اسید سولفوریک (H2SO4)، پادشاه مواد شیمیایی جهان با تولید میلیونها تن سالانه یکی از مهمترین و پر کاربردترین مواد شیمیایی جهان است. این اسید به طور گستردهای در صنایع، کارخانجات و کارگاهها مورد استفاده قرار میگیرد. اسید سولفوریک از ماده اولیه گوگرد و به فراوانی در ایران تولید میشود و مورد استفاده صنعتگران ایرانی قرار میگیرد.
در ادامه به مباحث بیشتری پیرامون این اسید، کاربردهای آن و دیگر مسائل مربوط به آن خواهیم پرداخت.
اسید سولفوریک چیست؟
اسید سولفوریک (H2SO4) یا همان جوهر گوگرد یک مایع غلیظ بیرنگ است که عنوان سلطان مواد شیمیایی جهان را به یدک میکشد. مصرف این اسید به قدری بالاست که در هر کشور میزان مصرف سولفوریک اسید به ازای هر نفر را محاسبه میکنند و یکی از شاخصهای توسعه یافتگی میباشد.
گفته میشود نخستین بار زکریای رازی این اسید را از طریق تقطیر کانیهای آهن سولفات و مس سولفات این اسید را به دست آورد و اکنون و در دنیای امروز راههای متعدد صنعتی و آزمایشگاهی برای تولید این اسید به وجود آمده است تا پاسخگوی نیاز انسان امروز باشد.
خواص مولکولی H2SO4
| عناوین | مقادیر |
|---|---|
| فرمول مولکولی | H2SO4 |
| جرم مولی | 98/078 g/mol |
| شکل ظاهری | مایع شفاف، بارنگ 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 |
قیمت اسید سولفوریک
همانطور که گفتیم این اسید بزرگتر از آن چیزی است که بتوانیم در محدوده ثابتی تعریفش کنیم و بر آن قیمت بگذاریم. اما اگر بخواهیم یک دید کلی از قیمت اسید سولفوریک داشته باشیم میتوانیم به شرح زیر بیان کنیم:
- اسید سولفوریک آزمایشگاهی مرک هر لیتر ۶۵۰ هزار تومان
- اسید سولفوریک صنعتی گالن پنج لیتری ۱۰۰ تا ۱۲۰ هزار تومان
- اسید سولفوریک کشاورزی ۲۰ لیتری ۲۵۰ هزار تومان
- اسید سولفوریک عمده بالای ۲۰ تن هر کیلو ۲۰۰۰ تومان
خرید اسید سولفوریک
راههای متعددی برای خرید سولفوریک اسید وجود دارد. همانطور که گفتیم مصرف این اسید در کشور بسیار بالاست و به همین نسبت توزیعکنندگان زیادی نیز این محصول را ارائه میدهند. زاناکس نیز یکی از توزیعکنندگان اسید سولفوریک در سراسر کشور است و شما عزیزان میتوانید اسید مورد نیاز خود را از طریق زاناکس خریداری کنید.
تولید سولفوریک اسید
همانطور که پیشتر نیز توضیح دادیم اسید سولفوریک یکی از مهمترین و باارزشترین مواد شیمیایی مورد نیاز در جهان است که سالانه به میزان بیش از ۲۰۰ میلیون تن در جهان تولید میشود. روشهای متعددی برای تولید اسید در جهان وجود دارد و انتخاب اینکه کدام روش را انجام دهیم بستگی به منابع و شرایط هر کشور دارد.
گام اول: آمادهسازی دی اکسید گوگرد
یکی از مواد مهم در تولید دی اکسید کربن است که از ترکیب و سوزاندن گوگرد با اکسیژن در هوای اضافی به دست میآید.
S(s) + O2 (g) → SO2(g)
گام دوم: تهیه تری اکسید گوگرد
سپس و در گام دوم باید اقدام به تولید تری اکسید گوگرد کنیم و تری اکسید گوگرد زمانی تشکیل میشود که دی اکسید گوگرد با اکسیژن به نسبت 1:1 در دمای 400 تا 450 درجه سانتی گراد و فشار 1 تا 2 اتمسفر در حضور V2O5 به عنوان کاتالیزور واکنش میدهد. این واکنش در طبیعت برگشت پذیر است.
2SO2(g) + O2(g) ⇌ 2SO3(g)
گام سوم: تهیه سولفوریک اسید غلیظ
تری اکسید گوگرد تشکیل شده اصولا برای واکنش با اسید سولفوریک غلیظ ساخته میشود. تری اکسید گوگرد را نمی توان مستقیماً در آب حل کرد زیرا منجر به تشکیل مه میشود. محصولی که پس از این واکنش به دست میآید به نام اولئوم شناخته میشود. سپس اولئوم به دست آمده در آب حل میشود تا اسید سولفوریک غلیظ به دست آید.
