اسید سولفوریک

اسید سولفوریک (H2SO4) گونه ای از اسیدهای قدرتمند و با پیچیدگی های ماهیتی زیاد است. بطو‌ریکه این اسید با عدد ph=0.5‌ و نقطه جوش زیاد، قادر است تا با درصدهای مختلفی از آبها حل شود.

کار با این ماده و یا میکس آن با حجم زیاد آب، میتواند شدیداَ خط‌رناک باشد. بنابراین رعایت نکات ایمنی و استفاده از مخزن اسید سولفوریک مناسب، از پیش شرطهای استفاده از این ترکیبات محسوب میشود. لزوم استفاده از از مخازن نگهداری «SULFURIC ACID» آنجایی بیشتر احساس میشود که بدانید که این سیالات اسیدی، بی رنگ هستند!

اسید سولفوریک چیست؟

اسید سولفوریک (H₂SO₄) مایعی شفاف، بسیار خورنده و جاذب رطوبت است که به دلیل قدرت واکنش‌پذیری و نقش کلیدی در تولید کود، فلزات، باتری و پالایش نفت، به‌عنوان «مادر صنایع شیمیایی» شناخته می‌شود.

ویژگی‌ها و خواص فیزیکی و شیمیایی اسید سولفوریک

اسید سولفوریک (H₂SO₄) مایعی بی‌رنگ تا کمی زردرنگ است که به‌طور طبیعی بدون بو می‌باشد اما به دلیل خورندگی بالا هرگونه تماس مستقیم با آن خطرناک است. این ترکیب یکی از سنگین‌ترین اسیدهای معدنی محسوب می‌شود و دانسیته‌ای حدود 1.84g/cm³ در دمای 25 درجه سانتیگراد دارد.

نقطه جوش آن بسیار بالا و در حدود 337 درجه سانتیگراد است، در حالیکه به دلیل جاذب رطوبت بودن براحتی آب موجود در هوا را جذب می‌کند و هنگام حل شدن در آب گرمای زیادی آزاد می‌نماید.

از نظر شیمیایی، اسید سولفوریک یک عامل واکنش‌پذیر و قوی است که هم به‌عنوان اسید پروتون‌دهنده عمل می‌کند و هم خاصیت اکسیدکنندگی دارد. این ماده می‌تواند با بسیاری از فلزات واکنش داده و گاز هیدروژن آزاد کند، با بازها و نمک‌ها وارد واکنش خنثی‌سازی شود و حتی در غلظت‌های بالا عامل کربونیزه کننده برای ترکیبات آلی باشد. همین مجموعه خواص فیزیکی و شیمیایی است که سبب شده اسید سولفوریک بعنوان «مادر صنایع شیمیایی» شناخته شود.

انواع اسید سولفوریک

اسید سولفوریک در ایران عمدتاً به دو شکل اصلی عرضه می‌شود که از نظر کیفیت، کاربرد و قیمت اختلاف چشمگیری دارند:

اسید سولفوریک حاصل از صنایع مس (By-product)

در فرآیند ذوب مس، گازهای گوگردی تولید می‌شوند که پس از جمع‌آوری و اکسیداسیون به اسید سولفوریک تبدیل می‌شوند. این نوع اسید به دلیل تولید جانبی بودن، قیمت بسیار پایینی دارد و بیشتر در صنایع معدنی، خاک‌شناسی، کشاورزی و کاربردهای کم‌اهمیت استفاده می‌شود. هرچند از نظر خلوص معمولاً در محدوده 92 تا 98% قرار می‌گیرد، اما به‌دلیل وجود ناخالصی‌های فلزی و کیفیت پایین‌تر، برای صنایع حساس مناسب نیست.

اسید سولفوریک صنعتی تولید شده از گوگرد (Sulfur-based)

این نوع اسید با استفاده از گوگرد خالص یا پیریت در فرآیند تماسی (Contact Process) تولید می‌شود و خلوص بالاتری دارد. به‌دلیل کیفیت یکنواخت و عاری بودن از فلزات سنگین، در کود شیمیایی، پالایش نفت، باتری‌سازی، داروسازی و صنایع شیمیایی حساس کاربرد دارد. قیمت این نوع اسید به مراتب بالاتر از محصول جانبی مس است و معمولاً مبنای قیمت‌گذاری اصلی بازار محسوب می‌شود.

