सल्फ्यूरिक एसिड का उपयोग

सल्फ्यूरिक एसिड, जिसे हाइड्रोजन सल्फेट भी कहा जाता है, एक रासायनिक पदार्थ है जिसका सूत्र H. है₂दप₄, व्यापक रूप से उद्योग में और उच्च प्रयोगात्मक मूल्य के साथ उपयोग किया जाता है। यह में से एक है मजबूत एसिड, एक डिप्रोटिक एसिड होने के नाते जब समाधान में।

सल्फ्यूरिक एसिड का इतिहास

प्रारंभिक कीमियागर सल्फ्यूरिक एसिड H. को जानते थे₂दप_4. यह प्राकृतिक सल्फेट्स को उच्च तापमान पर गर्म करके और सल्फर ट्रायऑक्साइड SO. को घोलकर तैयार किया गया था₃ इस प्रकार गठित।

15 वीं शताब्दी में, बेसिलियो वैलेन्टिन ने इसे फेरस सल्फेट को रेत के साथ आसवन करके प्राप्त किया। फेरस सल्फेट का सामान्य नाम, FeSO₄* 7H₂या, यह था "आयरन विट्रियल", और इससे प्राप्त होने वाले ओलेगिनस उत्पाद को कहा जाता था "विट्रियल ऑयल", नाम जो अभी भी प्रयोग किया जाता है।

औद्योगिक पैमाने पर सल्फ्यूरिक एसिड की पहली सफल प्राप्ति 1740 में इंग्लैंड में वार्ड द्वारा की गई थी। सल्फर एस और पोटेशियम नाइट्रेट (नाइट्रो) को आंशिक रूप से पानी से भरे एक बड़े कांच के ग्लोब में निलंबित एक कंटेनर में जला दिया गया था। फिर कांच के कक्षों को सीसा वाले कक्षों से बदल दिया गया, और १७९३ में यह देखा गया कि सल्फर डाइऑक्साइड था नाइट्रेट से बनने वाले नाइट्रोजन ऑक्साइड के प्रभाव के कारण प्रक्रिया के दौरान ऑक्सीकृत हो गया कर्मचारी।

की लागत को कम करने की प्रवृत्ति रखते हुए, विधि में थोड़ा-थोड़ा संशोधन पेश किया गया उत्पादन और उत्पाद की गुणवत्ता में सुधार करने के लिए, और XIX सदी की शुरुआत में निर्माण बन गया जाता रहना। प्रक्रिया, कहा जाता है "लीड चैंबर विधि", आज भी इस्तेमाल किया जा रहा है।

सल्फ्यूरिक एसिड के भौतिक गुण

शुद्ध हाइड्रोजन सल्फेट है एक रंगहीन तैलीय तरल, घनत्व 1.84 ग्राम / सेमी³ 15 डिग्री सेल्सियस पर। यह 10.5 डिग्री सेल्सियस पर जम जाता है, एक रंगहीन क्रिस्टलीय ठोस देता है। गर्म होने पर, यह धुएं का उत्सर्जन करता है, क्योंकि यह पानी और सल्फर ट्राइऑक्साइड में विघटित हो जाता है, लेकिन वाष्प में पानी की तुलना में ट्राइऑक्साइड का एक उच्च मोल अंश होता है।

नतीजतन, तरल की संरचना H. में घट जाती है₂दप₄ और तापमान तब तक बढ़ता है जब तक कि लगातार क्वथनांक का मिश्रण न बन जाए, जो 338 ° C पर उबलता है। स्थिर क्वथनांक अम्ल में 98.33% H. होता है₂दप_4.

सल्फ्यूरिक एसिड के लक्षण और रासायनिक गुण

विघटन की गर्मी

सल्फ्यूरिक एसिड सभी अनुपातों में पानी के साथ मिलाता है. हालांकि, पतला सल्फ्यूरिक एसिड की तैयारी सावधानी से की जानी चाहिए, क्योंकि एसिड मिलाते समय पानी के साथ केंद्रित, गर्मी की काफी मात्रा को छोड़ दिया जाता है, भंग होने पर 17750 कैलोरी की मात्रा H mo का एक मोल₂दप₄ पानी में।

इस कारण से, सांद्र अम्ल को हमेशा पानी में छोटे-छोटे भागों में मिलाना चाहिए, लगातार हिलाते रहना चाहिए, ताकि सारा पानी और उसका एक छोटा हिस्सा विकसित गर्मी को अवशोषित न कर सके; अन्यथा, यह पानी को भाप में बदलने और सांद्र और गर्म अम्ल को सभी दिशाओं में फैलाने के लिए पर्याप्त होगा।

अस्थिरता

गर्म होने पर, हाइड्रोजन सल्फेट H₂दप₄ सल्फर ट्रायऑक्साइड और पानी में अलग हो जाता है:

एच₂दप₄ -> SO₃ + एच₂या

क्वथनांक पर, ३३८ डिग्री सेल्सियस, यह ३०% अलग हो जाता है; 420 डिग्री सेल्सियस पर पृथक्करण लगभग पूरा हो गया है। जब इसे अचानक लाल रंग में गर्म किया जाता है, जैसे कि इसे लाल-गर्म लोहे पर टपकाने से, यह पानी, सल्फर डाइऑक्साइड और ऑक्सीजन में पूरी तरह से विघटित हो जाता है।

