نام: اسید سولفوریک

 فرمول شیمیاییH2SO4

ظاهر: مایع شفاف ، بی رنگ و بی بو

وزن مولکولی۹۸ gr/mol

نقطه ذوب۱۰ درجه سانتیگراد

نقطه جوش۳۳۷ درجه سانتیگراد

دانسیته۱٫۸ gr/m3

سولفوریک اسید برای اولین بار توسط دانشمند ایرانی زکریای رازی در قرن نهم کشف گردید.آن این ماده را از طریق تقطیر خشک کانی هایی که شامل سولفات آهن (زاج سبز) و سولفات مس (کات کبود) بودند به دست آورد.بعد ها افراد دیگری مانند جان گلوبر ، جان روبک و جوزف گیلوساک روش های دیگری را برای تولید این ماده ارائه دادند.امروزه اسید سولفوریک در صنعت و تولید مواد شیمیایی مختلف کاربرد دارد بنابراین نیاز به روشی برای تولید بالا و مقرون به صرفه این ماده است.از واکنش SO3 با آب می توان اسید سولفوریک تولید کرد اما این روش به دلیل گرمازا بودن واکنش و وجود مشکلات در کنترل واکنش عملی نیست از این رو برای تولید این ماده از روش تماسی در مجاورت کاتالزور استفاده می شود.

در روش تماسی برای جلوگیری از مسموم شدن کاتالیزور مورد استفاده و قابلیت استفاده مجدد از آن که باعث کم شدن هزینه ها می شود ابتدا باید سولفیت و هوا را خالص کرد.از واکنش گوگرد با اکسیژن SO2 حاصل می شود:

S(s)+O2(g)—– >SO3(g)

در این مرحله در مجاورت کاتالیزور SO3 تشکیل می شود:

SO2(g)+O2(g)—– >2SO3(g)

این واکنش در دمای معمولی سرعت پایینی دارد به همین منظور واکنش را در محیطی با دمای ۴۰۰ تا ۷۰۰ درجه سانتیگراد انجام می دهند و برای واکنش از کاتالیزور وانادیم پنتوکسید (V2O5) استفاده می شود.
حال SO3 را به اسید سولفوریک غلیظ وارد می کنند که از این واکنش پیرو سولفوریک اسید بدست می آید:

H2SO4(l)+SO3(g)—– >H2S2O7(l)

اگر به پیرو سولفوریک اسید مقدار مشخصی آب اضاف گردد اسید با غلظت مورد نظر حاصل می شود:

H2S2O7(l)+H2O(l)—– >2H2SO4(l)

ویژگی های سولفوریک اسید:

سولفوریک اسید ، اسیدی معدنی و بسیار قوی است که به طور طبیعی در گازهای خارج شده از آتشفشان وجود دارد و با هر درصدی در آب حل می شود.واکنش آن با آب به شدت گرمازا است به همین دلیل باید از اضاف کردن یک باره ی آب به آن اجتناب کرد.اسید سولفوریک میل ترکیبی زیادی با آب دارد به طوری که در واکنش با سایر مواد هیدروژن و اکسیژن آن ها را با صورت آب جدا می کند.اسید سولفوریک خورنده است و قسمت عمده ای از باران اسیدی را تشکیل می دهد.قطرات آب به هنگام بارش با آلاینده های کارخانه ها و خودرو ها که در هوا معلق هستند واکنش می دهند و تولید اسید می کنند.اسید سولفوریک با فلزات واکنش می دهد و هر چه دما بالاتر رود میزان این واکنش بیشتر خواهد شد اما بر روی جیوه و سرب تاثیری ندارد.اسید سولفوریک در لیست مواد خطرناک قرار گرفته است.
اسید سولفوریک دارای ویژگا های مهمی است که باعث با اهمیت شدن آن گردیده است.برخی از این ویژگی ها عبارتند از:
عاملی خوب برای جذب آنهزینه پایین نگه داری و انتقال آنآمادگی برای تشکیل سولفات های آلیمطابقت با فرایند های اسیدی و خنثی سازیدارا بودن نقطه جوش بالا و در نتیجه امکار کار با آن در دماهای بالاکاربرد های سولفوریک اسید:
کاربرد در واکنش ها و فرایند های شیمیاییتولید کود های شیمیاییاستخراج فلزاتسنتز های شیمیاییتصفیه پساب هافرایند های نیتروژن دار کردنتولید مواد منفجره مانند TNT و نیتروگلیسیرینبه عنوان محلول الکترولیت در باطری های سربی وجود دارد.

