هــــــــــــدف

سولفوریک اسید

سولفوریک اسید خالص مایعی است گرانرو ( چگالی 1.85 g/cm3 ) که در دمایی حدود 10 درجه ذوب و در 290 درجه می جوشد و بر اثر تجزیه آن SO3 و آب تولید می شود.

H₂SO₄ => SO₃ + H₂O

سولفوریک اسید تجاری که در آزمایشگاه مصرف می شود، به طور تقریب 98 درصد وزنی اسید دارد و 18 مولار است. این اسید وقتی به آب اضافه گردد، گرمای زیادی تولید می کند، لذا باید هنگام اضافه کردن سولفوریک اسید به محلول آبی بسیار دقت کرد. به این منظور باید اسید را به آهستگی در آب ریخت و محلول را به هم زد.

سولفوریک اسید اسیدی قوی است و در محلول آبی در دو مرحله یونیده می شود:

H₂SO₄ (aq) ↔ H⁺ (aq) + HSO₄^- (aq)

HSO₄^- (aq) ↔ H⁺ (aq) + SO₄ (aq)

در محلول رقیق، مرحله اول یونش تقریباً کامل است. در دمای 25 درجه، ثابت تعادل مربوط به یونش یون هیدروژن سولفات ( بی سولفات ) 1.0 * 10 ^-2  است و از این رو، یک لیتر محلول یک مولار سولفوریک اسید دارای 0.99 مول HSO₄^- و فقط 0.01 مول یون SO₄ است.

خواص شیمیایی محلول آبی سولفوریک اسید با تغییر غلظت اسید به مقدار قابل توجه تغییر می کند. محلول غلیظ اسید به صورت عامل اکسنده عمل می کند و معمولاً به SO₂ کاهیده می شود. محلول سولفوریک اسید غلیظ یک عامل خشک کننده بسیار موثر است، به شرط آنکه گاز مرطوب یا مایع مورد نظر با آن ترکیب نشود. سولفوریک اسید می تواند از ترکیب های آلی، عناصر هیدروژن و اکسیژن را به صورت مولکول آب جدا سازد. مثلاً از واکنش قند به فرمول C₁₂H₂₂O₁₁ نسبت هیدروژن و اکسیژن آن مانند آب است، فقط کربن باقی می ماند:

C₁₂H₂₂O₁₁ + 2H₂SO₄ (غلیظ) => 12C (s)  + 11(H₂SO₄.H₂O)

سیاه شدن چوب، پشم، پنبه و پشم و ضایع شدن پوست بدن توسط سولفوریک اسید به واسطه همین نوع واکنش است.

فعالیت اکسید کنندگی سولفوریک اسید غلیظ را می توان توسط اثر آن بر فلزات و نافلزات نشان داد. در این نوع واکنش ها عدد اکسایش اتم گوگرد معمولاً از +6 به +4 کاهید می شود. بسیاری از فلزات از جمله فلزهایی که در سری الکتروشیمایی در زیر هیدروژن قرار دارند توسط محلول داغ و غلیظ سولفوریک اسید اکسید می شوند. مثلاً مس به سولفات مس و قسمتی از اسید به گوگرد دی اکسید کاهیده می شود.

Cu (s) + 2H₂SO₄ (غلیظ) => CuSO₄ (aq) + SO₂ (g) + 2H₂O

روی که در سری الکتروشیمایی بالای مس قرار دارد، کاهنده قویتری است و سولفوریک اسید غلیظ را به گوگرد یا هیدروژن سولفید می کاهد. کربن توسط سولفوریک اسید گرم و غلیظ به کربن دیوکسید اکسید می شود.

C (s) + 2H₂SO₄ (غلیظ) => CO₂ (g) + 2SO₂ (g) + 2H₂O

در سولفوریک اسید رقیق بر خلاف غلیظ یون هیدروژن حاصل از یونش اسید، اکسید کننده است نه یون سولفات. مثلاً سولفوریک اسید رقیق بر فلزاتی که بالای هیدروژن قرار گرفته اند، اثر کرده، هیدروژن را آزاد می کند.

Zn(s) + 2H⁺ (aq) => Zn⁺²(aq) + H₂ (g)

در پایان باید از لحاظ ایمنی اخطار کرد که PH سولفوریک اسید در حدود 1 است. استفاده از این اسید و آزمایش بر روی آن می تواند همراه آزاد شدن گازهای سمی باشد و به هیچ وجه برای دانش آموزان کمتر از دوم دبیرستان توصیه نمی شود.