اسید سولفوریک چیست؟ مهم ترین کاربردهای آن کدام است؟

سولفوریک اسید چیست؟

سولفوریک اسید که در گذشته با نام جوهر گوگرد خوانده می شد، اسیدی بسیار قوی است که با هر درصدی در آب حل می شود و فرمول شیمیایی آن H2SO4 است.

سولفوریک اسید برای نخستین بار توسط جابربن حیان کشف شد. او با تقطیر کانی های سولفات آهن و مس (II) سولفات، این اسید را به دست آورد.

شکل ظاهری اسید سولفوریک به صورت مایعی شفاف، بی‌رنگ و بی‌بو می باشد .

خصوصیات اسید سولفوریک

فرمول مولکولی : H2SO4

جرم مولی : 98/078 g/mol

شکل ظاهری : مایع شفاف، بی‌رنگ و بی‌بو

چگالی : 1.84 g cm-3 liquid

دمای ذوب : ۱۰°C

دمای جوش : ۲۹۰°C

انحلال‌پذیری در آب : حل‌پذیری کامل (گرماده) انتالپی منفی

گرانروی : 26.7 cP at 20 °C

اسید سولفوریک، اسیدی معدنی و بسیار قوی است که به طور طبیعی در گازهای خارج شده از آتشفشان وجود دارد و با هر درصدی در آب حل می شود. واکنش آن با آب به شدت گرمازا است به همین دلیل باید از اضافه کردن یک باره آب به آن اجتناب کرد.

اسید سولفوریک میل ترکیبی زیادی با آب دارد به طوری که در واکنش با سایر مواد هیدروژن و اکسیژن آنها را با صورت آب جدا می کند. اسید سولفوریک خورنده است و قسمت عمده ای از باران اسیدی را تشکیل می دهد.

قطرات آب به هنگام بارش با آلاینده های کارخانه ها و خودرو ها که در هوا معلق هستند واکنش می دهند و تولید اسید می کنند.

اسید سولفوریک با فلزات واکنش می دهد و هر چه دما بالاتر رود میزان این واکنش بیشتر خواهد شد اما بر روی جیوه و سرب تاثیری ندارد. اسید سولفوریک در لیست مواد خطرناک قرار گرفته است.

می توان میزان صنعتی بودن کشور ها را با میزان تولید و مصرف اسید سولفوریک آنها متناسب دانست.

اسید سولفوریک از انحلال گاز SO3 در آب بدست می آید، البته روش های صنعتی زیادی برای تولید این اسید پر کار برد وجود دارد.

روش رایج تهیه آزمایشگاهی اسید هایی مانند نیتریک اسید(HNO3) و اسید کلریدریک (HCl)،اینگونه است که ابتدا مقداری سولفوریک اسید را در ظرف تقطیر ریخته، نمک با یون مورد نظر (یون کلرید،نیترات و…) را به آن اضافه کرده و بعد از بستن درب ظرف،آنرا حرارت می دهند و اسید مورد نظر را از آن طرف ظرف، جمع آوری میکنند.

مثلا، نمک خوراکی را با اسید سولفوریک ترکیب کرده و بعد از تقطیر، اسید هیدروکلریک تشکیل خواهد شد.

کاربرد اسید سولفوریک

اسید سولفوریک جزء مواد شیمیایی پراستفاده می‌باشد. این ماده در واکنش‌های شیمیایی و فرآیندهای تولید سایر ترکیبات ، کابرد فراوانی دارد. عمده‌ترین استفاده آن در کارخانه‌های تولید کود شیمیایی ، استخراج فلزات ، سنتزهای شیمیایی ، تصفیه پساب‌ها و پالایشگاه‌های نفت می‌باشد.

اسید سولفوریک در اثر واکنش با اسید نیتریک ، یون نیترونیوم تولید می‌کند که در فرآیند نیترو‌دار کردن ترکیبات استفاده می‌شود.

فرآیند نیترودار کردن در صنایع تولید مواد منفجره مانند تولید تری‌نیتروتولوئن (TNT) ، نیترو گلیسیرین و … استفاده می‌شود.

اسید سولفوریک در انباره‌های سربی (باطری‌های سربی) به عنوان محلول الکترولیت استفاده می‌شود.

اسید سولفوریک ، یک عامل آبگیری بسیار قوی است. در اکثر واکنش‌ها به عنوان عامل هیدراتاسیون استفاده می‌شود و در تولید میوه‌های خشک هم به میزان کم ، از اسید سولفوریک برای جذب آب استفاده می‌کنند.

کاربردهای رایج اسید سولفوریک در صنعت

• ساخت کود:

سولفوریک اسید به طور گسترده در تولید کودهایی مانند سولفات آمونیوم، سوپر فسفات و فسفات آمونیوم استفاده می شود. برای تبدیل سنگ فسفات به فسفات های محلول در آب که به راحتی توسط گیاهان قابل جذب هستند ضروری است.

