اسید سولفوریک

در این مقاله از سایت پترو کیمیای آکام درباره اسید سولفوریک 98% توضیح دادیم همراه ما باشید.

اسید سولفوریک چیست؟

سولفوریک اسید با فرمول H۲SO۴ که در گذشته با نام جوهر گوگرد یا هیدروژن سولفات خوانده می‌شد، اسیدی با چگالی بالا، بی‌رنگ و بسیار قوی است که با هر درصدی در آب حل می‌شود.

جوهر گوگرد یا همان اسید سولفوریک 98% یک ماده شیمیایی با حالت مایع و بی رنگ می باشد که در دمای معمول اتاق ویسکوزیته نسبتا بالایی به همراه دارد. جوهر گوگرد نام قدیمی این ماده شیمیایی محسوب می شود که در کتاب های علمی دوره های تاریخی گذشته به کار گرفته می شد ولی امروزه نام علمی این ماده همان اسید سولفوریک می باشد که سولفور نیز اسم معادل برای عنصر گوگرد در جدول تناوبی می باشد.

اسید سولفوریک یا روغن سولفوریک اسید معدنی می باشد که مواد تشکیل دهنده آن عناصری همچون گوگرد، اکسیژن و هیدروژن می باشد. اسید سولفوریک یک مایع بی رنگ، بی بو و بسیار قوی است که در آب حل می شود و قابل ترکیب در واکنش های حرارت زا می باشد.

اسید سولفوریک می تواند سوختگی های شدید شیمیایی و حتی سوختگی حرارتی ایجاد کند؛ این اسید حتی در غلظت های متوسط نیز بسیار خطرناک است. اسید سولفوریک 98% یک ماده شیمیایی بسیار مهم است و یک ماده خوب برای استفاده صنعتی است. اسید سولفوریک با فرآیندهای مختلف می تواند تولید شود. این ماده همچنین یک ماده کلیدی در صنایع شیمیایی است. این ماده بیشتر در تولید کود مورد استفاده قرار می گیرد اما در پردازش مواد معدنی، تصفیه نفت، پردازش فاضلاب و سنتز شیمیایی نیز یک ماده مهم به شمار می آید. طیف گسترده ای از کاربردهای آن در پاک کننده های خانگی است و به عنوان یک الکترولیت در باتری های اسیدی و در مواد تمیز کننده مختلف کاربرد دارد.

با توجه به اهمیت اسید سولفوریک به عنوان یک ماده شیمیایی، در واقع، تولید اسید سولفوریک در کشور، نشانگر خوبی از قدرت صنعتی است. تولید جهانی اسید سولفوریک در سال 2004 حدود 180 میلیون تن با توزیع جغرافیایی زیر است: آسیا 35 درصد، آمریکای شمالی (از جمله مکزیک) 24 درصد، آفریقا 11 درصد، اروپای غربی 10 درصد، اروپای شرقی و روسیه 10 درصد، استرالیا و اقیانوسیه 7٪، آمریکای جنوبی 7٪. همان طور که گفته شد اسید سولفوریک 98% بیشتر برای تولید کود، فسفات آمونیوم و سولفات آمونیوم مصرف می شود.

این ماده در صنایع شیمیایی برای تولید مواد شوینده، مواد مصنوعی، رنگدانه ها، دارو ها، کاتالیزور های نفتی، حشره کش ها و ضد یخ و همچنین در فرآیند های مختلف مانند کاغذ و همچنین تصفیه آب استفاده می شود. اسید سولفوریک در تولید پارچه ، رنگ، روان کننده ها و باتری و فلزات آهنی نیز کاربرد دارد.

مشخصات شیمیایی، فرمول و ساختار اسید سولفوریک:

فرمول شیمیایی این ماده همان طور که ذکر شد برابر با H2SO4 و وزن مولکولی آن 98.079 g / mol است. اتم گوگرد به دو اتم اکسیژن از طریق پیوند دوگانه و دو گروه هیدروکسیل (OH) از طریق پیوند های تک پیوند می شود. این یک اسید دیاپروتیک است، زیرا می تواند دو پروتون آزاد کند.