निर्जलीकरण क्रिया

सल्फ्यूरिक एसिड एच₂दप₄पानी के साथ सख्ती से जोड़ती है, हाइड्रेट्स की एक श्रृंखला दे रहा है, जिनमें से सबसे प्रसिद्ध मोनोहाइड्रेट H. है₂दप₄* हो₂या। पानी के साथ यह प्रतिक्रिया इतनी स्पष्ट है कि सल्फ्यूरिक एसिड न केवल उस सामग्री से पानी निकालता है जिसमें यह होता है, बल्कि यह यौगिकों से हाइड्रोजन और ऑक्सीजन को भी अक्सर हटाता है, खासकर अगर उनमें ये तत्व समान अनुपात में हों पानी, हो₂या।

इस प्रकार, कागज और लकड़ी, ज्यादातर सेल्यूलोज से बने होते हैं, (सी₆एच₁₀या₅) एक्स और चीनी (सी₁₂एच₂₂या₁₁), वे चार केंद्रित सल्फ्यूरिक एसिड की उपस्थिति में, कोयला छोड़ा जा रहा है:

सी₁₂एच₂₂या₁₁ -> १२सी + ११एच₂या

सल्फ्यूरिक एसिड की इस निर्जलीकरण क्रिया का उपयोग गैसों को सुखाने के लिए किया जाता है (जो इसके साथ प्रतिक्रिया नहीं करती हैं), और रंग और विस्फोटक बनाते समय कई रासायनिक प्रतिक्रियाओं, जैसे नाइट्रेशन में पानी निकालने के लिए।

ऑक्सीकरण क्रिया

गर्म, केंद्रित सल्फ्यूरिक एसिड एक ऑक्सीकारक है। रेडॉक्स प्रतिक्रियाओं में सक्रिय रूप से भाग लेता है जिससे अतिसंवेदनशील तत्व के ऑक्सीकरण राज्य में वृद्धि होती है।

सल्फ्यूरिक एसिड के उपयोग के उदाहरण

सल्फ्यूरिक एसिड एच₂दप₄ इसका उपयोग कई उद्योगों में बड़ी मात्रा में किया जाता है। युद्ध के समय, युद्धपोत उद्योग इसका उपभोग वर्तमान खपत से कहीं अधिक करते हैं, जबकि शांतिपूर्ण प्रकृति के अन्य उद्योग इसे सामान्य से कम कर देते हैं।

1.- उर्वरक: सल्फ्यूरिक एसिड एच₂दप₄ अमोनियम सल्फेट (NH .) के उत्पादन के लिए प्रयोग किया जाता है₄)₂दप₄ और सुपरफॉस्फेट।

2.- तेल शुद्धिकरण: सल्फ्यूरिक एसिड एच₂दप₄ इसका उपयोग विभिन्न पेट्रोलियम उत्पादों, जैसे गैसोलीन, मिट्टी के तेल (प्रकाश के लिए तेल), सॉल्वैंट्स, आदि से अशुद्धियों को दूर करने के लिए किया जाता है; अन्यथा, अशुद्धियाँ उत्पादों को फीका कर देती हैं, तरल ईंधन और स्नेहक में मोमी जमा, और दूसरों में अप्रिय गंध का कारण बनती हैं।

3.- रासायनिक निर्माण: सल्फ्यूरिक एसिड एच₂दप₄ इसका उपयोग अन्य एसिड, जैसे हाइड्रोक्लोरिक और नाइट्रिक, और धातुओं के सल्फेट्स बनाने के लिए किया जाता है। इसका उपयोग सोडियम कार्बोनेट Na. के निर्माण में भी किया जाता है₂सीओ₃ और ईथर।

4.- रंगों और दवाओं का निर्माण: सल्फ्यूरिक एसिड एच का प्रयोग किया जाता है₂दप₄ कोल टार से व्युत्पन्न उत्पाद प्राप्त करने के लिए, जैसे कि कलरेंट, ड्रग्स और कीटाणुनाशक।

5.- स्टील स्ट्रिपिंग: तामचीनी, टिन या जस्ता के साथ कोटिंग करने से पहले, स्टील की सतह को सल्फ्यूरिक एसिड के स्नान में डुबो कर जंग से साफ किया जाता है।

6.- धातुकर्म: कुछ धातुओं को उनके सल्फेट्स के विलयन के इलेक्ट्रोलिसिस द्वारा प्राप्त किया जाता है। अन्य को इलेक्ट्रोलिसिस द्वारा शुद्ध किया जाता है, अशुद्ध धातु को एनोड के रूप में और सल्फ्यूरिक एसिड को इलेक्ट्रोलाइट के रूप में उपयोग किया जाता है, जबकि शुद्ध धातु को कैथोड पर जमा किया जाता है।

7.- पेंट और पिगमेंट: पेंट में इस्तेमाल होने वाले कई पिगमेंट सल्फेट होते हैं।

8.- विभिन्न अनुप्रयोग: सल्फ्यूरिक एसिड का उपयोग कपड़े, प्लास्टिक, विस्फोटक, संचायक और अन्य उत्पादों के निर्माण में किया जाता है।

9.- निर्जलीकरण के रूप में: कार्बनिक संश्लेषण प्रतिक्रियाओं में, पानी के अणुओं को हटाने या आत्मसात करने के लिए केंद्रित सल्फ्यूरिक एसिड का उपयोग किया जाता है, ताकि वे प्रक्रिया में पुन: एकीकृत न हों।

10.- आक्सीकारक के रूप में: रासायनिक प्रतिक्रियाओं में, सल्फ्यूरिक एसिड का उपयोग अभिकारकों से उत्पादों में भाग लेने वाले तत्व के ऑक्सीकरण अवस्था को संशोधित करने के लिए भी किया जाता है।