محتويات
ما هو حمض الكبريتيك؟
يعرف حمض الكبريتيك (بالإنجليزية: Sulfuric Acid) بأنه سائل كثيف عديم اللون يمكن أن يميل إلى اللون البني الغامق، وهو حمض زيتي يمتزج تمامًا بالماء، كما أن رمز حمض الكبريتيك هو H₂SO₄، وقد تم اكتشاف حمض الكبريتيك من قبل الكيميائي والفلكي والفيزيائي الإسلامي جابر بن حيان في القرن الثامن، وقد عرف حمض الكبريتيك وقتئذٍ باسم "زيت الزاج"[١]، وجدير بالذكر أن سعر حمض الكبريتيك يساوي 50 دولارًا لكل 1000 لتر.[٢]
يرمز لحمض الكبريتيك بالرمز H₂SO₄، وهو سائل كثيف تم اكتشافه من قبل جابر بن حيان في القرن الثامن، ويمكن شراء 1000 لتر من حمض الكبريتيك مقابل 50 دولارًا.
ما أبرز خصائص حمض الكبريتيك؟
هناك مجموعة من الخصائص الفيزيائية والكيميائية التي تميز حمض الكبريتيك عن غيره من الأحماض، وفيما يأتي هذه الخصائص:
خصائص حمض الكبريتيك الفيزيائية
من أبرز خصائص حمض الكبريتيك الفيزيائية ما يأتي:[٣]
- الكتلة المولية: 98.079 جرام / مول.
- الحالة: سائل عديم اللون.
- الكثافة: 1.8302 جرام / سم مكعب.
- نقطة الانصهار: 10.31 درجة مئوية.
- نقطة الغليان: 337.22 درجة مئوية.
- اللزوجة: 0.267 نيوتن*ثانية / متر مربع.
خصائص حمض الكبريتيك الكيميائية
من أبرز خصائص حمض الكبريتيك الكيميائية ما يأتي:[٤]
- يعرف حمض الكبريتيك بأنه حمض ثنائي القاعدة قوي، وثنائي البروتين ويتأين على مرحلتين في المحلول المائي.
- يعرف حمض الكبريتيك بأنه حمض متفاعل وشديد التآكل وقابل للذوبان في الماء، كما أنه عامل مؤكسد قوي.
- يعرف حمض الكبريتيك بقدرته على طرد الماء من الخلطات الطبيعية مثل النشا.
- يعرف حمض الكبريتيك المركز بأنه عامل تجفيف قوي، يستخدم في تجفيف العديد من الغازات الرطبة التي لا تتفاعل مع الحمض.
- يعرف حمض الكبريتيك بأنه عامل مؤكسد قوي، حيث يعمل على أكسدة المعادن وغير المعادن، بالإضافة إلى قدرته على تخفيف ثاني أكسيد الكبريت.
من أبرز خصائص حمض الكبريتيك الفيزيائية؛ الكتلة المولية التي تساوي 98.079 جرام / مول، الكثافة التي تساوي 1.8302 جرام / سم مكعب، حالته السائلة عديمة اللون، أما بالنسبة للخصائص الكيميائية فهو؛ حمض ثنائي القاعدة، حمض متفاعل وشديد التآكل، عامل تجفيف قوي، وهو عامل مؤكسد قوي.
كيف يتم تحضير حمض الكبريتيك؟
يعتمد تصنيع حمض الكبريتيك بشكلٍ رئيسيّ على عنصر الكبريت، وفيما يأتي كيفية تحضير حمض الكبريتيك:[٥]
الأدوات والمكونات
- عنصر الكبريت.
خطوات تحضير حمض الكبريتيك
- خطوة أكسدة عنصر الكبريت بحيث يتحول إلى ثاني أكسيد الكبريت، S + O2 =SO2.
- خطوة أكسدة ثاني أكسيد الكبريت بحيث يتحول إلى ثالث أكسيد الكبريت، 2SO + O2 = 2SO3.
- خطوة امتصاص ثالث أكسيد الكبريت في محلول حمض الكبريتيك القوي، SO3 + H2O = H2SO4.
يتطلب تصنيع حمض الكبريتيك عنصر الكبريت على نحو أساسي، وتتم عملية التصنيع بثلاث مراحل وهي؛ أكسدة عنصر الكبريت إلى ثاني أكسيد الكبريت، ثم أكسدة ثاني أكسيد الكبريت إلى ثالث أكسيد الكبريت، ثم امتصاص ثالث أكسيد الكبريت في محلول حمض الكبريتيك القوي، لينتج حمض الكبريتيك.
ما أبرز استخدامات حمض الكبريتيك؟
يدخل حمض الكبريتيك في العديد من الصناعات، وفيما يأتي أبرز فوائد حمض الكبريتيك واستخداماته:[٦]
- حمض الفوسفوريك: عادة ما تستخدم أكبر كمية من حمض الكبريتيك بهدف تصنيع حمض الفوسفوريك، والذي يساهم في صناعة الأسمدة الفوسفاتية وثنائي هيدروجين فوسفات الكالسيوم وفوسفات الأمونيوم.