اسید سولفوریک 98% با واکنش آب با سولفور تری اکسید ایجاد می شود.

SO3 + H2O → H2SO4

سولفور تری اکسید (SO3) بوسیله واکنش دی اکسید گوگرد و اکسیژن کاتالیز شده توسط اکسید وانادیوم و توسط فرآیند تماس تشکیل می شود.

خواص شیمیایی اسید سولفوریک:

اسید سولفوریک یک اسید قوی است و به راحتی رطوبت را از هوا جذب می کند. این یک عامل اکسید کننده قوی است و در دمای بالا با فلزات بسیاری واکنش می دهد. غلظت H2SO4 همچنین یک عامل قوی خشک کردن است. افزودن آب به اسید سولفوریک غلیظ یک واکنش بسیار خنثی است و می تواند منجر به انفجار شود.

ایمنی در استفاده از اسید سولفوریک:

این نوع اسید قادر به ایجاد سوختگی بسیار شدید است به ویژه هنگامی که در غلظت های بالا استفاده شود. تماس اسید سولفوریک با پوست باعث سوختگی شدید می شود و اگر با چشم برخورد کند باعث کوری می شود.

اگر بلعیده شود باعث سوزاندن دستگاه گوارش می شود و کشنده است. از این رو، هنگام استفاده از اسید سولفوریک 98% استفاده از تجهیزات حفاظتی یک الزام می باشد. علاوه بر این، املاح اکسید کننده قوی موجود در آن باعث خوردگی فلزات می شود، به همین علت، آسیب ناشی از آن به طور بالقوه شدیدتر از سایر اسید های قوی است.

این اسید باید در ظروف غیر مشتعال ساخته و از مواد غیر واکنشی (مانند شیشه) ذخیره شود. در صورت تماس پوست با آن سریع با آب خنک به مدت 15 دقیقه بشویید. در صورت آلوده شدن لباس سریع عوض کنید.

پیشنهاد مطالعه : اسید سولفوریک در کشاورزی 

فرآیند تولید اسید سولفوریک

الف) استخراج گوگرد

ب) تبدیل گوگرد به دی اکسید گوگرد

ج) تبدیل دی اکسید گوگرد به تری اکسید گوگرد

د) تبدیل تری اکسید گوگرد به اسید سولفوریک

کاربرد اسید سولفوریک

تا حد زیادی بیشترین مقدار اسید سولفوریک برای تولید اسید فسفریک استفاده می شود که به نوبه خود برای تولید کود فسفات و فسفات آمونیوم استفاده می شود. همچنین برای تولید سولفات آمونیوم استفاده می شود که یک کود بسیار مهم در کمبود گوگرد است.

به طور گسترده در پردازش فلز به عنوان مثال در تولید مس و تولید روی و برای تمیز کردن سطوح استفاده می شود، همچنین اسید سولفوریک برای ساخت قوطی غذا نیز کاربرد دارد. سولفوریک برای تولید رنگدانه نیز استفاده می شود. اسید سولفوریک در صنایع فولاد و متالوژی، تولید رنگینه ها، صنایع شیمیایی ، مواد منفجره نیز استفاده می شود.

اسید سولفوریک به دلیل کاربرد های بیشمارش به عنوان ماده اولیه یا ماده فرآوری کننده ، به عنوان ماده شیمیایی جهانی و پادشاه شیمیایی شناخته شده است. اسید سولفوریک رایج ترین ماده شیمیایی جهان است که تقریباً در تمام صنایع استفاده می شود.

در اینجا تعداد فزاینده ای از کاربران نهایی و برنامه های کاربردی که از اسید سولفوریک 98% استفاده می شود آورده شده است.

