H2so4 حمض الكبريتيك أو حمض الكبريت أو الحمض الكبريتي H2SO4 هو حمض معدنى قوي. يذوب في الماء بجميع التراكيز. وهو من أوائل الأحماض التي تم التعرف عليها، حيث عرفه العرب منذ القرن الثامن الميلادي، وعرفته أوربا في القرنين الرابع والخامس عشر. اطلق عليه أيضاً بزيت الزاج من قبل كيميائي القرن الثامن جابر بن حيان، ويعد حمض الكبرتيك من اهم الاحماض الموجودة فى مجال الصناعة لما له من دور هام وفعال كما سنعرف الان
أشكال حمض الكبريتيك
بالرغم من إمكانية تحضير حمض الكبريتيك بتركيز 100% إلا أنه يفقد SO3 عند درجة الغليان ويعطي حمض تركيزه 98.3% ينحل في الماء ناشرا كمية كبيرة من الحرارة نتيجة للتميه لذلك ينصح بالحذر عند تمديد الحمض وذلك بصب الحمض فوق الماء وليس العكس لأنه شره جدا للماء لذلك يستعمل في تجفيف الغازات الرطبة كما يخرب المواد العضوية والخلايا الحية لسحبه الماء منها. أطلق جابر بن حيان على هذا الحمض قديماً زيت الزاج (Oil of Vitroil) بسبب تحضيره من تسخين وتقطير الزاج الأخضر (كبريتات الحديدوز المائية)، والكبريتات الأخرى المشابهة له. حمض الكبريتيك سائل عديم اللون.بالنسبة لحمض الكبريت المركز فهو موصل للتيار الكهربائي
الخواص الكيميائية
تختلف الخواص الكيميائية لحمض الكبريت حسب التركيز. فحمض الكبريت الممدد يتفاعل مباشرة مع المعادن الواقعة قبل الهيدروجين في الجدول الدوري معطيا كبريتات المعدن ومحررا الهيدروجين أما المعادن التي تقع بعد الهيدروجين مثل النحاس والفضة فلا يتفاعل معها إلا بوجود مؤكسد قوي مثل حمض الآزوت ولا يتفاعل أبدا مع الذهب والبلاتين. أما حمض الكبريت المركز فيتفاعل مع جميع المعادن الواقعة قبل وبعد الهيدروجين في الجدول الدوري معطيا كبريتات المعدن وثنائي أكسيد الكبريت والماء. كما يتفاعل أيضا مع اللامعادن معطيا ثنائي أكسيد الكبريت وأكسيد اللامعدن والماء. يعود السبب في ذلك أن حمض الكبريت المركز والساخن له خواص مؤكسدة حيث يتلقى الإلكترونات من العنصر المختزل (المرجع) في تفاعل أكسدة-
2H2SO4 + 2e− → SO42− + 2 H2 O + SO2
التفاعلات
التأين
H2SO4 → 2H+ + SO42-
التفاعل مع القواعد والقلويات
H2SO4 +2NaOH → Na2SO4 + 2H2O
H2SO4 + NaOH → NaHSO4 + H2O
التفاعل مع الأملاح
H2SO4 +2NaCl → Na2SO4 + 2HCl
H2SO4 +2NaNO3 → Na2SO4 + 2HNO3
H2SO4 + CaF2 → 2 HF + CaSO4
H2SO4 + 2 NaI → 2 HI + Na2SO4
كعامل مؤكسد
Cu + 2 H2SO4 → CuSO4 + SO2 + 2 H2O
ويؤكسد الحمض أيضاً كثيراً من اللافلزات كالكربون والكبريت.
C + 2H2SO4 → CO2 + 2SO2 + 2H2O
S + 2H2SO4 → 3SO2 + 2H2O
التفاعل مع المركبات العضوية العطرية
يتفاعل حمض الكبريتيك المركز مع الكثير من المركبات العضوية العطرية حيث تستبدل ذرة من ذرات الهيدروجين بها بمجموعة حمض السلفونيك، ولهذا التفاعل أهمية كبيرة في تحضير الكثير من المركبات كالفينول والسكارين، فيتفاعل مثلاً مع البنزين مكوناً حمض البنزين سلفونيك.
