ما هو حمض الكبريتيك وفيما يستخدم
نتحدث معك عزيزي القارئ عبر مقالنا اليوم من موسوعة عن ما هو حمض الكبريتيك وفيما يستخدم ، وهو من السوائل عديمة اللون، وتم تسميته بزيت الزاج من قبل مكتشفه جابر بن حيان، وهو يُطلق عليه الحمض الكبريتي، وأيضاً حمض الكبريت، أو حمض السلفوريك، ويندرج ضمن الأحماض المعدنية التي لديها قوة كبيرة، وكافة التركيزات الخاصة به يُمكنها أن تذوب بالمياه.
انتشر هذا الحمض منذ قديم الأزل، فقد عُرف أولاً بالقرن الثامن عند العرب، وانتشر بعد ذلك بأوروبا خلال القرنين 14، و15، وصيغته الكيميائية H2SO4 ، والمركز من هذا الحمض يُسمى ماء النار، ولكنها خطر وقد تُسبب حرق للإنسان فلابد من أخذ الإحتياطات اللازمة منه.وهو له الكثير من الاستخدامات المختلفة من بينها صناعة المُنظفات المنزلية.
وخلال السطور التالية سنتحدث بشئ من التفصيل عن هذا الحمض، واستخداماته المختلفة، بالإضافة لطريقة تحضيره، والمخاطر التي قد تقع على الشخص بسببه، فتابعنا.
ما هو حمض الكبريتيك وفيما يستخدم
عند انحلال حمض الكبريتيك بالمياه نجده يطلق وينشر حرارة بكميات كبيرة، وذلك حينما تكون درجة تركيزه 98.3% فبالرغم من تحضيره بنسبة 100% إلا أنه عند الوصول لدرجة الغليان يبدأ في فقد SO3.
وبالتالي عند تمديد الحمض لابد من صب حمض الكبريتيك على المياه دون حدوث العكس؛ فهو شره كثيراً للمياه، ومن هنا يتم استخدامه لإزالة أي مياه من المواد العضوية، والخلايا الحية، وأيضاً يُجفف الرطوبة بالغازات.
يعتبر حمض الكبريتيك المركز أحد الموصلات الجيدة للتيار الكهربائي.
استخدامات حمض الكبريتيك
- يتميز بأهميته الكبيرة، ويزيد من مكانة الدول المنتجة له، وبنسبة 60% يتم الاستعانة به، ويدخل بالعملية الرطبة حتى يُنتج حمض الفوسفوريك، وهو يُساعد في صناعة فوسفات ثلاثي الصوديوم المُستخدم في تصنيع المنظفات، بالإضافة لاستخدامه بعملية تصنيع الأسمدة الفوسفاتية.
- يدخل بأغلب المواد الصناعية، وإنتاجه يُكون مؤشر على قطاع الصناعة بالدولة، وله تأثيرات كيميائية متنوعة.
- إحدى المواد النازعة للمياه، ويعتبر مادة مؤكسدة.
- يتم الاستعانة به في عدد من الصناعات المختلفة منها الأصباغ، بطاريات السيارات، المطاط، البلاستيك، الصابون والمواد المُنظفة، والمواد الكحولية، بالإضافة لمُساهمته بإنتاج الأسمدة الكيمائية، ويدخل في تصنيع النحاس، والحديد.
الخصائص الكيميائية لحمض الكبريتيك
- إحدى التفاعلات المهمة التي لابد من مرور تفاعل التأين به.
- له دور كبير في عملية تجهيز وتحضير عدد من المركبات المختلفة من بينها الفينول، والسكارين.
- يُمكن أن يتفاعل مع الإملاح، القواعد، والأحماض، بالإضافة لتفاعله مع المركبات العضوية العطرية.
- عامل مؤكسد، ويُساهم في تأكسد مجموعة من اللافلزات المختلفة، ومن بينها الكربون، والكبريت.
