اسید سولفوریک، (H2SO4) روغن ویتریول یا هیدروژن سولفات نیز نامیده می شود. مایع متراکم، بی رنگ، روغنی و خورنده که یکی از مهمترین مواد شیمیایی از نظر تجاری می باشد. اسید سولفوریک به صورت صنعتی از واکنش آب با تری اکسید گوگرد تهیه می شود که به نوبه خود توسط ترکیب شیمیایی دی اکسید گوگرد و اکسیژن یا توسط فرآیند تماس یا فرآیند محفظه ساخته می شود. در غلظتهای مختلف از این اسید در تولید مواد منفجره کودها، رنگدانهها، رنگها، داروها، مواد شوینده، نمکها و اسیدهای معدنی و همچنین در فرآیندهای پالایش نفت و متالورژی استفاده میشود. در یکی از آشناترین کاربردهایش، اسید سولفوریک به عنوان الکترولیت در باتری های ذخیره سرب-اسید عمل می کند.
بازار مواد شیمیایی در تموک بیزینس:
مشخصات ماده شیمیایی اسید سولفوریک
اسید سولفوریک خالص دارای وزن مخصوص 1.830 در 25 درجه سانتیگراد (77 درجه فارنهایت) است. در دمای 10.37 درجه سانتیگراد (50.7 درجه فارنهایت) یخ می زند. هنگامی که گرم می شود، اسید خالص تا حدی به آب و تری اکسید گوگرد تجزیه می شود. دومی به صورت بخار خارج می شود تا زمانی که غلظت اسید به 98.3 درصد کاهش یابد. این مخلوط از اسید سولفوریک و آب در دمای ثابت 338 درجه سانتیگراد (640 درجه فارنهایت) در فشار اتمسفر یک می جوشد. اسید سولفوریک معمولاً در غلظت های 78، 93 یا 98 درصد عرضه می شود.
اسید سولفوریک بی آب خالص به دلیل تمایل به آب در طبیعت وجود ندارد. فعالیت آتشفشانی می تواند منجر به تولید اسید سولفوریک شود. انتشار گازهای گلخانه ای مربوط به آتشفشان های خاص، و آئروسل های اسید سولفوریک ناشی از فوران می توانند برای سال ها در استراتوسفر باقی بمانند. تبدیل به دی اکسید گوگرد (SO2)، یکی از اجزای تشکیل دهنده باران اسیدی، اگرچه فعالیت آتشفشانی سهم نسبتاً کمی در باران اسیدی دارد.
اسید سولفوریک اسید بسیار قوی است. در محلول های آبی کاملاً یونیزه می شود و یون های هیدرونیوم (H3O+) و یون های سولفات هیدروژن (HSO4–) را تشکیل می دهد. در محلولهای رقیق، یونهای سولفات هیدروژن نیز تجزیه میشوند و یونهای هیدرونیوم و یونهای سولفات بیشتری را تشکیل میدهند (SO42-) . اسید سولفوریک غلیظ علاوه بر اکسید کننده بودن، به راحتی در دماهای بالا با بسیاری از فلزات، کربن، گوگرد و مواد دیگر واکنش نشان می دهد، همچنین یک عامل خشک کننده قوی است که به شدت با آب ترکیب می شود. در این ظرفیت، بسیاری از مواد آلی مانند چوب، کاغذ یا شکر را زغال می کند و پسماند کربنی از خود به جای می گذارد.
اسید سولفوریک غلیظ
هنگامی که اسید 100٪ خالص گرم می شود، گاز تری اکسید گوگرد، SO3 را از دست می دهد تا زمانی که یک محلول با جوش ثابت یا آزئوتروپ، حاوی حدود 98.5٪ H2SO4 در دمای 337 درجه سانتیگراد تشکیل شود. اسید سولفوریک غلیظ یک اسید ضعیف و یک الکترولیت ضعیف است زیرا نسبتاً کمی از آن در دمای اتاق به یون تجزیه می شود. هنگامی که سرد است به راحتی با فلزات رایج مانند آهن یا مس واکنش نشان نمی دهد. هنگامی که گرم می شود یک عامل اکسید کننده است، گوگرد موجود در آن کاهش می یابد.