H2SO4 + SO3(g) → H2S2O7(l)
H2S2O7(l) + H2O(l) → 2H2SO4
کاربردهای سولفوریک اسید
۱. سولفوریک اسید کشاورزی
همانطور که مشخص است و میدانید اسیدها منبع خوبی از هیدروژن اسیدی هستند و کاربردهای گستردهای در کشاورزی و تنظیم PH و EC خاکها دارند. البته برای اینکه بتوانید از این اسید به خوبی در کشاورزی و زمین خود استفاده کنید بهتر است با کارشناسان کشاورزی مشورت کرده و از مصرف غیر اصولی اسیدها در خاک خود اجتناب کنید.
۲. سولفوریک اسید صنعتی
پادشاه مواد شیمیایی جهان خواص و کاربردهای فراوانی در صنایع دارد، یکی از این کاربردها، استفاده از اسید سولفوریک در صنعت نفت و پتروشیمی است.اسید سولفوریک با خلوص 93 درصد برای پالایش فرآوردههای نفتی استفاده میشود. از اسیدهای ضعیف تر استفاده نمیشود زیرا چنین خاصیت پالایشی ندارند.
اسید شویی فلزات یکی دیگر از مهمترین کاربردهای سولفوریک در صنعت است. دستگاهها و فلزات مورد استفاده در صنایعی مانند آبکاری و تولید فلزات در گذر زمان دچار اکسیداسیون میشوند و دیگر کیفیت و کارایی قبلی را ارائه نمیدهند، برای شستشوی این ابزارآلات نمیتوان از مواد سادهای همچون آب استفاده کرد و باید از مواد تهاجمی همچون اسیدها استفاده کرد.
در واقع اسید اکسیدها و دودها را در خود حل میکند. آنها همچنین فلس و زنگار را از بین میبرند و طول عمر و کارایی دستگاهها را افزایش میدهند. اسید سولفوریک شاید ارزان ترین اسید مورد استفاده است و همچنین بخارات آن بسیار کم است.
متالوژی کاربرد دیگر اسیدها در صنعت اسیت، در متالورژی، از اسید سولفوریک برای استخراج مس، روی و سرب از سنگ معدن آنها استفاده میشود. همچنین برای شستشوی سنگ معدن و ضایعات برای بازیافت فلزات مختلف نیز از اسید سولفوریک استفاده میشود. به طور مثال یک کارگاه استخراج مس در نزدیکی کارگاه ما وجود دارد که ماهیانه و به طور منظم یک سرویس اسید برای استخراج مس خریداری و استفاده میکند.
کاربرد دیگر اسید سولفوریک به عنوان یک عامل ضد زنگ است. هنگامی که سطح فلز شروع به زنگ زدگی میکند، لایه ای از سولفات آهن وجود دارد که روی سطح فلز رسوب می کند. سولفات آهن در آب محلول است. این فرآیند انحلال را میتوان با استفاده از اسید سولفوریک کاتالیز کرد.
اینها تنها بخشی از کاربردهای اسید سولفوریک در صنعت بود و اگر بخواهیم به تفصیل باقی آنها را شرح دهیم کتابی قطور خواهیم داشت که خواندن از حوصله من و شما خارج است، پس برای باقی کاربردهای این اسید تنها به اشارهای به نام کاربرد اکتفا خواهیم کرد:
- عامل اکسیدکننده
- عامل دهیدراته کننده
- عامل استری کننده
- عامل پلیمرازیسیون
- عامل سولفوناسیون
- کاتالیزگر خوب در صنعت
- برای تولید سوپر فسفات، سولفات آمونیوم و غیره.
- برای سولفات های فلزات مانند روی، مس، آلومینیوم، منیزیم و غیره.
- در رسوب سولفات های کلسیم و باریم برای اهداف مختلف.
- در ترشی ورق آهن به گالوانیزه و قلع زنی.
- برای تولید فلزاتی مانند نقره، نیکل و طلا.
- در ساخت باتری های گالوانیکی و ذخیره سازی، آبکاری و غیره.
- اتر و نشاسته، شربت و شکر را می توان با کمک اسید سولفوریک رقیق تهیه کرد.
۳. سولفوریک اسید آزمایشگاهی و خوراکی
اسید سولفوریک گرید آزمایشگاهی و خوراکی با مقاصد خاص و صرفا جهت استفاده در صنایعی داروسازی و شیمیایی خاص استفاده میشود و کاربردی در صنایع پایه و معمول ندارد. البته لازم به ذکر است که اسید سولفوریک به طور مستقیم در صنعت غذایی و خوراکی استفاده نمیشود و تنها در برخی از موارد نوع رقیق شده آن مورد استفاده قرار میگیرد.