اسید سولفوریک 98 درصد

اسید سولفوریک چیست ؟

• تـــــــاریخچه

زکریای رازی کاشف سولفوریک اسید است که در قرن نهم این اسید را کشف کرد. این اسید را از طریق تقطیر خشک کانی‌هایی که شامل سولفات آهن که زاج سبز نامیده می‌شود و سولفات مس که کات کبود نامیده می‌شد بدست آورد. حرارت هر یک از این ترکیبات باعث تجزیه آنها و ایجاد اکسید آهن یا اکسید مس ، می‌گردد.

این روش با ترجمه متون علمی و کتاب‌های دانشمندان مسلمان ایرانی توسط شیمیدان‌های اروپایی در قرون وسطی مانند آلبرت ماگنوس در اروپا شناخته شد و به این دلیل اسید سولفوریک را شیمیدان‌های قرون وسطی به نام جوهر گوگرد شناختند.

در قرن هفدهم جان گلوبر این اسید را از سوزاندن سولفورو نیترات پتاسیم در مجاورت بخار آب تهیه کرد. در سال ۱۷۴۶ وی این ماده را با غلظت ۴۰-۳۵% در ظروف سربی تولید می‌کرد. جوزف گیلوساک با اصلاح روش روبک ، اسید سولفوریکی با غلظت ۷۸% بدست آورد.

با این همه صنایع رنگرزی و سایر صنایع مواد شیمیایی خواهان اسید سولفوریک با غلظت بالاتر بودند. در اواسط قرن ۱۸ 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 می‌کند و فراورده حاصل با حرارت اضافی اکسید شده و تولید سولفات آهن می‌کند که آن هم در اثر حرارت در ۴۸۰ درجه سانتیگراد تجزیه شده و اکسید آهن ایجاد می‌کند. عبور دادن به آرامی از میان آب ، اسید سولفوریک با غلظت بالا ایجاد می‌کند.

• کاربــــــرد

یکی از اسیدهای بسیار قوی که از گوگرد ساخته می شود، سولفوریک اسید است.کاربرد این اسید بسیار گسترده است، از باتری اتومبیل تا صنایع بزرگ مس. انواع کود ، فرآورده های نفتی ، آهن و فولاد، درساختن رنگها، پلاستیک ها و مواد شیمیایی دیگر استفاده می شود.

این اسید پوست بدن را زخم می کند و پارچه ها را سوراخ می کند. این ماده 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.

فرآیند نیترودار کردن در صنایع تولید مواد منفجره مانند تولید تری‌نیتروتولوئن (TNT)، نیترو گلیسیرین و … استفاده می‌شود. 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.

• تـــــــــــولید

در حال حاضر مهمترین روش تولید آن، فرایند اول یعنی تولید از گوگرد عنصری است. دی اکسید گوگرد ممکن است از اکسیداسیون گوگرد خام و یا اکسیداسیون سولفیدهای فلزی گوگرد نظیر سولفید مس، سولفید سرب، سولفید نیکل، سولفیدهای آهن، سولفید روی و یا سولفید مولیبدیم تولید شود. اکسیداسیون سولفید هیدروژن(H2 S) نیز منجر به تولید دی اکسید گوگرد می شود. تبدیل دی اکسید گوگرد به تری اکسید گوگرد در فرایند اکسیداسیون کاتالیستی با کاتالیست سدیم و یا پنتا اکسید وانادیم اصلاح یافته انجام می شود. در نهایت از هیدراسیون تری اکسید گوگرد اسید سولفوریک تولید می شود. اصلی ترین روش تولید تجاری این اسید به این صورت است که ابتدا دی اکسید گوگرد از گوگرد تهیه می شود. سپس دی اکسید گوگرد در فرایند اکسیداسیون کاتالیستی به تری اکسید گوگرد تبدیل می شود و سپس از واکنش تری اکسید گوگرد با آب این اسید غلیظ تولید می شود.

فرآیند تولید اسید سولفوریک از دی اکسید گوگرد حاصل از سولفیدهای فلزی

دی اکسید گوگرد به عنوان یک محصول فرعی در اکثر فرایندهای تولید مس و برخی دیگر از فلزات محسوب می شود. دی اکسید گوگرد تولید شده با هوا رقیق می شود. اکسیژن و دی اکسید گوگرد وارد راکتور کاتالیستی شده و واکنش اکسیداسیون انجام می گردد. در این راکتور دی اکسید گوگرد به تری اکسید گوگرد تبدیل می شود. تری اکسید گوگرد بوسیله اسید سولفوریک جذب شده و اسیدی با غلظت بالا ( ٩٨,٥ درصد وزنی) تشکیل می شود.

