کاربرد اسید سولفوریک در صنایع مختلف بسیار زیاد است، این ماده شیمیایی در ساخت بسیاری از محصولات استفاده می شود. اسید سولفوریک یک اسید خورنده قوی است و خیلی راحت با آب ترکیب می شود و باعث می شود خشک کننده خوبی باشد. اسید سولفوریک پرمصرف ترین اسید در صنعت است. از آن برای ساخت مواد شوینده، رنگ، داروها، مواد منفجره، رنگدانه ها، کودها و بسیاری از محصولات دیگر استفاده می شود. همچنین اسید موجود در باتری های الکتریکی سرب اسیدی است.
نام های دیگر اسید سولفوریک، روغن ویتریول یا هیدروژن سولفات است. این اسید یک مایع متراکم، بی رنگ، روغنی و خورنده است. این ترکیب شیمیایی یکی از مهمترین مواد شیمیایی که به صورت صنعتی از واکنش آب با تری اکسید گوگرد تهیه می شود. این اسید به صورت خالص دارای وزن مخصوص ۱٫۸۳۰ در ۲۵ درجه سانتیگراد (۷۷ درجه فارنهایت) است. این اسید در دمای ۱۰٫۳۷ درجه سانتی گراد (۵۰٫۷ درجه فارنهایت) یخ می زند. اسید سولفوریک معمولا در غلظت های ۷۸، ۹۳ یا ۹۸ درصد در بازارعرضه می شود.
فهرست
خواص فیزیکی و شیمیایی اسید سولفوریک
فرمول شیمیایی اسید سولفوریک H2SO4 و وزن مولکولی آن ۹۸٫۰۷۹ گرم بر مول است. در این اسید اتم گوگرد از طریق پیوندهای دوگانه به دو اتم اکسیژن و از طریق پیوندهای منفرد به دو گروه هیدروکسیل (OH) متصل شده است. این ماده یک اسید دی پروتیک است، زیرا می تواند دو پروتون آزاد کند.
این اسید یک مایع چسبناک بی رنگ یا کمی زرد رنگ با بوی تند است. چگالی آن ۱٫۸۴ گرم در میلی لیتر، نقطه جوش ۳۳۷ درجه سانتی گراد و نقطه ذوب ۱۰ درجه سانتی گراد است. اسید سولفوریک غلیظ ۹۸ درصد، پایدارترین شکل این ماده است.
اسید سولفوریک یک اسید دی پروتیک بسیار قوی است و به راحتی رطوبت هوا را جذب می کند. این اسید یک عامل اکسید کننده قوی است و در دماهای بالا با بسیاری از فلزات واکنش نشان می دهد. افزودن آب به اسید سولفوریک غلیظ یک واکنش بسیار گرمازا است و می تواند منجر به انفجار شود.
روش تولید اسید سولفوریک
دو فرآیند اصلی (محفظه سربی و تماسی) برای تولید اسید سولفوریک وجود دارد. کاربرد اسید سولفوریک در صنایع بسیار زیاد است، به همین دلیل در گرید ها و غلظت های مختلف تولید می شود. فرآیندهای تولید این اسید عبارتند از:
فرآیند محفظه سربی
در این فرآیند، گاز دی اکسید گوگرد داغ وارد راکتوری به نام برج گلاور می شود و در آنجا با اسید سولفوریک، اکسید نیتریک و دی اکسید نیتروژن مخلوط می شود. مخلوط به دست آمده با اکسید نیتریک و گازهای دی اکسید نیتروژن؛ به تری اکسید گوگرد اکسید می شود و در محلول اسیدشویی حل می شود تا اسید برج یا اسید گلاور (حدود ۷۸%) را تشکیل دهد. اسید تولید شده در محفظه ها که اغلب اسید محفظه یا اسید کود نامیده می شود، حاوی ۶۲ تا ۶۸ درصد H2SO4 است.
فرآیند تماس
در فرآیند تماسی، دی اکسید گوگرد تصفیه شده با هوا مخلوط می شوند و تا حدود ۴۵۰ درجه سانتی گراد گرم می شوند و از روی کاتالیزور عبور داده می شود. دی اکسید گوگرد به تری اکسید گوگرد اکسید می شود. کاتالیزور مورد استفاده در این فرآیند معمولا پلاتین روی یک حامل سیلیس یا آزبست یا پنتوکسید وانادیم روی حامل سیلیس است. در این فرآیند اسید سولفوریک با غلظت های دلخواه تولید می شود.
موارد استفاده از اسید سولفوریک
کاربرد اسید سولفوریک در صنایع مختلف شامل فرآوری مواد معدنی، پالایش نفت، تولید کود و بسیاری دیگر از موارد است. این اسید همچنین در تولید مواد پاک کننده، رنگدانه، دارو، مواد شوینده و مواد منفجره نیز کاربرد دارد. معمولا به عنوان الکترولیت در باتری های سرب اسیدی استفاده می شود. این اسید در صنعت نفت برای حذف ناخالصی ها از بنزین و سایر محصولات پالایشگاهی بسیار استفاده می شود. این اسید در پردازش فلزات، در تمیز کردن آهن و فولاد قبل از آبکاری آنها با قلع یا روی استفاده می شود.
عوارض جانبی مصرف اسید سولفوریک
این اسید در غلظت بالا می تواند در هنگام تماس آسیب بسیار جدی به فرد ایجاد کند، زیرا نه تنها باعث سوختگی شیمیایی از طریق هیدرولیز می شود، بلکه باعث سوختگی حرارتی ثانویه از طریق کم آبی نیز می شود. در صورت پاشیدن این اسید به چشم ها، ممکن است منجر به نابینایی دائمی و در صورت بلعیده شدن آسیب های جبران ناپذیری به سلامتی وارد می کند. توصیه می شود هنگام کار با این اسید از وسایل حفاظت شخصی استفاده کنید. همچنین محیطی که در آن با این اسید کار می کنید، باید تهویه خوبی داشته باشد.