مروری بر خاصیت اسید سولفوریک

نام : اسید سولفوریک

نامهای مترادف: جوهر گوگرد، سولفات هیدروژن

خلوص: 98%

فرمول شیمیایی: H₂SO₄

ظاهر: مایع بی رنگ

نقطه ذوب: 10 درجه سانتی گراد

نقطه جوش: 335 درجه سانتی گراد

اسید سولفوریک

 اسید معدنی بسیار قوی میباشد.

این اسید با هر درصدی درحل آب میشود. 

اسید سولفوریک

در گذشته به نام جوهر گوگرد معروف بوده است. 

 اسید معدنی  و بسیار قوی است که به طور طبیعی

 در گازهای خارج شده از آتشفشان وجود دارد

 و با هر درصدی در آب حل میشود. 

واکنش آن با آب به شدت گرمازا است به همین دلیل باید از

 اضافه کردن یک باره آب به آن اجتناب کرد.

اسید سولفوریک میل ترکیبی زیادی با آب دارد

 به طوری که در واکنش با سایر مواد

هیدروژن و اکسیژن آنها را با صورت آب جدا میکند.

اسید سولفوریک  خورنده است 

و قسمت عمده ای از باران اسیدی را تشکیل میدهد.

قطرات آب به هنگام بارش با آلاینده های کارخانه ها 

و خودرو ها که در هوا معلق هستند واکنش میدهند و تولید اسید میکنند.

اسید سولفوریک  با فلزات واکنش میدهد 

و هر چه دما بالاتر رود میزان این واکنش بیشتر خواهد شد

 اما بر روی جیوه و سرب تاثیری ندارد.

اسید سولفوریک از انحلال گاز SO3 در آب بدست می آید،

 البته روش های صنعتی زیادی برای تولید این اسید پر کار برد وجود دارد. 

روش رایج تهیه آزمایشگاهی اسید هایی مانند نیتریک اسید(HNO3)  

و اسید کلریدریک (HCl)، اینگونه است که ابتدا مقداری

اسید سولفوریکرا در ظرف تقطیر ریخته،

 نمک با یون مورد نظر (یون کلرید،نیترات و...)

 را به آن اضافه کرده و بعد از بستن درب ظرف،آنرا حرارت میدهند 

و اسید مورد نظر را از آن طرف ظرف، جمع آوری میکنند.

اسید سولفوریک

 در قرن نهم توسط شیمیدان ایرانی به نام زکریای رازی کشف شد. 

او اسید سولفوریک را از طریق تقطیر خشک کانی‌هایی که شامل 

سولفات آهن  که زاج سبز نامیده میشود 

وسولفات مس   که

 کات کبود نامیده میشد بدست آورد. 

حرارت هر یک از این ترکیبات باعث تجزیه آنها 

و ایجاد اکسید آهن II یا اکسید مس II ،آب و  میگردد.

ترکیب آب و  حاصل شده ،

 محلول رقیق اسید سولفوریک ایجاد میکند.

در قرن هفدهم ، جان گلوبر ، اسید سولفوریک را از

 سوزاندن سولفورو نیترات پتاسیم در مجاورت بخار آب تهیه کرد.

 در سال 1746 ، جان روبک اسید سولفوریک را

 با غلظت 40-35% در ظروف سربی تولید میکرد. 

جوزف گیلوساک با اصلاح روش روبک ،

 اسید سولفوریکی با غلظت 78% بدست آورد. 

با این همه صنایع رنگرزی و سایر صنایع شیمیایی 

خواهان اسید سولفوریک با غلظت بالاتر بودند.

در اواسط قرن 18 این امر با روش تقطیر خشک کانیها ، 

شبیه همان روش اولیه رازی ممکن شد.

 در این روش سولفید آهن در اثر

 حرارت در هوا تولید سولفات آهن II میکند

 و فراورده حاصل با حرارت اضافی اکسید شده 

و تولید سولفات آهن III میکند که آن هم در اثر حرارت

در 480 درجه سانتیگراد تجزیه شده 

و اکسید آهن و  ایجاد میکند.

 عبور دادن  به آرامی از میان آب ،

اسید سولفوریک با غلظت بالا ایجاد میکند. 