- كبريتات الأمونيوم: يستخدم حمض الكبريتيك أيضًا في تصنيع كبريتات الأمونيوم، والتي تعرف بأنها سماد مهم بشكل خاص في حالات نقص الكبريت.
- معالجة المعادن: يدخل حمض الكبريتيك في معالجة المعادن، حيث يستخدم في صناعة النحاس وتصنيع الزنك وفي تنظيف سطح بعض الصفائح الفولاذية.
- الكابرولاكتام: كما يستخدم حمض الكبريتيك أيضًا في تصنيع بوليمر الكابرولاكتام، والذي يتحول إلى بولي أميد 6.
- صناعات أخرى: تصنيع حمض الهيدروفلوريك والفينول مع البروبانون وتصنيع ثاني أكسيد التيتانيوم.
يدخل استخدام حمض الكبريتيك في العديد من الصناعات، ومن أبرزها؛ تصنيع حمض الفوسفوريك، تصنيع كبريتات الأمونيوم، معالجة المعادن، تصنيع بوليمر الكابرولاكتام، تصنيع حمض الهيدروفلوريك والفينول مع البروبانون وتصنيع ثاني أكسيد التيتانيوم.
هل يؤثر حمض الكبريتيك على صحة الإنسان؟
عادةً ما يتم التعرض لحمض الكبريتيك أثناء تصنيعه وأثناء التعامل مع محاليله المركزة والمخففة، ويعرف هذا الحمض بأنه مادة أكالة لجميع أنسجة الجسم، حيث يتسبب التعرض لحمض الكبريتيك المركز في التجفيف، بينما يمكن أن يتسبب الحمض المخفف في التهييج، وفيما يأتي أضرار حمض الكبريتيك على الإنسان:[٧]
- استنشاق بخار هذا الحمض يكون مزعجًا للغاية للجهاز التنفسي العلوي مما قد يسبب تلفًا خطيرًا في الرئة.
- ملامسة الجلد للحمض المركز يتسبب في نخر شديد، وقد يؤدي التلامس المتكرر للجلد مع المحاليل المخففة إلى التهاب الجلد.
- ملامسة العين لحمض الكبريتيك المركز يتسبب في أضرار خطيرة مثل؛ الجلوكوما وإعتام عدسة العين.
هناك مجموعة من الأضرار التي يسببها حمض الكبريتيك على صحة الإنسان، كتلف الرئة، التهاب الجلد وأضرار في العين.
نصائح السلامة عند استخدام حمض الكبريتيك
ما الإجراءات التي يجب القيام بها عند استخدام حمض الكبريتيك؟
هناك مجموعة من الأمور التي يجب مراعاتها عند استخدام حمض الكبريتيك وذلك لتجنب التعرض له، وفيما يأتي بعض نصائح التعامل مع حمض الكبريتيك:[٨]
- توفير منطقة ذات تهوية جيدة لتقليل التعرض لبخار الحمض.
- ارتداء نظارات واقية عند استخدام رذاذ الحمض أو ارتداء واقي وجه كامل.
- ارتداء قفازات وغطاء رأس مضادة للأحماض وبدلة واقية.
- الاحتفاظ بحمض الكبريتيك بعيدًا عن مصادر الاشتعال.
- تلقي التدريب الصحيح للتعامل مع هذه المادة.
عند استخدام حمض الكبريتيك يجب ارتداء الملابس الواقية لتجنب التعرض لمخاطر هذا الحمض.
ما هي خطوات حفظ حمض الكبريتيك في مختبرك؟
عند تخزين حمض الكبريتيك في المختبر يجب الانتباه إلى عدة أمور وهي:[٩]
- تخزينه في مكان بارد وجاف وذو تهوية جيدة.
- تخزينه في علبة محكمة الإغلاق وإبقائها منتصبة لمنع التسرب.
- فصله عن المواد القابلة للاحتراق والمواد الأخرى المتفاعلة.
- فصله عن الكربيدات والكلورات والنترات والبكريات والمعادن المسحوقة.
يجب تخزين حمض الكبريتيك في مكان بارد وجاف وداخل علب محكمة الإغلاق، كما يجب إبعاده عن المواد المشتعلة وغيرها من المواد التي يمكن أن يتفاعل معها مثل؛ الكربيدات والكلورات والنترات والبكريات والمعادن المسحوقة.
المراجع
- ↑ "Sulfuric Acid", encyclopedia, Retrieved 14/2/2021. Edited.
- ↑ "Sulfuric Acid Price Analysis ", echemi, Retrieved 14/2/2021. Edited.
- ↑ "Sulphuric Acid (H2SO4)", byjus, Retrieved 14/2/2021. Edited.
- ↑ "Sulphuric Acid", toppr, Retrieved 14/2/2021. Edited.
- ↑ "Sulphuric Acid", sciencedirect, Retrieved 15/2/2021. Edited.
- ↑ "Sulfuric acid", essentialchemicalindustry, Retrieved 14/2/2021. Edited.
- ↑ "SULFURIC ACID", ncbi, Retrieved 14/2/2021. Edited.
- ↑ "Sulfuric Acid ", northeastern, Retrieved 14/2/2021. Edited.
- ↑ "Sulfuric acid", ncbi, Retrieved 14/2/2021. Edited.
