سولفوریک اسید

از ویکی‌پدیا، دانشنامهٔ آزاد
پرش به: ناوبری، جستجو
سولفوریک اسید
Sulfuric-acid-2D-dimensions.svg Sulfuric-acid-3D-vdW.png
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 در آب حل‌پذیری کامل (گرماده)
گرانروی 26.7 cP at 20 °C
خطرات
طبقه‌بندی ئی‌یو خورنده C
کدهای ایمنی R۳۵
شماره‌های نگهداری (S1/2), S26, S۳۰, S45
لوزی آتش
Special hazard W: Reacts with water in an unusual or dangerous manner. E.g., cesium, sodiumNFPA 704 four-colored diamond
نقطه اشتعال غیر مشتعل
ترکیبات مرتبط
مرتبط با اسیدهای قوی نیتریک اسید
هیدروکلریک اسید
هیدروبرمیک 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


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 (۵ دهم) می‌باشد.

سولفوریک اسید برای نخستین بار توسط جابربن حیان کشف شد.[۱] او با تقطیر کانی‌های سولفات آهن و مس(II) سولفات، این اسید را به دست آورد.

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

خواص فیزیکی[ویرایش]

این ماده دارای مولکول‌های 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.

ساختار مولکولی و خصلت اسیدی[ویرایش]

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 یک واکنش تعادلی است:[۲]

HSO4- + H2O ⇔ H3O+ + SO42- (2

تولید سولفوریک اسید[ویرایش]

فرایند مجاورت[۳][ویرایش]

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

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.

دیگر روش‌ها[ویرایش]

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

SO2 (g) + H۲O2 (l) → H۲SO۴ (l)

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

منابع[ویرایش]

  1. Khairallah, Amin A. Outline of Arabic Contributions to Medicine, chapter 10. Beirut, 1946.
  2. مبانی شیمی تجزیه؛ ویرایش6؛ اسکوگ، وست، هالر؛ مرکز نشر دانشگاهی
  3. مورتیمر، چارلز. شیمی عمومی۲. تهران:نشر علوم دانشگاهی، ۱۳۸۳

پیوند به بیرون[ویرایش]