• کود
• داروسازی
• گازوئیل
• باتری های اتومبیل
• کاغذ سفید کننده
• سفید کننده قند
• تصفیه آب
• الیاف سلولزی
• ساخت فولاد
• عوامل رنگ آمیزی
• واسطه اسیدهای آمینه
• بازسازی رزین های تبادل یونی
• مواد شیمیایی کشاورزی
• سولفات آلومینیوم
• سلفون
• مواد شوینده
• مواد منفجره
• علف کش ها
• سوخت موشک
• نفت سفید
• چرم
• مواد افزودنی روغن
• الیاف مصنوعی

اسید سولفوریک یک ماده شیمیایی مهم صنعتی است که در فرآیند های تولید بسیاری از کالا ها در طیف وسیعی از کاربرد ها مورد استفاده قرار می گیرد. اسید سولفوریک در صنعت خمیر و کاغذ برای تولید دی اکسید کلر ، تقسیم روغن بلند و تنظیم pH استفاده می شود.

اسید سولفوریک یک مایع روغنی به شدت اسیدی است. اسید سولفوریک غلیظ به عنوان یک ماده اکسید کننده و کم آب بدن عمل می کند.

اسید سولفوریک ماده تشکیل دهنده باران های اسیدی است ، زیرا با اکسیداسیون اتمسفر دی اکسید گوگرد در حضور آب تشکیل می شود. دی اکسید گوگرد اتمسفر با احتراق سوخت های فسیلی حاوی گوگرد مانند زغال سنگ و روغن ایجاد می شود.

اسید سولفوریک زمانی به عنوان روغن ویتریول شناخته می شد ، که توسط کیمیاگر عرب قرن هشتم جابر بن حیان ساخته شده بود. این ماده توسط Johann Van Helmont در دهه 1600 با تقطیر مخرب گلدان سبز (سولفات آهنی) و با سوزاندن گوگرد تهیه شده است. سوزاندن گوگرد با نمک نیترات (نیترات پتاسیم) اولین بار در قرن 17 برای تهیه اسید سولفوریک مورد استفاده قرار گرفت.

اسید سولفوریک در پالایش نفت

فرآیند پالایش روغن خام نیاز به استفاده از اسید به عنوان کاتالیزور دارد و اسید سولفوریک اغلب برای این منظور استفاده می شود. این ماده در یک واحد آلایلاسیون اسید سولفوریک یا SAAU استفاده می شود.

پردازش فلز

"ترشی" اصطلاحی است که برای توصیف تصفیه فلزات برای از بین بردن ناخالصی ها ، زنگ زدگی یا مقیاس از سطح مانند فولاد سازی استفاده می شود. امروزه استفاده از اسید سولفوریک برای این منظور اندکی کاهش یافته است زیرا صنعت در حال حاضر طرفدار استفاده از اسید هیدروکلریک است.

اگرچه اسید هیدروکلریک گران تر از اسید سولفوریک است ، اما سریع تر نتیجه می دهد و از دست دادن فلز پایه در طی فرآیند ترشی به حداقل می رسد.

اسید سولفوریک در ساخت ریون

نساجی Rayon از الیاف سلولز حاصل از چوب ساخته شده است. اینها در محلول تترا آمین مس (II) حل می شوند تا یک مایع آبی غلیظ تولید شود که سپس به اسید سولفوریک تزریق می شود تا الیاف ریون تشکیل شود. رایون به عنوان یک پارچه نیمه مصنوعی خوب شناخته شده است و می تواند ابریشم را برای برش و درخشش رقیب کند. در واقع ، گاهی اوقات به عنوان "ابریشم هنر" یاد می شود. به راحتی رنگ می شود و پارچه نرم ، خنک و صاف است. با این حال ، برخلاف ابریشم ، Rayon گرما بدن را عایق نمی کند بنابراین برای استفاده در کشور های مرطوب و گرم مناسب است.

