اسید سولفوریک

اسید سولفوریک:

اسید سولفوریک (جوهر گوگرد) برای نخستین بار به وسیله دانشمند ایرانی زکریای رازی در قرن نهم کشف شد. این ماده را از راه تقطیر خشک کانی هایی که شامل سولفات آهن (زاج سبز) و سولفات مس (کات کبود) بودند به عمل آورد. بعدها افراد دیگری مثل جان گلوبر، جان روبک و جوزف گیلوساک شیوه های دیگری را برای ساخت این ماده به دست آوردند. امروزه اسید سولفوریک در صنعت و ساخت مواد شیمیایی گوناگون کاربرد دارد بنابراین نیاز به شیوه ای برای تولید بالا و مقرون به صرفه این ماده می باشد. از واکنش SO3 با آب می توان اسید سولفوریک ساخت ولی این روش به علت گرمازا بودن واکنش و وجود مشکلات در کنترل واکنش کارا نیست از این رو برای ساخت این ماده از روش تماسی در مجاورت کاتالزور به کارگرفته می­شود.

سولفوریک اسید، اسیدی معدنی و بسیار قوی می باشد که به­طور طبیعی در گازهای خارج شده از آتشفشان به دست می آید و با هر درصدی در آب حل می گردد. واکنش آن با آب به شدت گرمازا می باشد به همین علت باید از افزودن یک باره ی آب به آن دوری کرد. اسید سولفوریک میل ترکیبی زیادی با آب دارد به صورتی که در واکنش با سایر مواد، هیدروژن و اکسیژن آنها را به صورت آب جدا می کند. اسید سولفوریک خورنده می باشد و قسمت وسیعی از باران اسیدی را ایجاد می کند. قطرات آب به هنگام بارش با آلاینده های کارخانه ها و خودرو ها که در هوا معلق می باشند واکنش می دهند و تولید اسید می نمایند. اسید سولفوریک با فلزات واکنش نشان می دهد و هر چه دما زیادتر شود مقدار این واکنش بیشتر خواهد شد اما بر روی جیوه و سرب تاثیری ندارد. اسید سولفوریک در لیست مواد خطرناک قرار گرفته است.

گفتنی است، اسید سولفوریک یکی از مواد شیمیایی پر کاربرد است. این ماده در واکنش‌های شیمیایی و عملیات های ساخت سایر ترکیبات شیمیایی، استفاده های خیلی زیادی دارد. از با اهمیت ترین استفاده آن در ساخت کودهای شیمیایی، تصفیه مواد نفتی، صنایع شیمیایی (ضد یخ، حشره كش ها، داروئی، احیای آلومینیوم)، صنعت آهن و فولاد، پاك كننده‌های مصنوعی، اسیدی كردن چاه‌های نفت، جداسازی مس با عیار پایین، استخراج اورانیوم و چسب مصنوعی، مواد رنگی (نایلون رنگی، جوهر تحریر) و تهیه ‏‏‏TiO2 از ایلمنیت، ابریشم مصنوعی و فیلم (پارچه‌های ابریشمی، نخ اطراف تایر و فیلم‌های عكاسی)، صنایع كاغذ سازی (دستمال كاغذی، روزنامه، جعبه‌های مقوایی، كاغذ تحریر و سایر مقواها)، مواد منفجره و … می‌توان نام برد. اسید سولفوریک در واکنش با اسید نیتریک، یون نیترونیوم را تولید می نماید که در عملیات نیترو‌دار کردن بسیاری از ترکیبات دیگر به کار گرفته می شود. عملیات نیترودار کردن در صنایع ساخت مواد منفجره مانند تولید تری‌نیتروتولوئن یا همانTNT ، نیترو گلیسیرین و … به کارگیری می‌شود. اسید سولفوریک در انباره‌های سربی (باطری‌های سربی) مانند باتری ماشین به عنوان محلول الکترولیت استفاده می‌گردد. اسید سولفوریک، یک عامل آبگیری خیلی قوی نیز می باشد. در اکثر واکنش‌ها به عنوان عامل هیدراتاسیون استفاده می‌گردد و در تولید میوه‌های خشک هم به مقدار کم، از اسید سولفوریک برای جذب آب موجود استفاده می نمایند.

اسید سولفوریک در کشاورزی

به علت پر کاربرد بودن اسید سولفوریک در صنعت و کشاورزی، میزان به کارگیری این ماده را در یک کشور می توان به عنوان شاخص خوبی برای محاسبه روند اقتصادی یک جامعه صنعتی منظور کرد. اسید سولفوریک جزء مواد شیمیایی پر کاربرد بوده و در طیف گسترده کاربرد دارد. رایج‌ترین استفاده آن در کارخانه‌های تولید کود شیمیایی می باشد. می توان گفت متداول ترین کاربرد اسید سولفوریک در تهیه کود شیمیایی فسفاته و سولفاته است به صورتی که حدود شصت درصد بازار مصرف این محصول به ساخت کودهای شیمیایی اختصاص دارد.

اسید سولفوریک افزوده شده به خاک بلافاصله با آهک های موجود در خاک واکنش داده و خنثی می گردد. واکنش اسید سولفوریک با کربنات های موجود در خاک عمدتا باعث ساخت سولفات کلسیم آبدار (گچ کشاورزی) و به مقدار خیلی کمتری سولفات منیزیم و سولفات مضاعف کلسیم و منیزیم می گردد. به علت سریع بودن واکنش فوق الذکر (خنثی شدن اسید سولفوریک با آهک) اسید در خاک ماندگار نمی باشد که قادر به خسارت به ریشه گیاه گردد و همچنین اقتصادی ترین طریق برای اصلاح ویژگی های نامطلوب یک خاک رسی مصرف از اسید سولفوریک است. به طور مثال اسید سولفوریک 98 درصد در مزارع و باغات کشاورزی برای پایین آوردن میزان قلیایی بودن آب و خاک به ویژه در باغات پسته استان کرمان مصرف می گردد. که با کارگیری از اسید سولفوریک به عنوان یک ماده اصلاحی بعد از دو تا سه تکرار، نفوذ پذیری خاک بیشتر شده و مشکل تهویه خاک هم همزمان رفع می شود. با بهبود وضعیت تهویه یک خاک رسی، شرایط رشد و توسعه بخش مهمی از عوامل تشکیل دهنده بیماری های خاکزاد حذف می شود.

به طور خلاصه می توان اثرات اسیدسولفوریک در کشاورزی را اینگونه بیان نمود:

    پایین آوردن میزان قلیائیت(PH) خاک وآب

    اصلاح شوری خاک (EC)

    بهبود وضعیت تهویه در خاکهای رسی

    قابلیت ایجاد سولفاتهای آلی در خاک و آب

از نظر زمان استفاده اسید سولفوریک هیچ محدودیت زمانی وجود ندارد. در تمام طول سال می توان از اسید سولفوریک برای اصلاح خاک مصرف کرد البته بهتر است چنانچه در طول زمستان که هوا خنک بوده و تبخیر هم کم است اسید مورد مصرف قرار گیرد، علت این موضوع امکان انجام آبیاری سنگین تر در طول زمستان می باشد. همچنین مقدار مصرف اسید سولفوریک در باغات و مزارع با توجه به PH آب و خاک و دبی آب محاسبه می گردد.