ممکن است گاز دی اکسید گوگرد آزاد شود. اسید سولفوریک غلیظ داغ با اکثر فلزات و با چندین نافلز مانند گوگرد و کربن واکنش می دهد. از آنجایی که اسید غلیظ نقطه جوش نسبتاً بالایی دارد، می توان از آن برای آزاد کردن اسیدهای فرار بیشتر از نمک های آنها استفاده کرد، به عنوان مثال، زمانی که کلرید سدیم (NaCl) یا نمک معمولی با اسید سولفوریک غلیظ گرم می شود، گاز کلرید هیدروژن، HCl تولید می شود.
هنگامی که اسید غلیظ با آب مخلوط می شود، مقدار زیادی گرما آزاد می شود. می توان حرارت کافی را به یکباره آزاد کرد تا آب بجوشد و اسید پاشیده شود. برای رقیق کردن اسید، اسید باید به آرامی به آب سرد با هم زدن مداوم اضافه شود تا تجمع گرما محدود شود. اسید سولفوریک با آب واکنش می دهد و هیدرات هایی با خواص متمایز تشکیل می دهد.
اسید سولفوریک رقیق
اسید سولفوریک رقیق یک اسید قوی و یک الکترولیت خوب است. به شدت یونیزه می شود، بیشتر گرمای آزاد شده در رقیق شدن از هیدراتاسیون یون های هیدروژن است. اسید رقیق بیشتر خواص اسیدهای قوی رایج را دارد. به قرمز تورنسل آبی تبدیل می شود. با بسیاری از فلزات واکنش می دهد، گاز هیدروژن، H2 آزاد می کند و سولفات فلز را تشکیل می دهد. با اکثر هیدروکسیدها و اکسیدها، با برخی کربناتها و سولفیدها و با برخی نمکها واکنش می دهد. از آنجایی که دوبازی است (یعنی دو اتم هیدروژن قابل تعویض در هر مولکول دارد). هم سولفاتهای معمولی و هم سولفاتهای اسیدی، که بیسولفاتها یا سولفاتهای هیدروژن نیز نامیده میشوند.
کاربرد اسید سولفوریک
اسید سولفوریک یکی از مهمترین مواد شیمیایی صنعتی است. سالانه بیشتر از هر ماده شیمیایی ساخته شده دیگری ساخته می شود. بیش از 40 میلیون تن از آن در سال 1990 در ایالات متحده تولید شد. کاربردهای بسیار متنوعی دارد و نقشی در تولید تقریباً همه کالاهای تولیدی دارد.
کاربرد عمده اسید سولفوریک در تولید کودهایی مانند سوپر فسفات آهک و سولفات آمونیوم است. به طور گسترده در ساخت مواد شیمیایی، در ساخت اسید هیدروکلریک، اسید نیتریک، نمک های سولفات، مواد شوینده مصنوعی، رنگ ها و رنگدانه ها، مواد منفجره و داروها استفاده می شود. در پالایش نفت برای شستن ناخالصی ها از بنزین و سایر محصولات پالایشگاهی استفاده می شود. اسید سولفوریک در پردازش فلزات، در ترشی (تمیز کردن) آهن و فولاد قبل از آبکاری آنها با قلع یا روی استفاده می شود. ریون با اسید سولفوریک ساخته می شود. که به عنوان الکترولیت در باتری ذخیرهسازی اسید سرب که معمولاً در وسایل نقلیه موتوری استفاده میشود عمل میکند.
موارد استفاده در خانه
این یک ماده شیمیایی بسیار خطرناک است و باید با دقت مورد استفاده قرار گیرد. به دلیل خطرات مرتبط با آن، استفاده از آن در خانه بسیار کم است. در پاک کننده های تخلیه استفاده می شود و از این رو تعمیر و نگهداری خانه را آسان می کند.
کاربردهای صنعتی
در صنایع مختلف از جمله – فرآوری مواد منفجره پساب، تولید مواد شوینده، فرآوری مواد معدنی، تولید مواد شوینده و صنعت کاغذ برای ساخت سولفات آلومینیوم استفاده می شود.