تحضير حمض الكبريتيك
بإمكانك تحضير حمض الكبريتيك عن طريق عملية تقطير وتسخين كبريتات الحديدوز المائية والمُعروفة بالزاج الأخضر، بالإضافة لاستخدام الكبريتات الأخرى.
إذا كنت تحتاج إلى تحضيره بشكل تجاري، فهنا يُمكنك الاستعانة بطريقة التلامس، أو غرف الرصاص.
الطريقة الأولى التلامس: تطورت بسنة 1831م، وتتميز بقلة تكلفتها ولها شهرة وانتشار واسع، ومن خلالها يُمكننا الحصول على حمض الكبريتيك النقي، من خلال الخطوات التالي:-
أولاً صهر وترشيح الكبريت، ومن هنا يحدث انفصال لأي جزء غير مُنصهر، وبعد ذلك يتم ضخه بإحدى الوحدات المُتعلقة بحرق الكبريت، ومن هنا يُنتج ثاني أكسيد الكبريت، ويتم إحضار سخان لإمرار هذا الغاز، ثم يتم مروره إلى مرشح؛ حتى يُنقى من كافة الشوائب المختلفة.
وهنا يتحرك الغاز ليتم أكسدته عبر برج التحويل، ويكون معه إحدى المعادن كالبلاتين، ثم بعد ذلك سنحصل على ثالث أكسيد الكبريت، ويتم امتصاص الغاز، عبر المياه، وهذا التفاعل يحتاج لعامل حفاز ومن هنا يتم استخدام خماسي أكسيد الفانديوم.
ويُمكنك التعرف على هذا التفاعل عبر هذه المُعادلة: SO3 + H2O ⇌ H2SO4
وحتى نحصل على حمض الكبريت يتم اتخاذ ناتج المُعادلة الكيميائية، ونضعه مع برج الأوليوم، والناتج يتم أخذ جزء منه لمبرد الأوليوم، وجزء أخر يكون بالناحية العلوية من البرج، وسينجم عن ذلك حمض التركيز.
الطريقة الثانية وهي غرف الرصاص: ويتم عملها لإنتاج حمض الكبريتيك، بواسطة تفاعل أحادي أكسيد النيتروجين وأكسدته لإنتاج ثاني أكسيد النيتروجين، ثم يتم إعادته للتفاعل مرة ثانية، حتى يتفاعل ثاني أكسيد الكبريت والمياه، مع ثاني أكسيد النيتروجين، ومن هنا نحصل على الحمض، وتتميز هذه الطريقة بسهولتها، وبخفض ميزانيتها المادية.
وهذه هي المعادلات الخاصة بهذه العملية:-
SO2 + H2O + NO2 → H2SO4 + NO
2NO + O2 → 2NO2
مخاطر حمض الكبريتيك على الانسان
فيما يخص الجانب البيئي فهو يعتبر من الأحماض التي تُسبب خطر وتلوث بيئي؛ لأنه ضمن مكونات الأمطار الحمضية، وذلك نتيجة تكوينه من أكسدة حمض الكبريتوز، وهو عبارة عن أكسدة غاز الاوكسجين O2 لثاني أكسيد الكبريت عند وجود المياه، وبذلك يحدث إتلاف لكافة المحاصيل الزراعية نتيجة للأمطار الحمضية.
أما خطره على الإنسان يبدأ مع استنشاق حمض الكبريت، المؤدي لحدوث صدمة دموية وعصبية بسبب الجفاف والآلام الحارقة، وقد يصل الأمر إلى الغثيان والقيء المُستمر، ومن هنا يتعرض الشخص لتشوهات بجسده، مما ينجم عنه وفاة الإنسان بفترة بسيطة تصل بحد أقصى ليومين، وذلك بحالة أن الجرعة التي استنشقها كانت بين أربعة لخمسة سم مكعب.
حمض الكبريتيك والذهب
لا يحدث أي تفاعل بين الذهب، والبلاتين وحمض الكبريتيك.
رد مع اقتباس