO4 یکی از مهم ترین مواد شیمیایی صنعتی می باشد که با استفاده از فرایند مجاورت تولید می شود. در گام اول گوگرد در مجاورت اکسیژن، اکسید و ترکیب می شود و گوگرد دی اکسید به دست می آید.

S(s) + O_۲(g) → SO_۲(g)

در گام بعدی گوگرد دی اکسید در مجاورت یک کاتالیزگر با اکسیژن اضافه، به گوگرد تری اکسید، اکسید می شود.

SO_۲(g) + O_۲(g) → SO_۳(g)

در گام بعدی با واکنش گوگرد تری اکسید با آب، محلول سولفوریک اسید تشکیل می شود.

SO_۳(g) + H_۲O(l) → H_۲SO_۴(aq)

با انجام مجدد مراحل بالا و  فوت کردن گوگرد تری اکسید درون محلول اسید سولفوریک، پیروسولفوریک اسید (H_۲S_۲O_۷) به دست می آید.

فروش اسید سولفوریک صنعتی، خوراکی و کشاورزی

قیمت سولفوریک اسید متناسب با قیمت جهانی گوگرد می باشد. جدای از این عامل، موارد دیگری مانند قیمت جهانی سوخت، بازار مصرف و نوع بسته بندی آن در قیمت این ماده تاثیر گذار است. sulfuric acid در گرید های صنعتی در سه نوع مختلف تولید می شود:

اسید سولفوریک خوراکی چیست؟

در بسیار از نقاط جهان مانند اروپ، تولید کنندگان مواد غذایی از محلول های رقیق سولفوریک اسید خوراکی استفاده می کنند. این ماده به عنوان کنترل کننده PH و نگهدارنده با هدف جلوگیری از رشد باکتری و میکروب های مضر استفاده می شود.

نتیجه گیری:

حال این سوال پیش می آید که اسید سولفوریک ۹۸ درصد یعنی چه، این نوع داری پایداری زیادی است از این رو فروش بهتری نسبت به بقیه انواع آن دارد. شما در این مطلب از سایت آرا سنگ الوند با خطرات، کاربرد سولفوریک اسید و شباهت آن با سیلیس، آشنا شدید و همچنین پاسخ سوال سولفوریک اسید چیست؟ را دریافتید. همچنین اگر شما قصد دارید تا با فرمول سولفوریک اسید (h2so4) آشنا شوید و درباره این ماده معدنی بیشتر بدانید، این مقاله را با دقت مطالعه نماید.

سوالات متداول

• سولفوریک اسید چیست؟

اسیدی معدنی و بسیار قوی است که با هر نوع درصدی در آب حل می شود و فرمول شیمیایی آن H2SO4 است. این ماده دارای مولکول های قطبی می باشد که پیوند هیدروژنی دارند.

• کاربرد h2so4 را نام ببرید؟

کودهای شیمیایی-کاربرد اسید سولفوریک در شوینده-پالایش نفت-تصفیه آب