حمض الكبريتيك: خصائص ووظائف هذه المادة

لقد سمعنا جميعًا عن حامض الكبريتيك ، ولو بشكل عابر. هذه المادة شديدة التآكل والخطيرة هي المركب الكيميائي الأكثر إنتاجًا في العالم. إنه مهم بشكل خاص في صناعة البترول ومعالجة الفولاذ وتصنيع المتفجرات والمنظفات والبلاستيك وفي تصنيع الأسمدة.

بدون حامض الكبريتيك ، لن يكون من الممكن أيضًا تشغيل صناعة الخشب والورق ، والعديد من العمليات في مصانع النسيج أو إنتاج البطاريات. ولا يمكننا أن ننسى دورها في الصناعة الكيميائية ، لأنها ضرورية لتخليق الأحماض والكبريتات الأخرى الحيوية لعمليات معينة.

بمعنى آخر ، لن يكون المجتمع كما نعرفه بدون حامض الكبريتيك ، لأنه يلعب المهام الأساسية في الصناعة الكيميائية ، في صناعة النفط وفي المجال الزراعي ، من بين أمور أخرى كثيرة أشياء. ومع ذلك ، ليست كل مركبات الكبريت معروفة جيدًا. هنا نولي اهتمامًا لواحد أقل دراية بعامة السكان: حمض ثنائي الكبريتيك..

• مقالات لها صلة: "11 نوعا من التفاعلات الكيميائية"

ما هو حامض الكبريتيك؟

حمض الكبريتيك ، المعروف أيضًا باسم حمض الكبريتيك أو الأوليوم ، هو أحد أحماض الكبريت. يشير مصطلح "oxacid" إلى أي حمض يحتوي على أكسجين في تركيبته ، وخاصة تلك التي تحتوي على لديهم في تركيبهم الكيميائي ذرة هيدروجين واحدة على الأقل (H) ، وذرة أكسجين واحدة (O) وعنصر متغير ، سواء كان ذلك هذا العاشر.

حمض الكبريتيك هو المكون الرئيسي لحمض الكبريتيك المدخن أو الأوليوم ، والذي سنشرح خصائصه واستخداماته في الأقسام المستقبلية. في الوقت الحالي ، يتبقى لنا أن تركيبها الكيميائي هو H2SO7. هذا يعني أنه يتكون من ذرتين هيدروجين (H2) و 7 أكسجين (O7) واثنين من الكبريت (S2). يحتوي حمض الكبريتيك المستخدم ، من جانبه ، على ذرتين من الهيدروجين وكبريت وأربع أكسجين (H2SO4).

من المهم أيضًا التأكيد على أن هذا الحمض له كتلة مولارية تبلغ 178.13 جم · مول -1 وأن ​​نقطة انصهاره تبلغ 36 درجة ، وهي درجة حرارة تشير إلى التغيير من الحالة الصلبة إلى الحالة السائلة. هناك أحماض أخرى بنفس الصيغة "H2O · (SO3) x" ، على الرغم من أنه لا يمكن عزلها في ظل ظروف تجريبية اليوم.

• قد تكون مهتمًا بـ: "الخصائص الفيزيائية والكيميائية ال 15 للماء"

خصائص الأوليوم

كما قلنا ، حامض ثنائي الكبريتيك هو المكون الرئيسي لدخان حامض الكبريتيك ، المعروف أيضًا باسم أوليوم. صيغة هذا المحلول هي ySO3 · H2O ، حيث "y" هي الكتلة المولية الكلية لجزء ثالث أكسيد الكبريت (SO3). ومع ذلك ، يمكن أيضًا تحديده من خلال التسمية "H2SO4 · xSO3" ، حيث يشير "x" إلى محتوى ثلاثي أكسيد الكبريت الخالي من الضرس. عندما x = 1 و y = 2 ، يتم الحصول على الصيغة H2S2O7 ، أو ما هو نفسه من حامض الكبريتيك.

قد يبدو الأمر معقدًا ، لكن احتفظ بالفكرة التالية: يمكن أن يكون لمحلول الأوليوم خصائص مختلفة اعتمادًا على النسبة المئوية لتركيز يؤدي حمض الكبريتيك والتكوين المذكور أعلاه إلى ظهور حامض الكبريتيك ، والذي يحدث في صورة صلبة تصل إلى 36 درجة من درجة الحرارة بيئي. على الرغم من أن هذا التكتل بأكمله يبدو كيميائيًا مثيرًا للاهتمام ، فمن الضروري التأكيد على ذلك نادرًا ما يستخدم حمض الكبريتيك في إعدادات المختبرات أو العمليات الصناعية.

