اسید سولفوریک

اسید سولفوریک

ماده ای با فرمول شیمیایی، H2SO4 است. این ماده بی رنگ، بی بو، بسیار خورنده و شبیه مایعات روغنی است. گاهی اوقات از این ماده با نام روغن زیتون قرمز یاد می شود.

کاربردهای اسید سولفوریک

عمده ترین کاربرد اسید سولفوریک در تهیه کود شیمیایی فسفاته می‌باشد. تولید کودهای شیمیایی ۶٠ درصد بازار مصرف اسید سولفوریک را به خود اختصاص داده است . صنایع معدنی و فلز ی نیز در حدود ۴ درصد بازار مصرف جهانی اسید سولفوریک را به خود اختصاص داده است.

انواع اسید سولفوریک

یکی از پرکاربردترین مواد شیمیایی مصرفی در صنایع مختلف، اسید سولفوریک می باشد. اسید سولفوریک یک اسید بسیار قوی معدنی است که به صورت طبیعی در گازهای خارج شده از آتشفشان وجود دارد و آن را با نام های دیگری نظیر: جوهر گوگرد، اسید باتری، سولفات هیدروژن، اسید سولفین، روغن ویتریول یا روغن زاج و سولفوریک اسید می شناسند که دارای فرمول مولکولی (H2SO4)می باشد. اسید سولفوریک یکی از انواع اسیدهاست و ماده ای به شدت خطرناک است که تمایل زیادی به ترکیب با آب دارد، اما واکنش سولفوریک اسید با آب به شدت گرماده می باشد. پودر اسید سولفوریک یا ماده موثره آن در بازار عرضه نمی گردد و این ماده بیشتر به صورت مایع به فروش می رسد. این ماده با توجه به درصد خلوص خود، از نظر ظاهری در طبیت به فرم های مختلفی می باشد، که از بی رنگ تا قهوه ای تیره، روغنی، متراکم، بدون بو و خورنده است. اما به صورت کلی اسید سولفوریک به فرم مایع بی رنگ در نظر گرفته می شود. این ماده با هر نسبتی در آب قابل حل است و محلول در آب می باشد، بنابراین محلول های اسیدی مختلفی تولید می کند. اسید سولفوریک ویسکوز دارای گرانروی بالایی است و بسیار قطبی می باشد. یک قطر دی الکتریک در حدود 100 دارد و این ماده از هدایت الکتریکی بسیار بالایی برخوردار است، به گونه ای که در اثر تفکیک از طریق پروتون سازی طی فرآیند اتوپروتولیز ایجاد می شود. اسید سولفوریک رایج ترین ماده شیمیایی برای کاهش pH در تصفیه آب و فاضلاب و پساب است.

تاریخچه کشف اسید سولفوریک

اسید های معدنی از دوران باستان شناخته شده هستند، اسید سولفوریک از حدود قرن سیزدهم مورد استفاده کیمیاگران قرار گرفته است. این اسید ماده ای شیمیایی بود که از مدت ها قبل از اینکه کاملاً کشف شود، شناخته شده و مورد استفاده قرار می گرفت. با این وجود در قرن هفدهم، با سوزاندن مخلوطی از گوگرد و نمک پتاسیم یا نیترات پتاسیم، اسید سولفوریک در مقیاس صنعتی تولید می شد که نتیجه آن فرمول آشنای H۲SO۴ است. این اسید یکی از اسیدهای معدنی قوی در کنار اسید کلریدریک و نیتریک است.

اسید سولفوریک خوراکی

در بسیار از نقاط جهان مانند اروپ، تولید کنندگان مواد غذایی از محلول های رقیق sulfuric acid 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.

تولید اسید سولفوریک

جابر بن حیان، کاشف سولفوریک اسید، این ماده را از طریق تقطیر خشک کانی هایی که شامل سولفات آهن (زاج سبز) و سولفات مس (کات کبود) بودند به دست آورد. بعدها افراد دیگری مانند جان گلوبر ، جان روبک و جوزف گیلوساک روش های دیگری را برای تولید این ماده ارائه دادند. امروزه اسید سولفوریک در صنعت و تولید مواد شیمیایی مختلف کاربرد دارد، بنابراین نیاز به روشی برای تولید بالا و مقرون به صرفه این ماده است. از واکنش SO3 با آب می توان اسید سولفوریک تولید کرد اما این روش به دلیل گرمازا بودن واکنش و وجود مشکلات در کنترل واکنش عملی نیست از این رو برای تولید این ماده از روش تماسی در مجاورت کاتالیزور استفاده می شود.

اسید سولفوریک با روش های دیگری نظیر فرآیند محفظه سرب و فرآیند اسید سولفوریک مرطوب و همچنین با استفاده از منابع مهم دی اکسید گوگرد حاصل از استخراج و تصفیه فلزات و سنگ های فلزی همچون سولفید ها نیز تهیه می شود. به عنوان مثال کشور چین یکی از تولید کننده های گوگرد با استفاده از سنگ پیریت (سنگ معدن سولفید آهن) می باشد.

خطرات

می تواند سوختگی بسیار شدید ایجاد کند، به ویژه هنگامی که در غلظت های بالا قرار دارد. در واکنش مواد خورنده و قلیایی با پوست، از طریق هیدرولیز استر موجود روی بافت های زنده پوست و گوشت، پروتئین ها و چربی های پوست و گوشت به راحتی تجزیه می شود. علاوه بر این، آب زدایی از بافت ها باعث ایجاد حرارت و سوختگی درجه ی 2 می شود. بر این اساس، به سرعت به قرنیه حمله می کند و می تواند باعث کور شدن دائمی شود. اگر اندام های داخلی خورده شود، این آسیب غیر قابل برگشت بوده و حتی ممکن است کشنده باشد.

خواص اسید سولفوریک

از جمله خواص سولفوریک اسید می توان به خاصیت اکسید کنندگی بالای آن اشاره کرد. این اسید جزو اسیدهای قوی محسوب می شود. مولکول های این ماده دارای گشتاور قطبی هستند، که می‌توانند با یکدیگر پیوند هیدروژنی برقرار کنند. پس سولفوریک اسید مایعی است دارای نقطه جوش بالا و همچنین ویسکوز است یعنی گرانروی زیادی دارد. این شرایط مولکولی علت به خوبی در آب حل شدن اسید سولفوریک می باشد که باعث تولید محلول‌های اسیدی مختلف می شود. نمناک است و به راحتی رطوبت هوا را جذب می کند. این یک ماده اکسید کننده قوی است و در دمای بالا با بسیاری از فلزات واکنش نشان می دهد. H₂SO₄ غلیظ نیز یک ماده خشک کننده قوی است. افزودن آب به اسید سولفوریک غلیظ یک واکنش بسیار گرمازا است و می تواند منجر به انفجار شود.