กรดซัลฟิวริก: ลักษณะและหน้าที่ของสารนี้

เราทุกคนเคยได้ยินเกี่ยวกับกรดซัลฟิวริก แม้จะผ่านไปแล้วก็ตาม. สารที่มีฤทธิ์กัดกร่อนและเป็นอันตรายอย่างยิ่งนี้เป็นสารประกอบเคมีที่ผลิตขึ้นอย่างแพร่หลายมากที่สุดในโลก มีความสำคัญอย่างยิ่งในอุตสาหกรรมปิโตรเลียม การบำบัดเหล็ก การผลิตวัตถุระเบิด สารซักฟอกและพลาสติก และการสังเคราะห์ปุ๋ย

หากไม่มีกรดซัลฟิวริก จะไม่สามารถให้พลังงานแก่อุตสาหกรรมไม้และกระดาษ กระบวนการหลายอย่างในโรงงานสิ่งทอหรือการผลิตแบตเตอรี่ เราไม่สามารถลืมบทบาทของมันในอุตสาหกรรมเคมีได้ เนื่องจากจำเป็นสำหรับการสังเคราะห์กรดและซัลเฟตอื่นๆ ที่จำเป็นสำหรับกระบวนการบางอย่าง

กล่าวอีกนัยหนึ่งสังคมจะไม่เป็นอย่างที่เรารู้จักหากไม่มีกรดซัลฟิวริกเพราะมันเล่น งานสำคัญในอุตสาหกรรมเคมี ในอุตสาหกรรมน้ำมัน และในภาคเกษตร และอื่นๆ อีกมากมาย สิ่งของ อย่างไรก็ตาม สารประกอบกำมะถันบางชนิดก็รู้จักกันดีไม่แพ้กัน ที่นี่เราให้ความสำคัญกับประชากรทั่วไปน้อยกว่ามาก: กรดซัลฟิวริก.

• บทความที่เกี่ยวข้อง: "ปฏิกิริยาเคมี 11 ชนิด"

กรดซัลฟิวริกคืออะไร?

กรดซัลฟิวริกหรือที่เรียกว่ากรดไพโรซัลฟิวริกหรือโอเลี่ยมเป็นออกซาซิดของกำมะถัน. คำว่า "ออกซาซิด" หมายถึงกรดใดๆ ที่มีออกซิเจนอยู่ในองค์ประกอบ โดยเฉพาะอย่างยิ่งกรดเหล่านั้น พวกเขามีโครงสร้างทางเคมีอย่างน้อยหนึ่งอะตอมไฮโดรเจน (H) หนึ่งอะตอมออกซิเจน (O) และองค์ประกอบที่แปรผันได้ไม่ว่าจะเป็น X นี้

กรดซัลฟิวริกเป็นองค์ประกอบหลักของกรดหรือโอเลี่ยมที่เป็นควันซึ่งเราจะอธิบายคุณสมบัติและการใช้งานในส่วนต่อๆ ไป สำหรับตอนนี้ เราเหลือว่าโครงสร้างทางเคมีของมันคือ H2SO7 ซึ่งหมายความว่าประกอบด้วยไฮโดรเจน 2 อะตอม (H2) ออกซิเจน 7 ตัว (O7) และกำมะถัน 2 ตัว (S2) กรดกำมะถันที่จะใช้สำหรับส่วนของมันมีไฮโดรเจนสองอะตอม หนึ่งกำมะถันและออกซิเจนสี่ตัว (H2SO4)

เป็นที่น่าสนใจเช่นกันที่จะเน้นว่ากรดนี้มีมวลโมลาร์เท่ากับ 178.13 g · โมล − 1 และจุดหลอมเหลวของมันคือ 36 องศา ซึ่งเป็นอุณหภูมิที่บ่งบอกถึงการเปลี่ยนแปลงจากสถานะของแข็งเป็นของเหลว มีกรดอื่นๆ ที่มีสูตรเดียวกันคือ "H2O · (SO3) x" แม้ว่าจะไม่สามารถแยกออกได้ภายใต้สภาวะการทดลองในปัจจุบัน

• คุณอาจสนใจ: "คุณสมบัติทางกายภาพและเคมี 15 ประการของน้ำ"

