استخدامات حامض الكبريتيك

حمض الكبريتيك ، المعروف أيضًا باسم كبريتات الهيدروجين ، هو مادة كيميائية لها الصيغة H.₂جنوب غرب₄، تستخدم على نطاق واسع في الصناعة وذات قيمة تجريبية عالية. إنها واحدة من أقوى الأحماض ، كونها حمض ثنائي البروتين عندما تكون في الحل.

تاريخ حامض الكبريتيك

عرف الكيميائيون الأوائل حمض الكبريتيك H₂جنوب غرب_4. تم تحضيره عن طريق تسخين الكبريتات الطبيعية عند درجة حرارة عالية وإذابة ثاني أكسيد الكبريت SO₃ وهكذا تشكلت.

في القرن الخامس عشر ، حصل عليها باسيليو فالنتين عن طريق تقطير كبريتات الحديدوز بالرمل. الاسم الشائع لكبريتات الحديدوز ، FeSO₄* 7 ح₂أو كان كذلك "الحديد اللاذع" ، وسمي المنتج الزيتوني الذي تم الحصول عليه منه "زيت فيتريول"، الاسم الذي لا يزال مستخدمًا.

تم تنفيذ أول عملية ناجحة للحصول على حمض الكبريتيك على نطاق صناعي في عام 1740 من قبل وارد في إنجلترا. تم حرق الكبريت ونترات البوتاسيوم (نيترو) في وعاء معلق في كرة زجاجية كبيرة مملوءة جزئيًا بالماء. ثم تم استبدال الغرف الزجاجية بأخرى من الرصاص ، وفي عام 1793 لوحظ أن ثاني أكسيد الكبريت كان كذلك يتأكسد أثناء العملية بتأثير أكاسيد النيتروجين التي تكونت من النترات الموظف.

تم إدخال تعديلات تدريجية في الطريقة ، تميل إلى تقليل تكلفة الإنتاج وتحسين جودة المنتج ، وفي بداية القرن التاسع عشر أصبح التصنيع واصل التقدم. الإجراء يسمى "طريقة غرفة الرصاص"، لا يزال يستخدم حتى اليوم.

الخواص الفيزيائية لحمض الكبريتيك

نقية كبريتات الهيدروجين سائل زيتي عديم اللون كثافته 1.84 جم / سم³ عند 15 درجة مئوية. يتجمد عند 10.5 درجة مئوية ، مما يعطي مادة بلورية صلبة عديمة اللون. عند تسخينها ، تنبعث منها أبخرة ، حيث تتحلل إلى ماء وثالث أكسيد الكبريت ، لكن الأبخرة تحتوي على نسبة جزيئية من ثلاثي أكسيد أعلى من الماء.

وبالتالي ، فإن تكوين السائل يتناقص في H₂جنوب غرب₄ وترتفع درجة الحرارة حتى يتكون خليط من نقطة غليان ثابتة ، والتي تغلي عند 338 درجة مئوية. يحتوي حمض نقطة الغليان الثابت على 98.33٪ H₂جنوب غرب_4.

الخصائص والخصائص الكيميائية لحمض الكبريتيك

حرارة الذوبان

حامض الكبريتيك يمتزج بالماء بجميع النسب. ومع ذلك ، يجب أن يتم تحضير حامض الكبريتيك المخفف بحذر ، لأنه عند خلط عندما تتركز مع الماء ، تنبعث كمية كبيرة من الحرارة تصل إلى 17،750 سعرة حرارية عند الذوبان مول واحد من H.₂جنوب غرب₄ في الماء.

لهذا السبب ، يجب دائمًا إضافة الحمض المركز إلى الماء في أجزاء صغيرة ، مع التحريك المستمر ، بحيث يمتص كل الماء وليس جزء صغير منه الحرارة الناتجة ؛ وإلا فسيكون هذا كافيًا لتحويل الماء إلى بخار ونشر الحمض المركز والساخن في جميع الاتجاهات.

عدم الاستقرار

عندما تسخن ، كبريتات الهيدروجين H₂جنوب غرب₄ يتفكك إلى ثالث أكسيد الكبريت والماء:

ح₂جنوب غرب₄ -> هكذا₃ + ح₂أو

عند نقطة الغليان ، 338 درجة مئوية ، يتم فصلها بنسبة 30٪ ؛ عند 420 درجة مئوية يكون التفكك شبه كامل. عندما تومض باللون الأحمر ، مثل تقطيرها على الحديد الساخن ، فإنها تتحلل تمامًا في الماء وثاني أكسيد الكبريت والأكسجين.