يتم تصنيع الأوليوم من خلال "عملية التلامس" ، حيث تتم إضافة مجموعات الأكسجين إلى الكبريت (S + O3 ، SO3) ثم يتم إذابته في مركز حمض الكبريتيك (H2SO4). ربما يقوم الكيميائي بسحب شعره ليرى مثل هذا التبسيط الكبير ، ولكن لأغراض إعلامية ، نأخذ الترخيص لنظهر لك اتحاد كلا المفهومين:

وهكذا ، فإن الأوليوم أو حامض ثنائي الكبريتيك النموذجي مبني بالكبريت الذي يضاف إليه الأكسجين وحمض الكبريتيك المركز. في عالم الكيمياء ، في النهاية كل شيء هو أيضًا مسألة معرفة رياضية.

وظائف ومرافق هذه المادة

بمجرد تشريح الطبيعة الكيميائية لهذا المحلول المعقد ، يمكننا استكشاف استخداماته ، وإن كان ذلك لفترة وجيزة.

1. إنتاج حامض الكبريتيك

على الرغم من أنه يبدو غير بديهي ، يمكن أن يكون المحلول الذي يتطلب حمض الكبريتيك لتكوينه مفيدًا لإنتاج حمض الكبريتيك نفسه.

بسبب المحتوى الحراري العالي للترطيب (التغيير في المحتوى الحراري عندما يذوب مول واحد من الأيونات في كمية كافية الماء لإعطاء محلول مخفف) ، يمكن تخفيف الزيت في الماء لإنتاج حمض الكبريتيك المركز إضافي.

على العكس من ذلك ، إذا تمت إضافة SO3 مباشرة إلى الماء ، فإنها ستشكل طبقة غازية من حمض الكبريتيك يصعب التعامل معها.

image (28510)

2. وسيط نقل

حيث يتم تقديم الزيت في حالة صلبة تصل إلى 36 درجة من درجة الحرارة ، يمكن أن يكون مفيدًا لنقل حامض الكبريتيك في شاحنات صهريجية ، بين مصافي النفط والصناعات المختلفة. بمجرد وصوله إلى وجهته ، يمكن أن يعود الزيت إلى حالته السائلة. في أي حال ، يجب تنفيذ هذه العملية بحذر شديد ، حيث أن ارتفاع درجة حرارة المادة (ارتفاع درجة الحرارة) يتجاوز حدود السلامة.

بالإضافة إلى ذلك ، يعتبر حمض الأوليوم أو حامض الكبريتيك أقل تآكلًا من حمض الكبريتيك المستخدم عندما يتلامس مع المعادن ، حيث لا توجد جزيئات ماء حرة يمكنها مهاجمة هذه الأسطح. لهذا السبب ، يتم أحيانًا اختيار حمض ثاني كبريتيك السائل ليتم تصنيعه للنقل بين خطوط الأنابيب المعقدة. نظرًا لقدرته على "العودة" إلى حمض الكبريتيك المركز وسهولة تحوله من الحالة الصلبة إلى الحالة السائلة ، فإن لزيت الزيتون استخدامات عديدة في مجال النقل.

3. حامض الكبريتيك في صناعة المتفجرات

ووليوم أيضا يستخدم في تصنيع المتفجرات ، باستثناء النيتروسليلوز. ويرجع ذلك إلى حقيقة أن محاليل حمض النيتريك (NO3) وحمض الكبريتيك (H2SO4 ، والتي يمكن أو لا يمكن الحصول عليها باستخدام حامض الكبريتيك) تحتوي على كميات كبيرة من الماء ، مما يجعلها قليلة الاستخدام في العديد من عمليات تصنيع المتفجرات.

4. استخدم في دراسة الكيمياء العضوية

Oleum هو عامل تفاعلي عدواني وشديد التآكل ، ومفيد كوسيط في تفاعلات كيميائية معينة.

سيرة ذاتية

باختصار ، يمكن اعتبار حامض الكبريتيك وسيطًا لحمض الكبريتيك ، على الرغم من اشتقاقه من التفاعلات التي تتطلبه في المقام الأول. نظرًا لأنه يحدث بشكل طبيعي في حالة صلبة ، فهو مناسب للنقل الآمن في العديد من قطاعات الصناعة التي تتعامل مع H2SO4 بشكل طبيعي. يعد استخدام هذا المركب في شكله السائل مثيرًا للاهتمام أيضًا ، نظرًا لكونه أقل تآكلًا من حامض الكبريتيك ، فإنه يولد ضررًا أقل للأنابيب والطلاءات المعدنية الأخرى.

مرة أخرى نعود إلى فكرة أن حامض الكبريتيك ضروري في الزراعة والخشب والنسيج وصناعة النفط والعديد من الفروع الأخرى. وبالتالي ، على الرغم من أن حامض ثنائي الكبريت ليس مفيدًا جدًا كمركب قابل للتطبيق بشكل مباشر في المجال في المختبر ، فإنه يوفر مرونة معينة عند نقل وتكرير ومعالجة الحمض نفسه كبريتية.