وقتی غلظت بالایی از  گازی به اسید سولفوریک اضافه میشود،

 الئوم یا اسید سولفوریک دود کننده به فرمول  ایجاد میشود.

 واکنش اسید سولفوریک با آب بسیار گرمازا میباشد. 

اضافه کردن آب به اسید سولفوریک غلیظ خطرناک است.

 زیرا در اثر حرارت حاصل از واکنش اسید و آب ،

 آب داغ ممکن است به اطراف پراکنده شود.

بنابراین آن را با آرامی به آب اضافه میکنند.

 این مساله بدلیل پایین بودن دانسیته آب

 نسبت به اسید سولفوریک میباشد 

که آب میل دارد رویاسید

 قرار گیرد. 

میل ترکیبی اسید سولفوریک با آب بقدری بالاست که

 میتواند مولکولهایی هیدروژن 

واکسیژن  را از بقیه ترکیبات بصورت آب جدا کند.

 به عنوان مثال مخلوط کردن گلوکز 

و اسید سولفوریک ، عنصر کربن  و آب ایجاد میکند.

اسید سولفوریک قسمت عمدهباران اسیدی  میباشد که

 از آلاینده‌های جوی مثل  حاصل از 

کارخانه‌ها با آب باران  بوجود می‌آید. 

مواد ناسازگار با آن شامل:

 اکثر فلزات، اکسید فلزات، قلیاها،

 الکل ها، 

اکسید کننده های قوی و اسیدها میباشند. 

اسید سولفوریک حلال اکثر فلزات میباشد و به شدت خورنده است.

 در شرایط جوی گرم ممکن است اسید، فیومها 

و ذرات التهاب زا و اکسیدهای سمی سولفور در هوا آزاد شوند.

در کل

 اسید سولفوریک

 ماده ای است

 پایدار و فاقد هرگونه پلیمریزاسیون خطرناکی می باشد.

اسید سولفوریک

باعث اکسیداسیون، دهیدروژنه شدن و سولفوناسیون ترکیبات آلی می شود.

جهت رقیق نمودن اسید سولفوریک هرگز آب به اسید اضافه نکنید، 

چراکه باعث پاشش و جوشش اسید میشود. 

همیشه بایستی اسید را اندک اندک به آب اضافه نمود.

• کاربرد های مهم 
  • اسید سولفوریک

• • اسید سولفوریک

 جزء مواد شیمیایی پراستفاده میباشد.

 این ماده در واکنش‌های شیمیایی 

و فرآیندهای تولید سایر ترکیبات ، کابرد فراوانی دارد. 

عمده‌ترین استفاده آن در

 کارخانه‌های تولید کود شیمیایی ، استخراج فلزات ، 

سنتزهای شیمیایی ، تصفیه پساب‌ها و پالایشگاه‌های نفت میباشد. 

اسید سولفوریک در اثر واکنش با اسید نیتریک ، یون نیترونیوم تولید میکند 

که در فرآیند نیترو‌دار کردن ترکیبات استفاده میشود.

 ، نیترو گلیسیرین و ... استفاده میشود. 

در صنایع تولید مواد منفجره مانند تولید تری‌نیتروتولوئن (TNT)

فرآیند نیترودار کردن 

اسید سولفوریک

 در 

انباره‌های سربی 

(باطری‌های سربی) 

به عنوان محلول الکترولیت استفاده میشود

اسید سولفوریک

 ، یک عامل آبگیری بسیار قوی است. 

در اکثر واکنش‌ها به عنوان عامل هیدراتاسیون استفاده میشود 

و در تولید میوه‌های خشک هم به میزان کم ، 

از اسید سولفوریک برای جذب آب استفاده میکنند.

اگر روی شکر سولفوریک اسید بریزیم چه رخ می دهد؟

واکنش باور نکردنی اسید سولفوریک با شکر

C₁₂H₂₂O₁₁+H₂SO₄→12C+11H₂O

همه میدانیم که قند و شکر ماده های سفید رنگ 

و اسید سولفوریک یک مایع تقریباً بی رنگ هستند،

این واکنش دهیدراته کردن(آب‌گیری) شکر

توسط سولفوریک اسید است.

