اسید سولفونیک

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 (۵ دهم) میباشد.اسید سولفوریک در قرن نهم توسط شیمیدان ایرانی به نام زکریای رازی کشف شد. البته بعضی کشف این اسید را به جابربن حیان و قرن ۸ ربط می دهند که اطلاعات دقیقی برای اثبات هیچ کدام موجود نمی باشد.

زکریا اسید سولفوریک را اولین بار از طریق تقطیر خشک کانی‌هایی که شامل سولفات آهن بودند  که زاج سبز نامیده می‌شود و سولفات مس  که کات کبود نامیده می‌شد بدست آورد. حرارت هر یک از این ترکیبات باعث تجزیه آنها و ایجاد اکسید آهن II یا اکسید مس II ، آب و سولفات می‌گردد. ترکیب آب و سولفات حاصل شده ، محلول رقیق اسید سولفوریک ایجاد می‌کند.

این روش با ترجمه متون علمی و کتاب‌های دانشمندان مسلمان بزرگ ایرانی توسط شیمیدان‌های اروپایی در قرون وسطی مانند آلبرت ماگنوس در اروپا شناخته شد و به این دلیل اسید سولفوریک را شیمیدان‌های قرون وسطی به نام جوهر گوگرد یا همان OIL OF VITRIO می شناختند.

در قرن هفدهم ، جان گلوبر ، اسید سولفوریک را از سوزاندن سولفورو نیترات پتاسیم در مجاورت بخار آب تهیه کرد. در سال ۱۷۴۶ ، جان روبک اسید سولفوریک را با غلظت ۴۰-۳۵% در ظروف سربی تولید می‌کرد. جوزف گیلوساک در اوایل قرن نوزدهم با اصلاح روش روبک ،برای اولین بار توانست اسید سولفوریکی با غلظت ۷۸% بدست آوردبا این همه صنایع رنگرزی و سایر صنایع شیمیایی وابسته به اسیدها خواهان اسید سولفوریک با غلظت بالاتر بودند. در اواسط قرن ۱۸ این امر با روش تقطیر خشک کانی‌ها ، شبیه همان روش اولیه رازی ممکن شد. در این روش سولفید آهن در اثر حرارت در هوا تولید سولفات آهن II می‌کند و فراورده حاصل با حرارت اضافی اکسید شده و تولید سولفات آهن III می‌کند که آن هم در اثر حرارت در ۴۸۰ درجه سلسیوس تجزیه شده و اکسید آهن وسولفات  ایجاد می‌کند. عبور دادن  به آهستگی از میان آب ، اسید سولفوریک با غلظت بالاتری ایجاد می‌کند

علیرغم آنکه سالهاست که استفاده از اسید سولفوریک، درکشورهای مختلف دنیا و بعضی نقاط کشورمان برای اصلاح خاکهای کشاورزی مرسوم است اما استفاده از آن در باغات پسته ایران سابقه چندان طولانی نداشته و محدود به تعدادی از باغدارانی است که به صورت تجربی به این امر اقدام نموده اندیکی از فاکتورهای اساسی در جذب مواد غذایی توسط درختان از خاک، pH خاک است pH. خاک به صورت مستقیم روی میکروارگانیسم های موجود در خاک و همچنین جذب عناصر و مواد غذایی مختلف تاثیر می گذارد.

pH خاک مشخص می کند کدام عناصر توسط ریشه ها جذب شوند و کدامیک جذب نشوند. عناصری مانند روی، منگنز، آلومینیوم، مس و کبالت در شرایط pH اسیدی، بسیار توانایی جذب دارند و برعکس در pH بالا، نمی توانند توسط گیاهان جذب شوند. این اتفاقی است که در شرایط خاکی باغات پسته استان کرمان صورت گرفته است و موجب شده که بدلیل pH بالای خاک، کمبود عناصر کم مصرف اما مهم  تقریبا در تمامی باغات پسته مشاهده شود. خاکهای به شدت قلیایی شده استان کرمان دارای مقادیر بالایی از یونهای بیکربنات هستند که متاسفانه تاثیر منفی روی رشد و پرورش درختان گذاشته اند و همچنین در جذب سایر عناصر مورد نیاز درختان پسته نیز اختلال ایجاد کرده اند.  به طور معمول، در pH پایین یا شرایط اسیدی، عناصر پر مصرف کمتر توسط درختان جذب می شوند و برعکس، در شرایط PH بالا، عناصر کم مصرف شانس کمتری برای جذب توسط ریشه درختان دارند.

تولید اسید سولفوریک

سولفوریک اسید، یکی از مهم ترین مواد شیمیایی صنعتی است که با استفاده از فرایند مجاورت تولید می شود. در مرحله نخست گوگرد در مجاورت اکسیژن اکسید شده و گوگرد دی اکسید به دست می آید.

S (s) + O۲ (g) → SO۲ (g)

در مرحله بعد گوگرد دی اکسید در مجاورت یک کاتالیزور به SO۳ اکسیده می شود.

۲ SO۲ + O۲ (g) → ۲ SO۳ (g)

واکنش بالا در دمای معمولی بسیار کند است. لذا در روش صنعتی، از دماهای بالا تر(۴۰۰C تا۷۰۰C) و از یک کاتالیزور (مانند وانادیم پنتوکسید V۲O۵ یا اسفنج پلاتین) استفاده می شود. با دمیدن بخار گوگرد تری اکسید به درون اسید سولفوریک، پیروسولفوریک اسید H۲S۲O۷ تشکیل می شود.

H۲SO۴ (l) + SO۳ → H۲S۲O۷ (l)

سپس با افزودن آب به پیرو سولفوریک اسید، محلول سولفوریک اسید با غلظت مورد نظر را تهیه می کنند.

H۲S۲O۷ (l) + H۲O(l) → ۲ H۲SO۴ (l)

کنترل این روش که در آن، پیروسولفوریک اسید تشکیل می شود، آسان تر از واکنش مستقیم گوگرد تری اکسید با آب است.

SO۳ (g) + H۲O (l)→ H۲SO۴ (l)

سولفوریک اسید را می توان در آزمایشگاه از واکنش گاز دی اکسید گوگرد با هیدروژن پراکسید (آب اکسیژنه) به دست آورد.

SO2 (g) + H۲O2 (l) → H۲SO۴ (l)

روش دیگر تولید سولفوریک اسید در آزمایشگاه با استفاده از الکترولیز محلول مس (ll) می باشد 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

پاسخ دهید