اسید سولفوریک نقش اساسی در صنایع مختلف، به ویژه به عنوان یک پیش ساز و یک معرف در طیف وسیعی از واکنش های شیمیایی. تولید انبوه انواع مختلف محصولات صنعتی مانند پلاستیک بدون اسید سولفوریک امکان پذیر نیست، اما اهمیت آن در زندگی روزمره اغلب توسط اکثر مردم بدیهی یا نادیده گرفته می شود.

جدای از مصارف صنعتی، اسید سولفوریک چندین مصارف معمول روزمره نیز دارد، از جمله محصولات پاک کننده خانگی و الکترولیت های باتری. در غلظت های مختلف استفاده می شود، اما خورنده بودن و سمی بودن آن، آن را بسیار خطرناک می کند، مخصوصاً هنگام بلعیدن. هنگام نگهداری و نگهداری اسید سولفوریک باید اقدامات احتیاطی بیشتری انجام شود.

اسید سولفوریک برای چه مواردی استفاده می شود؟

کاربردهای مختلف اسید سولفوریک را می توان به سه دسته اصلی، برای مصارف صنعتی، مصارف خانگی و استفاده در باتری ها دسته بندی کرد.

کاربردهای صنعتی اسید سولفوریک، صرفاً به دلیل تأثیر اقتصادی آنها، وسیع ترین و مهم ترین کاربردها هستند. کاربردهای خانگی از نظر دامنه محدودتر هستند و عمدتاً برای اهداف تمیز کردن هستند. در نهایت، استفاده از باتری رایج ترین است، زیرا در باتری های اتومبیل استفاده می شود، و همچنین خاص ترین استفاده روزانه از اسید است.

کاربردهای صنعتی اسید سولفوریک

اسید سولفوریک به طور گسترده در تولید صنعتی کودهای مصنوعی مانند فسفات آمونیوم.

این ماده شیمیایی یک نمک آلی است که سرشار از نیتروژن و گوگرد است و آن را به عنوان کود خاک ایده آل می کند. همچنین به عنوان یک ضد حریق مفید است زیرا آستانه دمای احتراق مواد را افزایش می دهد. از واکنش آمونیاک و اسید سولفوریک تولید می شود:

2NH₃ + اچ₂بنابراین₄ 🡺 (NH₄) 2SO₄

انواع دیگر کودهای مصنوعی تولید شده با استفاده از اسید سولفوریک به عنوان واکنش دهنده عبارتند از سوپر فسفات آهک و کلسیم دی هیدروژن فسفات.

در واقع، بزرگترین کاربرد صنعتی اسید سولفوریک تولید کودهای فسفاته است که 50 درصد از کاربردهای صنعتی آن را تشکیل می دهد.

اسید سولفوریک همچنین در تولید انبوه سایر مواد شیمیایی صنعتی مانند اسید هیدروکلریک، اسید نیتریک، رنگدانه ها و رنگ ها، مواد منفجره و محصولات دارویی. اسید همچنین در تولید ریون بسیار مهم است.

پالایش سوخت فسیلی به بنزین، گازوئیل، نفت سفید و سایر فرآورده های نفتی بدون اسید سولفوریک بسیار دشوار خواهد بود. برای حذف ناخالصی ها از نفت خام استفاده می شود. بدون اسید سولفوریک، تولید انبوه پلاستیک تقریبا غیرممکن است.

اسید سولفوریک در فرآوری فلزات از جمله در فرآیندهای تمیز کردن و آبکاری بسیار مفید است. به عنوان مثال، برای تمیز کردن آهن و فولاد قبل از آبکاری با قلع یا روی استفاده می شود. این مرحله برای جلوگیری از زنگ زدگی یا اکسیداسیون آهن یا فولاد بسیار مهم است. لایه قلع یا روی به عنوان محافظت اضافی در برابر اکسیداسیون عمل می کند.

سلولز درختان و کاغذ بازیافتی با استفاده از اسید سولفوریک پردازش می شود. سلولز به خمیر تبدیل می‌شود و سپس می‌توان آن را با افزودن یک عامل اتصال به کاغذ تبدیل کرد. حدود 1% از کل کاربردهای اسید سولفوریک برای تولید کاغذ است.

کاربردهای خانگی اسید سولفوریک

وقتی صحبت از برنامه های خانگی می شود، اسید سولفوریک عمدتا استفاده می شود به عنوان ماده فعال در بسیاری از محصولات پاک کننده. از پاک کننده های فاضلاب صنعتی گرفته تا شوینده ها، اسید سولفوریک به دلیل خاصیت خورندگی آن بسیار موثر است. می تواند به طور موثری مواد آلی و غیر آلی را حل کند.