عمل التجفيف

حامض الكبريتيك H₂جنوب غرب₄يتحد بقوة مع الماء، يعطي سلسلة من الهيدرات ، أشهرها مونوهيدرات H.₂جنوب غرب₄* ح₂أو. يكون هذا التفاعل مع الماء واضحًا لدرجة أن حامض الكبريتيك لا يزيل الماء من المواد التي تحتويه فحسب ، بل يزيله أيضًا كما أنه يزيل بشكل متكرر الهيدروجين والأكسجين من المركبات ، خاصة إذا كانت تحتوي على هذه العناصر بنفس النسبة التي ستكون في الماء ، H.₂أو.

وهكذا ، فإن الورق والخشب ، المكونان في الغالب من السليلوز ، (C₆ح₁₀أو₅) x والسكر (C₁₂ح₂₂أو₁₁), هم شار في وجود حامض الكبريتيك المركز ، إطلاق الفحم:

ج₁₂ح₂₂أو₁₁ -> 12 درجة مئوية + 11 ح₂أو

تُستخدم عملية التجفيف لحمض الكبريتيك لتجفيف الغازات (التي لا تتفاعل معها) ، و لإزالة الماء في العديد من التفاعلات الكيميائية ، مثل النترات ، عند صنع الأصباغ والمتفجرات.

عمل مؤكسد

حمض الكبريتيك المركز هو عامل مؤكسد. يشارك بنشاط في تفاعلات REDOX مما يزيد من حالة الأكسدة لعنصر حساس.

أمثلة على استخدامات حامض الكبريتيك

حامض الكبريتيك H₂جنوب غرب₄ يتم استخدامه بكميات كبيرة في العديد من الصناعات. في أوقات الحرب ، تستهلكها صناعات الذخيرة أعلى بكثير من الاستهلاك الحالي ، في حين أن الصناعات الأخرى ذات الطبيعة السلمية تقللها إلى ما دون المعتاد.

1.- اسمدة: حامض الكبريتيك H₂جنوب غرب₄ يستخدم لإنتاج كبريتات الأمونيوم (NH₄)₂جنوب غرب₄ والسوبر فوسفات.

2.- تكرير النفط: حامض الكبريتيك H₂جنوب غرب₄ يتم استخدامه لإزالة الشوائب من المنتجات البترولية المختلفة ، مثل البنزين ، والكيروسين (زيت الإضاءة) ، والمذيبات ، وما إلى ذلك ؛ وبخلاف ذلك ، فإن الشوائب تغير لون المنتجات ، وتتسبب في ترسبات شمعية في الوقود السائل ومواد التشحيم ، وانبعاث روائح كريهة في منتجات أخرى.

3.- التصنيع الكيميائي: حامض الكبريتيك H₂جنوب غرب₄ يتم استخدامه لصنع أحماض أخرى ، مثل الهيدروكلوريك والنيتريك ، وكبريتات المعادن. كما أنها تستخدم في تصنيع كربونات الصوديوم₂كو₃ و Ethers.

4.- صنع الأصباغ والأدوية: يستخدم حامض الكبريتيك H₂جنوب غرب₄ للحصول على المنتجات المشتقة من قطران الفحم ، مثل الملونات والأدوية والمطهرات.

5.- تجريد الصلب: يتم تنظيف سطح الفولاذ من الصدأ بغمره في حمام حامض الكبريتيك قبل دهانه بالمينا أو القصدير أو الزنك.

6.- علم المعادن: يتم الحصول على معادن معينة عن طريق التحليل الكهربائي لمحاليل كبريتاتها. يتم تنقية البعض الآخر عن طريق التحليل الكهربائي ، باستخدام المعدن غير النقي مثل الأنود وحمض الكبريتيك كإلكتروليت ، بينما يتم ترسيب المعدن النقي على القطب السالب.

7.- الدهانات والأصباغ: العديد من الأصباغ المستخدمة في الطلاء عبارة عن كبريتات.

8.- تطبيقات مختلفة: يستخدم حامض الكبريتيك في صناعة الأقمشة والبلاستيك والمتفجرات والمراكم وغيرها من المنتجات.

9.- كمجفف: في تفاعلات التخليق العضوي ، يتم استخدام حمض الكبريتيك المركز لإزالة أو استيعاب جزيئات الماء ، بحيث لا يتم إعادة دمجها في العملية.

10.- كمؤكسد: في التفاعلات الكيميائية ، يستخدم حمض الكبريتيك أيضًا لتعديل حالة الأكسدة لعنصر مشارك ، من المواد المتفاعلة إلى المنتجات.