ساخت باتری های نوع سرب و اسید با اسید سولفوریک

باتری های نوع اسید سرب مهر و موم شده در صنعت خودرو برای اتومبیل و کامیون استفاده می شوند. باتری های نوع اسید سرب مهر و موم شده در سال 1859 توسط گاستون فرانسوی اختراع شد. از اسید سولفوریک به صورت رقیق استفاده می شود تا به عنوان یک الکترولیت عمل کند تا جریان الکترون ها بین صفحات موجود در باتری امکان پذیر باشد. اسید سولفوریک که از این طریق استفاده می شود معمولاً باتری اسید نامیده می شود.

ساخت دارو ها با اسید سولفوریک

دارو های شیمی درمانی برای درمان انواع مختلف سرطان استفاده می شود. سلول های سرطانی نسبت به سلول های طبیعی نسبت به آسیب های DNA حساس هستند ، بنابراین در درمان شیمی درمانی سلول های سرطانی با آسیب رساندن به DNA آنها از بین می روند.

این فرایند به عنوان آلکیله کردن DNA شناخته می شود و از نوعی دارویی که به عنوان آلکیل کننده آنتی نئوپلاستیک شناخته می شود استفاده می شود. از اسید سولفوریک در فرآیند تولید چنین دارو هایی استفاده می شود.

میزان حلالیت پذیری اسید سولفوریک 98%

سولفوریک اسید مایعی است که در آب و الکل به راحتی و به هر میزان قابل حل می باشد، همچنین ترکیب این ماده و انحلال آن در آب یک واکنش گرمازا سریع را ایجاد خواهد کرد. اغلب فلزات معمول در برابر غلظت های پایین و رقیق شده اسید سولفوریک به راحتی خورده می شوند در حالی که بعضی از فلز ها مانند سرب و فولاد حتی در برابر غلظت های بالای آن نیز مقاوم بوده و دچار واکنش نمی شوند.

تعیین غلظت های متفاوت اسید سولفوریک

اسید سولفوریک با توجه به کاربرد های مختلف خود در فرایند های مختلف در غلظت های متفاوتی رقیق سازی می شود تا متناسب با عمل کار خود را انجام دهد. سولفوریک اسید در غلظت های بالای خود باعث خوردگی فلزات، آسیب به بافت های زنده و سوختگی های پوستی در انسان شود. این آسیب ها با توجه به میزان غلظت اسید سولفوریک 98% قابل تغییر است، به دلیل همین مشکلات در بیشتر اوقات برای استفاده از این اسید نیاز است که آن را با مخلوط نمودن با آب رقیق کرده تا از شدت اثر گذاری آن تا حد معینی کاسته شود.

اثرات جانبی اسید سولفوریک بر بدن انسان

اسید سولفوریک در غلظت های بالا و حتی مقادیر پایین قادر به صدمه زدن به ارگان های مختلف و بافت های زنده می باشد. در صورت تماس سولفوریک اسید با پوست احتمال سوختگی های شدید و تورم های بافتی بسیار بالا می باشد، همچنین تنفس بخار های حاصل از سولفوریک اسید در مدت زمان طولانی یا غلظت بالا می تواند موجب آسیب های خطرناک و حتی مرگ در فرد شود. در صورتی هم که این ماده به صورت ناخواسته وارد سیستم گوارشی فرد شود می تواند سوختگی های شدید و از بین رفتن بافت های پوششی لوله های گوارشی را به همراه داشته باشد.

سخن پایانی

اسید سولفوریک یکی از اسید های قوی و پر کاربرد در صنایع شیمیایی محسوب می شود که ویژگی های منحصر به فرد خود را دارا می باشد. در هنگام استفاده از این ماده در صنعت و حتی منزل باید دقت و توجه کافی را داشت تا از صدمات احتمالی در این زمینه به خوبی جلوگیری گرد.