در غلظت‌های پایین‌تر، اسید سولفوریک به عنوان ماده‌ای در پودرهای شوینده لباس، صابون دست، مایع ظرفشویی و به عنوان اجزای شامپوهای حیوانات خانگی استفاده می‌شود. با این حال، همه محصولات از این نوع دارای محتوای اسید سولفوریک نیستند.

الکترولیت های باتری

مسلماً رایج ترین و گسترده ترین استفاده از اسید سولفوریک در زندگی روزمره به عنوان الکترولیت باتری است. استفاده جهانی از باتری ها در خودروها و در منابع انرژی تجدیدپذیر مانند سیستم های انرژی خورشیدی و بادی، اسید سولفوریک را در حال حاضر ضروری می کند. اگرچه جایگزین‌هایی مانند باتری‌های لیتیومی وجود دارد، باتری‌های سرب همچنان رایج‌ترین آنها هستند زیرا تولید آن‌ها ارزان‌تر است.

با اسید سولفوریک چه می توان کرد؟

همانطور که قبلا ذکر شد، اسید سولفوریک طیف وسیعی از کاربردهای صنعتی. در تولید محصولات دارویی و آرایشی ضروری است و به عنوان پیش ساز و معرف در بسیاری از واکنش های شیمیایی صنعتی عمل می کند. تقاضای جهانی برای اسید سولفوریک به حدی است که در جهان سالانه 231 میلیون تن از آن تولید می شود.

اگر به عنوان یک شیمیدان یا مهندس شیمی کار می کنید، کارهای زیادی می توانید با اسید سولفوریک انجام دهید. با این حال، اگر یک فرد معمولی و بدون آموزش علمی هستید، بیشترین کاری که می توانید با اسید انجام دهید استفاده از آن به عنوان مایع تمیز کننده حمام و فاضلاب است. (شما به دلیل وجود الکترولیت های موجود در باتری ماشین، به ناچار از آن هنگام استارت زدن ماشین خود استفاده می کنید.)

شما باید در کار با این نوع اسید بسیار محتاط باشید زیرا در هنگام بلع بسیار خورنده و سمی است. هر سطح پوست آسیب دیده را که با اسید تماس پیدا می کند، فوراً بشویید. هنگام انجام آزمایشات آزمایشگاهی از عینک محافظ، دستکش و پیش بند استفاده کنید. همچنین باید از ماسک استفاده کنید تا خطر استنشاق بخار آن را به حداقل برسانید.

اگرچه اسید سولفوریک در تولید کودها استفاده می شود، اما این استفاده مستقیم از آن در کشاورزی نیست. استفاده مستقیم کشاورزی از اسید بسیار محدود است. به عنوان مثال، توسط پیمانکاران متخصص در فرآیند برداشت سیب زمینی استفاده می شود. محلول اسید قبل از برداشت روی مزارع سیب زمینی اسپری می شود تا ساقه ها خشک شود و از گره خوردن آنها با وسایل برداشت جلوگیری شود.

آیا اسید سولفوریک تبخیر می شود؟

عوامل مختلفی بر سرعت تبخیر یک مایع تأثیر می گذارد. اینها شامل فراریت ماده، دما، غلظت در محلول و فشار است. در شرایط عادی، اسید سولفوریک فشار بخار بسیار کمی دارد. این بدان معنی است که برخلاف سایر مواد با فشار بخار بالا مانند الکل و بنزین به راحتی تبخیر نمی شود.

نمونه های دیگر اسیدهایی که فشار بخار پایینی دارند اسید فسفریک و اسید پرکلریک هستند. نرخ تبخیر اسید سولفوریک کمتر از 1 است، با استفاده از بوتیل استات به عنوان معیار با نرخ 1. تبخیر قابل توجه اسید سولفوریک تنها در دماهای بالاتر از 150 درجه سانتیگراد رخ می دهد.

اسید سولفوریک در چه دمایی منجمد می شود؟

دقیقاً مانند سرعت تبخیر، نقطه انجماد اسید سولفوریک بسته به عوامل مختلفی مانند غلظت و فشار متفاوت است. در فشار معمولی در غلظت 30 درصد، نقطه انجماد اسید سولفوریک 10 درجه سانتی گراد است که بالاتر از نقطه انجماد آب خالص است.