فرآیند تولید اسید سولفوریک از فسفو ژیپسوم (گچ فسفردار)

در این فرآیند، فسفو ژیپسوم به عنوان محصول جانبی تولید می شود. از ترکیب فسفوژیپسوم، کک نفتی، پیریت های آهن و خاک رس و دی اکسید گوگرد تولید می شود. این روش تولید از دی اکسید گوگرد نظیر آنچه که در فرایند قبلی توضیح داده شد، می باشد.

 

• نقش سولفــــوریک در صنعت کشاورزی

یکی از موارد مهم در جذب مواد غذایی توسط درختان از ph خاک است . ph به طور مستقیم روی میکروارگانیسم موجود در خاک و جذب مواد غذایی تاثیر بسیار دارد.

Ph خاک تعیین می کند کدام عنصرها توسط ریشه ها جذب شوند و کدامیک نشوند. عناصری مانند روی ، منگنز ، آلومینیوم ، مس و کبالت در شرایط ph اسیدی ، بسیار قابل جذب هستند و در ph بالا نمی توانند توسط گیاهان جذب شوند. این اتفاقی است که در شرایط خاکی باغات پسته استان کرمان صورت گرفته است و موجب شده است که به دلیل ph بالای خاک ، کمبود عناصر کم مصرف تقریبا در تمام باغات پسته مشاهده شود. خاک های به شدت قلیایی شده استان کرمان دارای مقادیر بالایی از یون های بی کربنات هستند که تاثیر منفی روی رشد و نمو درختان گذاشته اند و در جذب سایر عناصر مورد نیاز درختان پسته اختلال ایجاد کرده اند.

به طور معمول ، در ph پایین یا شرایط اسیدی ، عناصر پرمصرف کمتر توسط درختان جذب می شوند و برعکس در شرایط ph بالا عناصر کم مصرف شانس کمتری برای جذب توسط ریشه درختان دارند.

در این خصوص کشاورزان با اضافه کردن آهک سعی در بهتر شدن وضعیت خاک در باغ ها می کنند که اشتباهی بزرگ است. چون آهک ، ph خاک را به شدت بالا می برد و نه تنها بهبودی در شرایط خاک ایجاد نمی کند بلکه به شدت قلیایی شدن خاک را افزایش می دهد.

راه های مختلفی برای اصلاح شرایط خاک و بهبود وضعیت ph خاک توصیه می گردد. یکی از این راه ها استفاده از گچ خام است که موجب می شود ph خاک به سمت اسیدی شدن سوق یابد و روش دیگر استفاده از اسید سولفوریک می باشد.

• خطـــــــــــرات اسید سولفوریک 

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 این اسید می‌باشد که آب میل دارد روی اسید قرار گیرد. میل ترکیبی اسید سولفوریک با آب بقدری بالاست که می‌تواند مولکول‌های هیدروژن و اکسیژن را از بقیه ترکیبات بصورت آب جدا کند. به عنوان مثال مخلوط کردن گلوکز و اسید سولفوریک ، عنصر کربن و آب ایجاد می‌کند.

• ایمنی اسید سولفوریک

اسید سولفوریک ، اسید بسیار قوی و خورنده می‌باشد. نوشیدن آن باعث آسیب‌های شدید دائمی در دهان و سایر بافت‌های مورد تماس می‌شود. تنفس آن بسیار خطرناک بوده و باعث آسیب‌های جدی می‌شود. در صورت تماس با پوست و چشم باعث سوزش و ایجاد زخم می‌شود. در صورت تماس پوست و چشم با آن ، باید با آب فراوان شستشو داده و سپس از محلول بی‌کربنات سدیم یک درصد برای شستشو موضع مورد تماس استفاده گردد.

• انبــــــــارداری

ظرف حاوی اسید باید در محل خشک، خنک و دور از آفتاب نگهداری شود.

درب ظرف اسید پس از هر بار استفاده باید محکم بسته شود.

ظرف حاوی اسید باید از عوامل اکسایش، قلیاها، فلزات، منابع گرمایی و منابع غذایی دور نگه داشته شود.

واکنش اضافه کردن آب به اسید گرمازا است که می تواند منجر به آتش سوزی شود. بنابراین باید همیشه اسید را به آب اضافه کرد.

محل نگهداری اسید باید مجهز به تجهیزات ضد حریق باشد.

 

• تولید انواع اسید سولفوریک

اسید سولفوریک در درصد های مختلف تولید می شود. همانطور که عنوان شد بالاترین درصدی که در بزرگ ترین کارخانجات تولید کننده اسید عرضه می شود، اسید سولفوریک 98 درصد می باشد. 

برخی از صنایع برای تولیدات خود به اسید سولفوریک با درصدهای پایین تر نیازمند هستند. از این رو برخی از کارخانجات اقدام به تولید اسید سولفوریک رقیق تر نموده اند. با توجه به آمار گرفته شده اسید سولفوریک 50 درصد و اسید سولفوریک 35 درصد بیشترین میزان مصرف را دارد.