سولفوریک اسید که در گذشته با نام جوهر گوگرد خوانده می‌شد، اسیدی بسیار قوی است که با هر درصدی در آب حل می‌شود و فرمول شیمیایی آن H۲SO۴ است. پی اچ(pH) این اسید ۰/۵ (۵۵ دهم) می‌باشد.
سولفوریک اسید برای نخستین بار توسط جابر بن حیان کشف شد.[۱] او با تقطیر کانی‌های سولفات آهن (معروف به زاج سبز) (آهن سولفات هفت آبه به فرمول FeSO4.7H2O) و مس(II) سولفات، این اسید را به دست آورد.
از سولفوریک اسید در مواد شوینده، رنگ نقاشی و غیره استفاده می‌شود.
محتویات
[نهفتن]
۱خواص فیزیکی
۲ساختار مولکولی و خصلت اسیدی
۳تولید سولفوریک اسید
۳.۱فرایند مجاورت[۳]
۳.۲دیگر روش‌ها
۴منابع
۵پیوند به بیرون
1- خواص فیزیکی
این ماده دارای مولکول‌های دارای گشتاور قطبی است که می‌توانند با یک‌دیگر پیوند هیدروژنی برقرار کنند. پس سولفوریک اسید مایعی است با نقطه جوش بالا و هم چنین یک مایع ویسکوز (دارای گران روی زیاد) محسوب می‌شود. همین شرایط مولکولی باعث می‌شوند که سولفوریک اسید به خوبی در آب حل شود و محلول‌های اسیدی مختلف تولید کند.
2- ساختار مولکولی و خصلت اسیدی
این ماده از مولکول‌هایی شامل یک اتم گوگرد، چهار اتم اکسیژن و دو اتم هیدروژن ساخته شده است. از آن‌جا که هیدروژن‌ها به اتم اکسیژن متصل هستند، حامل بار مثبت جزیی می‌باشند و قادرند به عنوان هیدروژن اسیدی عمل کنند. با از دست دادن اولین هیدروژن، آنیون هیدروژن‌سولفات تولید می‌شود که با توجه به ساختارهای رزونانسی، بسیار پایدار است؛ بنابراین اولین تفکیک سولفوریک اسید، به شکل کامل انجام می‌شود:
H2SO4 + H2O → HSO4- + H3O+ (1
برای دومین مرحله، باید هیدروژن به شکل کاتیون، آنیون هیدروژن‌سولفات را ترک کند که چندان راحت نیست؛ بنابراین تفکیک دومین هیدروژن اسیدی در سولفوریک اسید، کامل نیست و یکواکنش تعادلی است:[۲]
HSO4- + H2O ⇔ H3O+ + SO42- (2
3- تولید سولفوریک اسید
3-1: فرایند مجاورت
سولفوریک اسید، یکی از مهم‌ترین مواد شیمیایی صنعتی است که با استفاده از فرایند مجاورت تولید می‌شود. در مرحله نخست گوگرد در مجاورت اکسیژن ، اکسید شده و گوگرد دی‌اکسید به دست می‌آید:
S(s) + O2(g) → SO2(g) (1
در مرحله بعد گوگرد دی اکسید در مجاورت یک کاتالیزگر و در واکنش با اکسیژن اضافی به SO۳ اکسیده می‌شود:
SO2(g) + O2(g) → SO3(g) (2
این واکنش گرماده است و انتروپی(بی نظمی ) آن کاهش می یابد چون عامل انتروپی نامساعد است (پدیده های جهان به سمت بی نظمی بیشتر می روند) یک عامل نامساعد ترمودینامیکی دارد پس برگشت پذیر است
واکنش بالا در دمای معمولی بسیار کند است؛ لذا در روش صنعتی، از دماهای بالاتر (۴۰۰C تا۷۰۰C) و از یک کاتالیزور (مانند وانادیم پنتوکسید V۲O۵ یا اسفنج پلاتین) استفاده می‌شود. از واکنش گوگرد تری اکسید با آب، محلول سولفوریک اسید تشکیل می‌شود:
SO3(g) + H2O(l) → H2SO4(aq) (3
با تکرار مراحل بالا و دمیدن گوگرد تری‌اکسید درون محلول سولفوریک اسید، پیروسولفوریک اسید (H2S2O7) تشکیل می‌شود:
H2SO4(l) + SO3(g) → H2S2O7(l) (4
سپس با افزودن آب به پیروسولفوریک اسید، محلول سولفوریک اسید را تهیه می‌کنند:
H2S2O7(l) + H2O(l) → 2H2SO4(l) (۵
کنترل این روش که در آن، پیروسولفوریک اسید تشکیل می‌شود، آسان تر از واکنش مستقیم گوگرد تری اکسید با آب است؛ بنابراین از این واکنش برای تولید سولفوریک اسید با درصد معین و غلظت دل‌خواه استفاده می‌کنند.
3-2: دیگر روش‌ها
سولفوریک اسید را می‌توان در آزمایشگاه از واکنش گاز گوگرد دی اکسید با هیدروژن پراکسید (آب اکسیژنه) به دست آورد.
(g) + H۲O2 (l) → H۲SO۴ (l)SO2
روش دیگر تولید سولفوریک اسید در آزمایشگاه با استفاده از الکترولیز محلول مس (ll) می‌باشد که کاتد باید از فلزی باشد که رسانایی خوبی دارد، مانند مس وآند نیز باید از جنس پلاتین یا زغال باشد تا با محلول واکنش ندهد
| سولفوریک اسید | |||
|---|---|---|---|
|
|||
| شناساگرها | |||
| شماره ثبت سی‌ای‌اس | ۷۶۶۴-۹۳-۹ | ||
| شمارهٔ آرتی‌ئی‌سی‌اس | WS5600000 | ||
| خصوصیات | |||
| فرمول مولکولی | H2SO4 | ||
| جرم مولی | 98/078 g/mol | ||
| شکل ظاهری | مایع شفاف، بی‌رنگ و بی‌بو | ||
| چگالی | 1.84 g cm−3 liquid | ||
| دمای ذوب | 10°C | ||
| دمای جوش |
290°C bp of pure acid. 98% solution boils at 338 °C
|
||
| انحلال‌پذیری درآب | حل‌پذیری کامل (گرماده) انتالپی منفی | ||
| گرانروی | 26.7 cP at 20 °C | ||
| خطرات | |||
| طبقه‌بندی ئی‌یو |  C |
||
| کدهای ایمنی | R۳۵ | ||
| شماره‌های نگهداری | (S1/2), S26, S۳۰, S45 | ||
| لوزی آتش |
 |
||
| نقطه اشتعال | غیر مشتعل | ||
| ترکیبات مرتبط | |||
| مرتبط با اسیدهای قوی | نیتریک اسید هیدروکلریک اسید هیدروبرمیک اسید پرکلریک اسید |
||
| ترکیبات مرتبط | سولفید هیدروژن اسید سولفورو پروکسی‌مونوسولفوریک اسید تری اکسید سولفور Oleum |
||
| به استثنای جایی که اشاره شده‌است در غیر این صورت، داده‌ها برای مواد به وضعیت استانداردشان داده شده‌اند (در 25 °C (۷۷ °F)، ۱۰۰ kPa) | |||
| Infobox references | |||