واکنش پذیری

در شرایط سخت شیمیایی و در دما و فشار بالا منفجر می شود. با آب به شدت واکنش می دهد و یا روی آن منفجر می شود

عوارض جانبی

اسید سولفوریک با تمامی خواص و مزایای خود ماده ای خطرناک است و می تواند خسارات جبران ناپزیری را بر بدن وارد نماید.تماس آن با پوست منجر به سوزش و زخم شدن آن موضع می گردد و اگر وارد دهان شود آثار دائمی را بر جای خواهد گذاشت و همچنین باعث اسهال و استفراغ و درد شکمی و سوراخ شدن معده خواهد شد..تماس آن با چشم در اغلب موارد موجب کور شدن فرد می شود و در اثر تنفس آثاری مانند سرگیجه ، سردرد ، کاهش تنفس ، تحریک بینی و گلو و خشکی ریه مشاهده خواهد شد.در صورت تماس با بدن باید فورا با آب و صابون و محلول بی کربنات سدیم ۱ درصد شسته شود.

مرجع کانال تلگرامی آموزش آبکاری  بهار 97

سولفوریک اسید که در گذشته با نام جوهر گوگرد خوانده می‌شد، اسیدی بسیار قوی است که با هر درصدی در آب حل می‌شود و فرمول شیمیایی آن H۲SO۴ است. پی اچ(pH) این اسید ۰/۵ (۵۵ دهم) می‌باشد.

سولفوریک اسید برای نخستین بار توسط جابر بن حیان کشف شد.[۱] او با تقطیر کانی‌های سولفات آهن (معروف به زاج سبز) (آهن سولفات هفت آبه به فرمول FeSO4.7H2O) و مس(II) سولفات، این اسید را به دست آورد.

از سولفوریک اسید در مواد شوینده، رنگ نقاشی و غیره استفاده می‌شود.

محتویات
  [نهفتن] 
۱خواص فیزیکی
۲ساختار مولکولی و خصلت اسیدی
۳تولید سولفوریک اسید
۳.۱فرایند مجاورت[۳]
۳.۲دیگر روش‌ها
۴منابع
۵پیوند به بیرون

1- خواص فیزیکی

این ماده دارای مولکول‌های دارای گشتاور قطبی است که می‌توانند با یک‌دیگر پیوند هیدروژنی برقرار کنند. پس سولفوریک اسید مایعی است با نقطه جوش بالا و هم چنین یک مایع ویسکوز (دارای گران روی زیاد) محسوب می‌شود. همین شرایط مولکولی باعث می‌شوند که سولفوریک اسید به خوبی در آب حل شود و محلول‌های اسیدی مختلف تولید کند.

2- ساختار مولکولی و خصلت اسیدی

این ماده از مولکول‌هایی شامل یک اتم گوگرد، چهار اتم اکسیژن و دو اتم هیدروژن ساخته شده است. از آن‌جا که هیدروژن‌ها به اتم اکسیژن متصل هستند، حامل بار مثبت جزیی می‌باشند و قادرند به عنوان هیدروژن اسیدی عمل کنند. با از دست دادن اولین هیدروژن، آنیون هیدروژن‌سولفات تولید می‌شود که با توجه به ساختارهای رزونانسی، بسیار پایدار است؛ بنابراین اولین تفکیک سولفوریک اسید، به شکل کامل انجام می‌شود:

H2SO4 + H2O → HSO4- + H3O+ (1

برای دومین مرحله، باید هیدروژن به شکل کاتیون، آنیون هیدروژن‌سولفات را ترک کند که چندان راحت نیست؛ بنابراین تفکیک دومین هیدروژن اسیدی در سولفوریک اسید، کامل نیست و یکواکنش تعادلی است:[۲]

HSO4- + H2O ⇔ H3O+ + SO42- (2

3- تولید سولفوریک اسید

3-1: فرایند مجاورت

سولفوریک اسید، یکی از مهم‌ترین مواد شیمیایی صنعتی است که با استفاده از فرایند مجاورت تولید می‌شود. در مرحله نخست گوگرد در مجاورت اکسیژن ، اکسید شده و گوگرد دی‌اکسید به دست می‌آید:

S(s) + O2(g) → SO2(g) (1

در مرحله بعد گوگرد دی اکسید در مجاورت یک کاتالیزگر و در واکنش با اکسیژن اضافی به SO۳ اکسیده می‌شود:

SO2(g) + O2(g) → SO3(g) (2

این واکنش گرماده است و انتروپی(بی نظمی ) آن کاهش می یابد چون عامل انتروپی نامساعد است (پدیده های جهان به سمت بی نظمی بیشتر می روند) یک عامل نامساعد ترمودینامیکی دارد پس برگشت پذیر است

واکنش بالا در دمای معمولی بسیار کند است؛ لذا در روش صنعتی، از دماهای بالاتر (۴۰۰C تا۷۰۰C) و از یک کاتالیزور (مانند وانادیم پنتوکسید V۲O۵ یا اسفنج پلاتین) استفاده می‌شود. از واکنش گوگرد تری اکسید با آب، محلول سولفوریک اسید تشکیل می‌شود:

SO3(g) + H2O(l) → H2SO4(aq) (3

با تکرار مراحل بالا و دمیدن گوگرد تری‌اکسید درون محلول سولفوریک اسید، پیروسولفوریک اسید (H2S2O7) تشکیل می‌شود:

H2SO4(l) + SO3(g) → H2S2O7(l) (4

سپس با افزودن آب به پیروسولفوریک اسید، محلول سولفوریک اسید را تهیه می‌کنند:

H2S2O7(l) + H2O(l) → 2H2SO4(l) (۵

کنترل این روش که در آن، پیروسولفوریک اسید تشکیل می‌شود، آسان تر از واکنش مستقیم گوگرد تری اکسید با آب است؛ بنابراین از این واکنش برای تولید سولفوریک اسید با درصد معین و غلظت دل‌خواه استفاده می‌کنند.

3-2: دیگر روش‌ها

سولفوریک اسید را می‌توان در آزمایشگاه از واکنش گاز گوگرد دی اکسید با هیدروژن پراکسید (آب اکسیژنه) به دست آورد.

(g) + H۲O2 (l) → H۲SO۴ (l)SO2
روش دیگر تولید سولفوریک اسید در آزمایشگاه با استفاده از الکترولیز محلول مس (ll) می‌باشد که کاتد باید از فلزی باشد که رسانایی خوبی دارد، مانند مس وآند نیز باید از جنس پلاتین یا زغال باشد تا با محلول واکنش ندهد

سولفوریک اسید
نام‌گذاری آیوپاک[نهفتن] سولفوریک اسید
دیگر نام‌ها[نهفتن] سولفات هیدروژن جوهر گوگرد
شناساگرها
شماره ثبت سی‌ای‌اس	۷۶۶۴-۹۳-۹
شمارهٔ آرتی‌ئی‌سی‌اس	WS5600000
خصوصیات
فرمول مولکولی	H2SO4
جرم مولی	98/078 g/mol
شکل ظاهری	مایع شفاف، بی‌رنگ و بی‌بو
چگالی	1.84 g cm−3 liquid
دمای ذوب	10°C
دمای جوش	‎290°C bp of pure acid. 98% solution boils at 338 °C
انحلال‌پذیری درآب	حل‌پذیری کامل (گرماده) انتالپی منفی
گرانروی	26.7 cP at 20 °C
خطرات
طبقه‌بندی ئی‌یو	C
کدهای ایمنی	R۳۵
شماره‌های نگهداری	(S1/2), S26, S۳۰, S45
لوزی آتش	W
نقطه اشتعال	غیر مشتعل
ترکیبات مرتبط
مرتبط با اسیدهای قوی	نیتریک اسید هیدروکلریک اسید هیدروبرمیک اسید پرکلریک اسید
ترکیبات مرتبط	سولفید هیدروژن اسید سولفورو پروکسی‌مونوسولفوریک اسید تری اکسید سولفور Oleum
به استثنای جایی که اشاره شده‌است در غیر این صورت، داده‌ها برای مواد به وضعیت استانداردشان داده شده‌اند (در 25 °C (۷۷ °F)، ۱۰۰ kPa)
Infobox references