اسید سولفوریک چگونه ساخته میشود؟

ساخت طبیعی سولفوریک اسیدها غالباَ به دو شیوه کلی صورت می پذیرد:

1. بارانهای اسیدی بطور عادی دارای مقادیری از این مواد هستند. اسیدهای موجود در اینگونه باران‌ها با ذرات آلاینده‌ی معلق در جو تماس پیدا نموده و پیوند برقرار میکنند. درنتیجه اسید سولفوریک بصورت طبیعی تولید میشود. منظور از آلاینده‌های موجود در هوا، ذرات بلند شده از دود اتومبیلها و کارخانجات صنعتی می باشد.
2. خروج گدازه های آشتفشانی نیز همراه با تولید گازهایی سمی می باشد. این گازها طی فرآیندها و واکنشهایی به «sulfuric acid» تبدیل میگردند.

میزان تولید اسید سولفوریک در نقاط مختلف جهان

ماده «H2SO4» یکی از کلیدی ترین ترکیبات صنعتی اسیدی در تمامی جهان بشمار میرود. میزان تولید سولفوریک اسیدها در نقاط مختلف جهان به شرح زیر است:

1. آمریکای جنوبی: 9%. (بدلیل عدم صنعتی بودن بسیاری از کشورهای این خطه جغرافیایی)
2. آمریکای شمالی: 28%. بخش عمده‌ی تولید اسید سولفوریک در ایالات متحده آمریکا انجام میشود. بطوریکه در دهه‌ی اخیر، نزدیک به 3% تولید این مواد رشد یافته است.
3. اروپای غربی: حدود 12%
4. اروپای شرقی: 5%
5. آسیا (به غیر از منطقه خاورمیانه): 27%. (گستردگی بارانهای موسمی در کشورهای آسیای شرقی)
6. منطقه خاورمیانه: حدود 5%.
7. قاره آفریقا: حدود 11%.
8. اقیانوسیه: 2%.

خطرات اسید سولفوریک

عدم رعایت نکات ایمنی در هنگام برخورد یا کار با اسید سولفوریک، میتواند شدیداَ سلامتی انسانها را تهدید کند. برخی از مهمترین مخاطرات این نوع acid، به شرح زیر می باشد:

• آسیب شدید به ریه ها در پی همجواری و استنشاق گازهای اسیدی
• آسیب به چشمها. بطوریکه در مواقع حاد میتواند منجر به کوری فرد شود!
• ایجاد حساسیت‌های شدید پوستی
• تولید حرارت بسیار زیاد در پی ترکیب غیراصولی با آب و افزایش احتمال سوختگی افراد
• آسم های خفیف و شدید انسان در پی تماس و کار مداوم با ماده H2SO4

با توجه به دلایل فوق، خرید مخازن نگهداری سیالات اسیدی بایستی یکی از اولویتهای هر کارخانه صنعتی باشد. مخازن اسید سولفوریک از هرگونه نشت و انتشار سیالات خطرناک اسیدی جلوگیری میکنند. بنابراین بالطبع از استنشاق گاز این ترکیبات نیز توسط افراد، اجتناب میشود.

نگهداری اسید سولفوریک

بمنظور نگهداری یا حمل و نقل این نوع اسیدها، بایستی از مخازن مستحکم و خاصی استفاده نمود. درحقیقت انتخاب جنس بدنه مخزن اسید سولفو‌ریک، همواره دغدغه‌های فراوانی را برای کارفرمایان بوجود می آو‌رد. درهمین رابطه توجه به نکات زیر میتواند مثمرثمر باشد:

1. چنانچه قصد جابجایی «sulfuric acid» را با مخازن پلی اتیلنی و در مسیری طولانی داشته باشید، دمای سیال د‌رون مخزن نبایستی بیشتر از 37-38 درجه ‌شود. (مسیرهای انتقال بیشتر از چهار ساعت)،
2. غلظت های کمتر از 80% سولفوریک اسیدها را میتوان د‌ر مخازن فولاد کربن ذخیره سازی نمود. استفاده از فولاد کربن میتواند گزینه مقرون بصرفه ای بشمار آید. بشرطی که با اسیدهایی با غلظت کم و دمای محیط بیرونی متوسط و متعادل روبرو باشید!‌
3. ذخیره سازی غلظت های بیشتر از 80% اسیدهای سولفوریک را میتوان با استفاده از چندین گزینه به سرانجام رساند. مخزن پلی پروپیلن، مخازن فولاد کربنی ترکیب شده با آلیاژهای مستحکم و ضداسیدی و مخازن پلی اتیلنی سنگین دوجداره.