پالایش نفت
فرآیند پالایش نفت خام مستلزم استفاده از اسید به عنوان کاتالیزور است و اغلب برای این منظور از اسید سولفوریک استفاده می شود. این در واحد آلکیلاسیون SAAU استفاده می شود.
پردازش فلزات
ترشی (Pickling) اصطلاحی است که برای توصیف پردازش فلزات برای حذف ناخالصی ها، زنگ زدگی یا رسوب از سطح، مانند فولادسازی استفاده می شود. امروزه استفاده از اسید سولفوریک برای این منظور اندکی کاهش یافته است زیرا صنعت در حال حاضر استفاده از اسید کلریدریک را ترجیح می دهد. اگرچه اسید کلریدریک گرانتر از اسید سولفوریک است، اما سریعتر نتیجه می دهد. بنابراین از دست دادن فلز پایه در طول فرآیند ترشی به حداقل می رسد.
ساخت ریون (Rayon)
ریون نساجی از الیاف سلولزی مشتق شده از چوب ساخته شده است. اینها در محلول مس تترا آمین (II) حل می شوند تا مایع آبی غلیظی تولید شود که سپس به اسید سولفوریک تزریق می شود تا الیاف ریون را تشکیل دهد. ریون به عنوان یک منسوجات نیمه مصنوعی خوب در نظر گرفته می شود و می تواند با ابریشم برای پارچه و درخشندگی رقابت کند. در واقع، گاهی اوقات از آن به عنوان “ابریشم هنری” یاد می شود. به راحتی رنگ می شود و پارچه نرم، خنک و صاف است. با این حال، بر خلاف ابریشم، ریون حرارت بدن را عایق نمی کند، بنابراین برای استفاده در کشورهای مرطوب و گرم بسیار مناسب است.
ساخت باتری های سرب اسیدی
باتری های نوع سرب اسیدی در صنعت خودروسازی برای خودروها و کامیون ها استفاده می شود. باتری های سرب اسیدی در سال 1859 توسط کارخانه گاستون فرانسوی اختراع شد. اسید سولفوریک به شکل رقیق استفاده می شود تا به عنوان یک الکترولیت عمل کند تا جریان الکترون ها بین صفحات در باتری جریان یابد. اسید سولفوریک که در این روش استفاده می شود معمولاً اسید باتری نامیده می شود. با توجه به سازنده باتری می تواند از نظر قدرت متفاوت باشد اما به طور کلی بین 28 تا 32 درصد یا بین 4.2 تا 5 مولار است.
برداشت سیب زمینی
کشاورزان سیب زمینی از پیمانکاران متخصص استفاده می کنند تا مزارع سیب زمینی خود را قبل از برداشت سمپاشی کنند. تا در طی یک یا دو روز رویه های سبز از بین رفته و سیاه شوند. این به خشک شدن ساقه کمک می کند و از گره خوردن آنها در تجهیزات برداشت جلوگیری می کند. روش معمول سمپاشی رویه سیب زمینی با محلول اسید سولفوریک است.
تولید داروها
داروهای شیمی درمانی برای درمان انواع سرطان استفاده می شود. سلولهای سرطانی نسبت به سلولهای طبیعی به آسیب DNA حساستر هستند. بنابراین در شیمیدرمانی، سلولهای سرطانی با آسیب رساندن به DNA خود از بین میروند. این فرآیند به عنوان آلکیلاسیون DNA شناخته می شود و از نوعی دارو به نام عوامل ضد نئوپلاستیک آلکیله کننده استفاده می شود. اسید سولفوریک در فرآیند تولید این گونه داروها استفاده می شود.
اسید سولفوریک روی پوست
در پمادهای پوستی برای درمان عفونت های پوستی مانند آفت استفاده می شود. اسید سولفوریک غلیظ برای پوست مضر است و باعث سوختگی و آسیب شدید پوست می شود.
کاربردهای دیگر آن عبارتند از – در ساخت باتری، مواد شوینده مانند فسفات تری سدیم، کشاورزی سیب زمینی، جوهر چاپ، به عنوان عامل خشک کننده، ساخت کاغذ، عطر، مواد ضدعفونی کننده، داروها و غیره استفاده می شود.