استخدامات حمض الكبريتيك
حمض الكبريتيك شديد الأهمية، لدرجة أنه يقاس تقدم الأمم بحجم إنتاجها لحمض الكبريتيك ويعطي مؤشراً جيداً[2]. الاستخدام الرئيسي(60% من العالم كله) لحمض الكبريتيك يكون في "الطريقة المبتلة" لإنتاج حمض الفوسفوريك، الذي يستخدم في صناعة الأسمدة الفوسفاتية، وكذالك فوسفات ثلاثي الصوديوم المستخدم في صناعة المنظفات. لحمض الكبريتيك استخدامات عديدة فهو يدخل بشكل ما في معظم المواد المصنوعة تقريباً ويعتبر مستوى إنتاجه دليلاً على القدرة الصناعية لأي بلد وتعود وفرة استخدامه إلى رخصه وتنوع تأثيره الكيميائي.
يمكن تلخيص استخدامات حمض الكبريت كما يلي:
كمادة مؤكسدة ونازعة للماء
إنتاج الاسمدة الكيمائية
صناعة الصابون والمطاط
إنتاج الاصباغ والكحولات والبلاستيك
صناعة الحديد والنحاس والمنظفات
صناعة بطاريات السيارة
تحضير حمض الكبريتيك
وصفت عملية التحضير التجاري لحمض الكبريتيك في القرن السادس عشر الميلادي. أما اليوم، فيتم تصنيع الحمض أساسًا من الكبريت بإحدى طريقتين: طريقة التلامس وطريقة غرفة الرصاص وهي طريقة قديمة. وتنتج طريقة التلامس حمض الكبريتيك أنقى وأكثر تركيزًا من طريقة غرفة الرصاص. ويتم تصنيع ثالث أكسيد الكبريت بطريقة التلامس عن طريق تمرير غاز ثاني أكسيد الكبريت العديم اللون من خلال أنبوب ساخن يحتوي إما على الفاناديوم أو البلاتين اللذين يقومان بدور الحفَّاز.فيذوب ثالث أكسيد الكبريت في حمض الكبريتيك المركز مكونًا الزيت الذي يضاف إلى الماء لإنتاج حمض الكبريتيك بأي تركيز مطلوب. وتبدأ طريقة غرفة الرصاص بحرق الكبريت لتكوين ثاني أكسيد الكبريت الذي يتفاعل بعد ذلك مع مركبات النيتروجين التي تسمى أكاسيد النتريك وذلك داخل غرفة مبطنة بالرصاص لتنتج حمض الكبريتيك. وهذه الطريقة الثانية ليست مكلفة ولكنها تنتج حمضًا ضعيفًا نسبيًا. ويمكن إنتاج حمض الكبريتيك من ثاني أكسيد الكبريت الذي نحصل عليه كمنتج ثانوي بتحميص النحاس وبيريت الحديد وغيرهما من خامات الكبريت الأخرى، وتستخدم عملية التحميص في فصل وتنقية خامات المعادن عن طريق تسخينها في الهواء. ويمكن أن تزودنا محطات توليد الكهرباء التي تحرق الفحم كوقود، بمصدر أساسي وعملي لحمض الكبريتيك وذلك في المستقبل، حيث يمكن إنتاج حمض الكبريتيك من ثاني أكسيد الكبريت الناتج عن تنقية الغازات المنطلقة خلال احتراق الفحم. ولكن الشوائب الكثيرة الموجودة بهذه الغازات تجعل من الصعب تجميع ثاني أكسيد الكبريت بهذه الصورة. وكذلك نجد أن المكان البعيد لمحطات توليد الطاقة يُصعِّب مشكلة نقل حمض الكبريتيك الذي هو مادة آكلة وحارقة جدًا.
رد مع اقتباس
مواقع النشر (المفضلة)