ลักษณะของโอเลียม

ดังที่เราได้กล่าวไปแล้วกรดซัลฟิวริก เป็นองค์ประกอบหลักของกรดกำมะถันที่เป็นควันหรือที่เรียกว่าโอเลอุม. สูตรของสารละลายนี้คือ ySO3 · H2O โดยที่ “y” คือมวลโมลาร์ทั้งหมดของส่วนซัลเฟอร์ไตรออกไซด์ (SO3) อย่างไรก็ตาม ยังสามารถกำหนดได้โดยใช้ระบบการตั้งชื่อ "H2SO4 · xSO3" โดยที่ "x" หมายถึงเนื้อหาของซัลเฟอร์ไตรออกไซด์ที่ปราศจากโมลาร์ เมื่อ x = 1 และ y = 2 จะได้สูตร H2S2O7 หรือสูตรที่เหมือนกันคือกรดซัลฟิวริก

อาจฟังดูซับซ้อน แต่ให้แนวคิดต่อไปนี้: สารละลายโอเลี่ยมสามารถมีคุณสมบัติแตกต่างกันขึ้นอยู่กับเปอร์เซ็นต์ของความเข้มข้นของ กรดซัลฟิวริกและรูปแบบดังกล่าวทำให้เกิดกรดซัลฟิวริกซึ่งเกิดขึ้นในรูปของแข็งที่อุณหภูมิ 36 องศา สิ่งแวดล้อม แม้ว่ากลุ่มบริษัททั้งหมดนี้จะดูน่าสนใจในเชิงเคมี แต่จำเป็นต้องเน้นว่า กรดซัลฟิวริกมักไม่ค่อยใช้ในห้องปฏิบัติการหรือกระบวนการทางอุตสาหกรรม.

Oleum ถูกสังเคราะห์โดย "กระบวนการสัมผัส" โดยที่กลุ่มออกซิเจนจะถูกเติมลงในกำมะถัน (S + O3, SO3) จากนั้นจะละลายในกรดซัลฟิวริกเข้มข้น (H2SO4) บางทีนักเคมีอาจดึงผมของเขาเพื่อดูความเรียบง่ายที่มากเกินไป แต่เพื่อจุดประสงค์ในการให้ข้อมูล เราใช้ใบอนุญาตเพื่อแสดงให้คุณเห็นถึงการรวมกันของแนวคิดทั้งสอง:

ดังนั้น โอเลี่ยมหรือกรดซัลฟิวริกทั่วไปจึงถูกสร้างขึ้นด้วยกำมะถันซึ่งเติมออกซิเจนและกรดซัลฟิวริกเข้มข้น ในโลกของเคมี ท้ายที่สุดแล้ว ทุกสิ่งทุกอย่างก็เป็นเรื่องของความรู้ทางคณิตศาสตร์เช่นกัน

หน้าที่และประโยชน์ของสารนี้

เมื่อเราวิเคราะห์ลักษณะทางเคมีของสารละลายที่ซับซ้อนนี้แล้ว เราสามารถสำรวจการใช้งานของมันได้ แม้ว่าจะเป็นเวลาสั้นๆ

1. การผลิตกรดซัลฟิวริก

แม้ว่าจะฟังดูขัดกับสัญชาตญาณ สารละลายที่ต้องใช้กรดซัลฟิวริกในการสังเคราะห์จะมีประโยชน์สำหรับการผลิตกรดซัลฟิวริกนั้นเอง.

เนื่องจากเอนทาลปีของไฮเดรชั่นสูง (เปลี่ยนเอนทาลปีเมื่อไอออนหนึ่งโมลละลายเพียงพอ น้ำให้สารละลายเจือจาง) น้ำมันสามารถเจือจางในน้ำเพื่อผลิตกรดซัลฟิวริกเข้มข้น เพิ่มเติม

ในทางตรงกันข้าม หากเติม SO3 ลงในน้ำโดยตรง จะทำให้เกิดฟิล์มก๊าซของกรดซัลฟิวริกซึ่งจัดการได้ยากมาก

@ภาพ (28510)