ترکیب اسید سولفوریک با آب

میکس اسیدهای سولفوریکی با آب، حرارت بسیا‌ر زیادی را تولید میکند. بطوریکه د‌ر اثر حرا‌رت حاصله، گاهاَ مخازن پلاستیکی تک لایه دچار نشتی و یا حتی انفجار میشوند. اتفاقی که میتواند خسارات مالی و جانی شدیدی را بر جای بگذارد. مخازن فولاد کربن (بدون آلیاژهای تقویتی) نیز همواره در معرض خطر نشت قرار دارند.

توصیه میشود که برای ترکیب این ماده اسیدی با آب، حتماَ از مخازن سنگین و دولایه پلی اتیلنی استفاده نمایید. جنس این مخازن میتواند از پلی‌اتیلن بهداشتی (hdpe) یا مخزن کاروگیت (لوله کاروگیت با قطر دهانه مناسب) باشد. جهت رقیق نمودن H2SO4 (سولفوریک)، بایستی بصورت آرام آرام آب را به آن اضافه نمایید. درغیر اینصورت با تولید گرمای وحشتناک و حتی پاشش ناگهانی اسید به سر و صورتتان مواجه خواهید شد!

کاربردهای اسید سولفوریک

ماده «sulfuric acid» در بسیاری از تولیدات صنعتی، خوراکی و کشاورزی، دارای کاربردهای گسترده ای می باشد. درادامه به برخی از مهمترین موارد استفاده این اسیدها اشاره خواهیم نمود.

سولفوریک اسید خوراکی

آندسته از سولفوریک اسیدهای شدیداَ رقیق و با پی‌هاش مشخص، در بسیاری از کشورهای دنیا به عنوان ماده افزودنی به مواد غذایی و نوشیدنی ها مورد استفاده قرار میگیرد. بطوریکه این اسیدها نقش گسترده‌ای را در برابر عدم تولید میکروارگانیسم‌ها (باکتریها) ایفا میکنند.

گندزدایی آب با سولفوریک اسیدها

دستگاه تصفیه آب صنعتی اسمز معکوس، یکی از پراستفاده ترین تجهیزات تصفیه آب آشامیدنی بشمار میرود. سیال ورودی به این دستگاه ها، همیشه دچار پی‌هاش خنثی بوده و نیاز به متعادلسازی دارند. اینجاست که میتوان با استفاده از تزریق اسید سولفوریک، به فرآیند تصفیه آب آشامیدنی کمک نمود و آب موجود در سیستم اسمزمعکوس را به تعادل شیمیایی رساند.

چنانچه حجم زیادی از آبها تصفیه شوند، میتوان این آبهای آشامیدنی را در انواع مخزن فایبرگلاس آب ذخیره سازی نمود.

تولید انواع مواد نظافتی و چسبنده

کاربردهای اسید سولفوریک تنها به موارد بالا ختم نمیشود. بلکه از این مواد اسیدی برای ساخت انواع مواد نظافتی، چسبنده و خدماتی دیگر استفاده میشود. برخی از مهمترین محصولاتی که با استفاده از مواد معدنی اسیدهای سولفور، به شرح زیر می باشد:

• انواع چسب
• ساخت مواد ضدیخ اتومبیل و دستگاه‌های صنعتی که در فصول سرما با یخ بستن سیالات خود، مواجه هستند.
• مدلهای مختلف رنگهای صنعتی و نقاشی دیوار و نقاشی زینتی
• استفاده به عنوان ماده افزودنی در تولید اسپری های حشره کش
• تولید phenol و propanol؛ فنول ها نوعی الکل و ماده ضدعفونی صنعتی بشمار میروند.
• و…

تولید کود با اسید سولفوریک

بایستی بدانید که از یکسو «sulfuric acid» در صنعت با نام جوهر گوگرد نیز شناخته میشود. از سوی دیگر یکی از دلایل عدم بازدهی مناسب خاکهای کشاورزی، کمبود گوگرد معدنی است. بنابراین با استفاده از اسید سولفوریک که در زمره‌ی اسیدهای معدنی پرگوگرد جای دارد، یکی از مهمترین کمبودهای خاک زراعی برطرف میشود. بیراه نیست که بیش از 55% از این اسیدها، در مسیر تولید کود شیمیایی مصرف میشوند.

واکنشهای کود «sulfuric acid» با آهکهای زمین، یکی دیگر از مزایای مهم این مواد می‌باشد. چرا که آب پذیری خاک را (بخصوص خاک رس)، افزایش میدهد. گاهاَ خاکهای رسی مقاومت زیادی در برابر نفوذ آب دارند و ریشه‌ی گیاهان و محصولات به خوبی تغذیه نمیشود. بنابراین استفاده از کود اسید سولفوریکی، به نوعی تسهیل کننده ورود آب به درون انواع خاکها می‌باشد.

