اسید سولفوریک

اسید سولفوریک ماده ای است که به طور گسترده در صنعت از آن در فرآوری و تولید صدها ترکیب مختلف استفاده شده است. این ماده یک اسید معدنی بسیار خورنده و قوی با فرمول مولکولی H2SO4 است که به روغن ویتریول نیز معروف می باشد. اسید سولفوریک مایعی چسبناک، بی رنگ تا حدودی زرد رنگ است که با تمام غلظت ها در آب محلول می باشد.این ماده یک اسید دی پروتیک است و بسته به غلظت آن ممکن است خواص متفاوتی از خود نشان دهد. ماده نامبرده به عنوان یک اسید قوی قابلیت خورندگی فلزات، سنگ ها، پوست، چشم و گوشت یا مواد دیگر را دارد همچنین می تواند چوب را نیز مشتعل کند (اما باعث آتش سوزی نمی گردد).

اسید سولفوریک در انواع محصولات مثل؛ در باران اسیدی و اسید باتری و حتی در برخی از پاک‌کننده‌های توالت که با آب مخلوط می‌شوند، موجود می باشد.

تهیه اسید سولفوریک

اسید سولفوریک استفاده شده در صنعت از طریق اکسیداسیون ، دی اکسید گوگرد، که عمدتاً از احتراق گوگرد یا سولفیدهای فلزی (مانند پیریت) حاصل می گردد. فرآیند تولید اسید سولفوریک با استفاده از گوگرد را می توان به سه مرحله تقسیم کرد. اولین مورد شامل تولید دی اکسید گوگرد است.

سپس دی اکسید گوگرد به تری اکسید گوگرد اکسید تبدیل می گردد.

آخرین مرحله شامل تبدیل اکسید گوگرد (VI) به اسید سولفوریک است.

احتراق گوگرد در هوای اضافی برای واکنش کامل در فشار حدود 0.5 مگاپاسکال انجام می شود.

کل فرآیند در دمای حدود 150 درجه انجام می شود.

مواد را در یک مخزن پوشش داده با یک لایه ضخیم از آجرهای مقاوم در برابر آتش و مقاوم در برابر اسید قرار می دهند.

گوگرد مایع برای حذف ناخالصی ها (به ویژه آهن و ترکیبات آلی) فیلتر می گردد.

اغلب، آهک را نیز در فرآیند می گنجانند تا اسیدیته گوگرد رقیق را کاهش دهد و در نتیجه خواص خورندگی آن را محدود کند.

گوگرد مایع به مشعل پمپ شده و سپس سوزانده می شود.

سپس مخلوط دی اکسید گوگرد و هوای خارج شده از مشعل از فیلتر عبور داده می شود و تمام ناخالصی ها حذف گشته.

در مرحله بعد دی اکسید گوگرد از طریق واکنش با اکسیژن در حضور کاتالیزور به تری اکسید گوگرد تبدیل می گردد.

متداول ترین کاتالیزور مورد استفاده پنتوکسید وانادیم (V 2 O 5 ) است) از سولفات پتاسیم پراکنده به عنوان حامل آن استفاده می شود)

نگه دارندگی این کاتالیزورها معمولاً از سیلیس یا آلومینوسیلیکات ساخته شده اند؛ که با تخلخل بسیار بالا مشخص گشته اند، بنابراین سطح وسیعی را برای ادامه واکنش فراهم می کنند.

سرعت فرآیند تهیه این ماده به دما نیز بستگی دارد. مرحله نهایی در تولید اسید سولفوریک شامل جذب SO 3 در H 2 SO 4 یا اولئوم غلیظ است تا از تشکیل غبار اسید سولفوریک که متراکم شدن آن بسیار سخت است، جلوگیری شود.

در این عملیات کل تبدیل گوگرد به اسید سولفوریک حدود 99 درصد است که بیشترین میزان را تبدیل دارد.

تاریخچه اسید سولفوریک

اسید سولفوریک ماده جدیدی نیست زیرا کشف آن صدها سال پیش توسط محققان با موفقیت به انجام رسیده است. برخی از مورخان محمد بن زکری الرازی (864-930 قبل از میلاد) را مخترع این ماده می دانند.در حالی که مورخان دیگر استدلال می کنند که این ترکیب برای اولین بار توسط مخترع دیگری به نام گبر، که احتمالاً در حدود سال 1270 می زیسته، اختراع شده است.

در هر صورت، به نظر نمی رسد که دانشمندان اروپایی تا قرن شانزدهم هیچ کشفی در رابطه با اسید سولفوریک نداشته باشند، دانشمند بلژیکی، یوهان باپتیسا ون هلمونت (1579-1644) تهیه اسید سولفوریک را با افزودن آب به گاز را توضیح داده اند.

کشف اسید سولفوریک یکی از مهم ترین پیشرفت ها در تاریخ اولیه شیمی مدرن بوده است.

کاربرد اسید سولفوریک در صنعت

استفاده های مختلفی از اسید سولفوریک در صنعت وجود دارد که از جمله آنها می توان به موارد زیر اشاره کرد:

به عنوان یک الکترولیت در ذخیره سازی باتری های سرب

برای فرآوری بنزین و سایر مواد پتروشیمی، به عنوان وسیله ای برای حذف مایعات موجود در محصول

به عنوان یک ماده تمیز کننده برای سطوح فلزی (چربی زدای قوی)

به عنوان ماده ای در ساخت مواد منفجره، رنگ، چسب، رنگدانه، ابریشم مصنوعی و فیلم استفاده می گردد

به عنوان یک کاتالیزور در صنایع مختلف شیمیایی و آزمایشات واکنش شیمیایی

در پردازش هسته در آماده سازی برای استخراج فلز

ایمنی در اسید سولفوریک

برای در امان ماندن از خطرات اسید سولفوریک پس از قرار گرفتن در معرض این ماده باید یک سری عوامل را رعایت کرد :

1.اگر شخصی اسید سولفوریک را اشتباها بلعیده باشد، سعی نکنید که او را برای استفراغ کردن تحریک کنید اما اگر خود به خود استفراغ کرد، حتما شخص را به سمت جلو کج کنید، یا به سمت چپ، حتما باید سر شخص مورد نظر به سمت پایین باشد (زیرا احتمال خفگی با استفراغ ناشی از اسید وجود دارد) هرگز شیر، روغن یا هر چیز حاوی الکل را به شخص ندهید.

2.اگر این ماده با چشم تماس پیدا کند حتما برای شستشوی اضطراری چشم به اورژانس مراجعه کنید.

(بلافاصله پس از تماس چشم با این ماده شیمیایی چشمان خود را به صورت باز نگه داشته با آب فراوان به صورت کامل بشوئید و سپس به اورژانس مراجعه نمائید.)

3.در صورت تماس با پوست و یا لباس ها، بلافاصله تمام لباس های آلوده از جمله کفش های خود را خارج کنید. سپس، پوست و موهای خود و تمام نقاط آلوده را با آب جاری (و صابون در صورت وجود) بشویید.

4.در صورت استنشاق دودهای اسید سولفوریک یا محصولات احتراق حاصل از این ماده، بیمار را از محل آلوده خارج کنید و او را در هوای آزاد قرار دهید اگر که شخص مورد نظر بیش از ده دقیقه در محل آلوده قرار گرفته باشد و از دود آن تنفس کرده باشد حتما باید به پزشک مراجعه کند.