2. ตัวกลางการขนส่ง Transport

เมื่อนำเสนอโอเลี่ยมในสถานะของแข็งที่อุณหภูมิสูงถึง 36 องศา สามารถใช้ในการขนส่งกรดซัลฟิวริกในรถบรรทุกน้ำมัน ระหว่างโรงกลั่นน้ำมันและอุตสาหกรรมต่างๆ various. เมื่อไปถึงที่หมายแล้ว โอเลี่ยมสามารถเปลี่ยนกลับเป็นสถานะของเหลวได้ ไม่ว่าในกรณีใด กระบวนการนี้จะต้องดำเนินการอย่างระมัดระวัง เนื่องจากความร้อนสูงเกินไปของวัสดุ (ความร้อนสูงเกินไป) เกินขีดจำกัดความปลอดภัย

นอกจากนี้ กรดโอเลี่ยมหรือกรดซัลฟิวริกยังมีฤทธิ์กัดกร่อนน้อยกว่ากรดซัลฟิวริกที่ใช้เมื่อสัมผัสกับโลหะ เนื่องจากไม่มีโมเลกุลของน้ำอิสระที่สามารถโจมตีพื้นผิวเหล่านี้ได้ ด้วยเหตุนี้ บางครั้งกรดซัลฟิวริกเหลวจึงถูกเลือกให้สังเคราะห์เพื่อการขนส่งระหว่างท่อส่งที่ซับซ้อน เนื่องจากความสามารถในการ "เปลี่ยน" เป็นกรดซัลฟิวริกเข้มข้นและง่ายต่อการเปลี่ยนจากสถานะของแข็งเป็นของเหลว oleum มีประโยชน์มากมายในด้านการขนส่ง

3. กรดซัลฟิวริกในอุตสาหกรรมวัตถุระเบิด

oleum ก็เช่นกัน ใช้ในการสังเคราะห์วัตถุระเบิด ยกเว้นไนโตรเซลลูโลสที่โดดเด่น. นี่เป็นเพราะความจริงที่ว่าสารละลายของกรดไนตริก (NO3) และกรดซัลฟิวริก (H2SO4 ซึ่งอาจได้รับหรือไม่ได้รับโดยใช้ กรดซัลฟิวริก) มีน้ำปริมาณมาก ทำให้ใช้น้อยในกระบวนการผลิตต่างๆ ของ วัตถุระเบิด

4. ใช้ในการศึกษาเคมีอินทรีย์

Oleum เป็นสารทำปฏิกิริยาที่มีฤทธิ์รุนแรงและมีฤทธิ์กัดกร่อนสูง ซึ่งมีประโยชน์เป็นตัวกลางในปฏิกิริยาเคมีบางชนิด

เรซูเม่

โดยสรุป กรดซัลฟิวริกสามารถเห็นได้ว่าเป็นกรดระดับกลางของกรดซัลฟิวริก แม้จะได้มาจากปฏิกิริยาที่ต้องการกรดซัลฟิวริกในตัวอย่างแรก เนื่องจากเกิดขึ้นตามธรรมชาติในสถานะของแข็ง จึงเหมาะสำหรับการขนส่งที่ปลอดภัยในหลายภาคส่วนของอุตสาหกรรมที่จัดการกับ H2SO4 ตามธรรมชาติ การใช้สารประกอบนี้ในรูปของเหลวก็น่าสนใจเช่นกัน เนื่องจากมีฤทธิ์กัดกร่อนน้อยกว่ากรดซัลฟิวริก จึงสร้างความเสียหายต่อท่อและสารเคลือบโลหะอื่นๆ ได้น้อยกว่า

อีกครั้ง เรากลับมาที่แนวคิดที่ว่ากรดซัลฟิวริกมีความสำคัญต่อการเกษตร ไม้ สิ่งทอ อุตสาหกรรมน้ำมัน และสาขาอื่นๆ อีกมากมาย ดังนั้น แม้ว่ากรดซัลฟิวริกจะไม่ค่อยมีประโยชน์ในฐานะสารประกอบที่ใช้ได้โดยตรงในสนาม ห้องปฏิบัติการ จะให้ความเป็นพลาสติกบางอย่างเมื่อขนส่ง กลั่น และบำบัดกรดเอง กำมะถัน