• پالایش نفت:

از اسید سولفوریک در پالایش فرآورده های نفتی استفاده می شود. در فرآیند آلکیلاسیون برای تولید بنزین با اکتان بالا با ترکیب الفین ها با ایزوبوتان استفاده می شود. اسید سولفوریک همچنین در گوگردزدایی از مواد اولیه نفتی برای حذف ناخالصی های گوگرد استفاده می شود.

• سنتز شیمیایی:

اسید سولفوریک به عنوان یک کاتالیزور یا واکنش دهنده در بسیاری از واکنش های شیمیایی عمل می کند. در تولید مواد شیمیایی مختلف از جمله شوینده ها، رنگ ها، رنگدانه ها، مواد دارویی و الیاف مصنوعی مانند نایلون نقش دارد. اسید سولفوریک همچنین در سنتز ترکیباتی مانند اسید هیدروکلریک، اسید نیتریک و اسید فسفریک استفاده می شود.

• فرآوری فلز:

اسید سولفوریک نقش مهمی در صنایع فرآوری فلز دارد. برای ترشی و تمیز کردن سطوح فلزی برای حذف لایه های اکسید، زنگ زدگی و رسوب قبل از پردازش یا پوشش بیشتر استفاده می شود. اسید سولفوریک همچنین در شستشوی سنگ معدن برای استخراج فلزاتی مانند مس، روی، نیکل و اورانیوم استفاده می شود.

• ساخت باتری:

اسید سولفوریک یک جزء کلیدی در تولید باتری های اسید سرب است که معمولاً در خودروسازی، دریایی و کاربردهای برق پشتیبان استفاده می شود. به عنوان یک الکترولیت استفاده می شود که واکنش های الکتروشیمیایی داخل باتری را تسهیل می کند.

• تصفیه فاضلاب:

اسید سولفوریک در فرآیندهای تصفیه فاضلاب برای تنظیم pH و خنثی سازی جریان های فاضلاب قلیایی یا اساسی استفاده می شود. برای کاهش pH و افزایش کارایی مراحل بعدی درمان استفاده می شود.

• صنعت نساجی:

از اسید سولفوریک در صنعت نساجی برای تولید رنگ و مواد واسطه رنگ استفاده می شود. با تسهیل تثبیت رنگ ها بر روی الیاف به رنگرزی و چاپ پارچه ها کمک می کند.

• تولید کاغذ:

اسید سولفوریک در صنایع خمیر و کاغذ برای اهداف مختلفی از جمله صاف کردن الیاف چوب در طی فرآیند خمیرسازی، تنظیم pH و به عنوان کاتالیزور در برخی از تیمارهای کاغذ استفاده می‌شود.

توجه به این نکته ضروری است که به دلیل ماهیت خورنده و خطرات بالقوه زیست محیطی و بهداشتی، جابجایی، نگهداری و دفع اسید سولفوریک باید با رعایت نکات ایمنی مناسب و با رعایت مقررات مربوطه انجام شود.

خطرات سولفوریک اسید

استفاده از سولفوریک اسید باید با احتیاط بسیار و با رعایت دقیق دستورالعمل‌های ایمنی صورت گیرد.

این اسید سمی است و باید با پوشیدن ایمنی، مانند عینک و دستکش‌های شیمیایی، همراه با تهویه مناسب و حفاظت مناسب، از اثرات جانبی جلوگیری شود.

اسید سولفوریک مرک کد 108131

نام ماده  :  Sulphuric acid

کد کالا : 108131

cas number : 7664-93-9

فرمول شیمیایی : H₂SO₄

مولار : 98.08 g/mol

نقطه جوش : 335 °C

چگالی : 1.84 g/cm3 (20 °C)

دمای ذوب : -20 °C

اسید سولفوریک مرک کد 100713

نام ماده  :  Sulphuric acid

کد محصول مرک : 100713

cas number : 7664-93-9

فرمول شیمیایی : H₂SO₄

اسید سولفوریک 97% مرک کد 100731

نام ماده :  Sulphuric acid 95-97%, EMSURE® ISO analytical reagent

کد محصول مرک : 100731

cas number : 7664-93-9

فرمول شیمیایی : H₂SO₄

مولار : 98.08 g/mol

نقطه جوش : 335 °C

اسید سولفوریک مرک کد 100748

اسید سولفوریک ≥98% مرک کد 100748

نام ماده  : Sulphuric acid ≥98%

کد محصول مرک : 100748

cas number : 7664-93-9

فرمول شیمیایی : H₂SO₄

چگالی : 1.84 g/cm3 (20 °C)

دمای ذوب : -20 °C