در واکنش محلول غلیظ اسید سولفوریک با قند یا شکر ، 

مولکولهای سازنده ی دانه های شکر که از جنس ساکاروز هستند، 

توسط اسید سولفوریک آبگیری میشوند.

آزمایش بسیار ساده است .

کافی است کمی شکر را در یک بشر بریزید 

وسپس به آن اندکی سولفوریک اسید غلیظ بیفزایید

 البته میتوانید کمی آب نیز به شکر بیفزایید 

یا به عبارتی از محلول خیلی غلیظ آن استفاده کنید.

سولفوریک اسید در مدت زمان بسیار کوتاهی 

طی یک واکنش به شدت گرما زا  شکر را دهیدراته میکند. 

که نتیجه‌ی آن گرما ،بخار آب  وبخاری از اکسیدهای گوگرد است.

جدا از بوی  گوگرد بوهایی شبیه به کارامل نیز استشمام میکنید.

 نهایتا شکر سفید به شکل استوانه ی سیاه رنگ

از کربن به خارج از بشر فوران می کند. 

میدانید که شکر یک کربوهیدارت است که 

وقتی آب ازمولکول آن حذف شود فقط کربن میماند .

این واکنش از دسته واکنشهای حذفی است

شما میتوانید به جای شکر از قند استفاده کنید 

با اضافه نمودن اسید سولفوریک به حبه های قند با گذشت زمان اندکی، 

 بین قند و اسید سولفوریک واکنش رخ داده 

و حبه های قند   مثل دانه های شکر ضمن افزایش حجم 

به رنگ سیاه ، تغییر رنگ میدهند.

آنچه محصول واکنش است و در پایان واکنش باقی میماند، 

کربن، بخار آب، کربن دی اکسید و دی اکسید گوگرد است.

 ماده سیاه رنگ ایجاد شده همان کربن میباشد.

این واکنش هم مانند واکنش شکر با اسید سولفوریک  گرماده بوده 

و آب موجود در محصول به صورت بخار از کربن ایجاد شده خارج میشود. 

البته باید توجه نمود گاز ایجاد شده، بخار آب خالص نیست 

و ممکن است ذرات ریز اسید سولفوریک نیز در این بخار وجود داشته باشد.

هنگام آزمایش ،نکان ایمنی را حتما رعایت کنید 

هنگام کار با سولفوریک اسید غلیظ دستکش وعینک ایمنی  را فراموش نکنید.

 ومسلما اگه آزمایش زیر هود انجام شود خیلی بهتر خواهد بود.

واکنش آبگیری | دهیدارته کردن شکر:

C12H22O11 (s) + H2SO4  → ۱۲ C (s) + 11 H2O (g)1

واکنش کلی بین اسید سولفوریک و  قند ( شکر یا همان ساکاروز):

کربن دی اکسید + بخار آب+گوگرد دی اکسید +کربن → قند +سولفوریک اسید 

C12H22O11 (s) + 2 H2SO4 (l)  → ۱۱ C (s) + 2 SO2 (g) + 13 H2O (g) + CO2(g)1

حاصل واکنش جوش شیرین و سرکه

s

جوش شیرین (بی کربنات سدیم) باز است 

درحالی که سرکه، اسید است. 

وقتی شما آنها را مخلوط می کنید با هم واکنش میدهند، 

بعد از واکنش اسید کربنیک به وجود می آید که

 خیلی ناپایدار و بی ثبات است 

و فوراً به آب و دی اکسید کربن شکسته میشود

 و آتشفشان زیبایی را برایتان به وجود می آورد.

دو نوع واکنش که بر اساس تغییرات گرما وجود دارد، 

به نامهای واکنش های گرماده و گرماگیر.

 آن دسته از واکنشهایی که 

در آنها گرما تولید میشود را واکنشهای گرماده میگویند.

 آن دسته از واکنشهایی که برای انجام آن ها گرما جذب میشود، 

به عنوان واکنشهای گرماگیر تعریف میشوند.

بنابراین ترکیب سرکه و جوش شیرین که

 ترکیب باز و اسید است یک واکنش گرماده است.