ساخت محصولات شوینده با sulfuric acid

مهمترین هدف تولید انواع مواد شوینده و مایع های ظرفشویی، برطرف سازی حجم چربی‌ها می باشد. جالب است بدانید که:

اسید سولفوریک به عنوان یکی از حلال‌های قدرتمند چربیها (lipid) شناخته میشود. استفاده از این نوع اسیدها در ساخت مواد شوینده، بسیار پرکاربرد است. همچنین تولید دستمال کاغذی و کاغذهای بهداشتی نیز با استفاده از «sulfuric acid» صورت می پذیرد.

نقش اسید سولفوریک در پالایشگاه های نفت

یکی از کاربردهای مهم این اسیدها، استفاده از آنها در فرآیندهای پالایش شیمیایی نفت است. مهمترین نقش های این مواد در پالایش شیمیایی نفت عبارتست از:

• شرکت در پروسه تصفیه نفت سفید و بنزین‌ها
• فرآورده‌های اتیلن دار را به استرهای محلول تبدیل می‌نماید.
• از بین برنده بازهای مضر
• از بین برنده ترکیبات اکسیژن دار که از کیفیت محصول نهایی شدیداَ میکاهد.
• نابودی ترکیبات پرضرر موجود در نفت خام

کاربرد اسید سولفوریک در استخراج و تولیدات صنعتی

انواع ترکیبات اسیدی، نظیر: اسید فسفریک و اسید کلریک نیز با استفاده از سولفوریک اسیدها ساخته میشود. بخصوص این سمئله برای ساخت اسیدهای فسفریک بیشتر است. کودهای فسفات دار و کودهای سولفات آمونیوم  نیز در ادامه همین روند ترکیباتی، تولید میشوند. نقش اسید سولفوریک در استخراج فلزات و مواد شیمیایی و معدنی، بسیار حائز اهمیت است. بطوریکه انواع فلزاتی همچون: روی، وانادیوم، سرب، مس، اورانیوم و… نیز با استفاده از همین اسید سولفوریک استخراج میشوند.

مزیت دیگر این مواد اسیدی را میتوان به آماده سازی فلزات برای پرداخت صنعتی (رنگ آمیزی و روکش گذاری) مربوط دانست. همانطور که میدانید فلزات به دلیل مستعد بودن برای زنگ زدگی، حتماَ باید با مواد ضدزنگ و رنگهای صنعتی، رنگ آمیزی شوند. همچنین در مرحله آخر، روکش گذاری لعابدار فلزات انجام میشود تا از اکسیداسیون انها جلوگیری گردد.

تولید باتری اتومبیل و روغن موتور

استفاده از سولفوریک اسیدها در تولید و خدمات محصولات خودرویی و وسایل نقلیه نیز مشهود می باشد. محصولات صنعتی–خودرویی زیر توسط این مواد اسیدی، تولید و یا بازپرداخت میگردد:

• تولید روغن موتور
• تصفیه روغن خودرو: از اسید سولفوریک به عنوان از بین برنده مواد مضر روغن‌های سوخته استفاده میشود. همانطور که پیشتر نیز عنوان شد، سولفوریک اسیدها برای از بین بردن ترکیبات مضر نفت و مشتقات نفتی، نقش گسترده ای دارد. (روغن موتور نیز از جمله مشتقات نفتی محسوب میشود).
• ساخت باتری خودرو: هنگام ساخت باتری‌های اسیدی و آبهای مخصوص باتری، از «اسید سولفوریک» استفاده میشود. دیگر ماده مهم مورد استفاده در باتری‌ها، ماده «سرب» می باشد. جالب است بدانید که اسید سولفوریک هیچگونه واکنشی با ماده های سرب و جیوه نمی دهد. بنابراین صاحبان صنایع برای بهبود عملکرد باتری‌های اتومبیل، از این ماده اسیدی در کنار سرب بهره میبرند. نقش الکترولیتی این اسیدها، دیگر مزیت بکارگیری آنها در تولید انواع باتری خودرو و باتری‌های بزرگ است.

چربی گیری صنعتی با اسید سولفوریک

برخی از صنایع شناخته نشده نیز میزبان استفاده از سولفوریک اسیدها هستند. بعنوان مثال شرکتهای سالامبور سازی به جهت جداسازی چربی از روی پوست گوسفند و آماده سازی محصول زینتی و یا پوشاک، از این سیالات اسیدی استفاده میکنند. اتاقهای آماده‌سازی صنایع ریسندگی و بافندگی، ساخت کاغذ و مقوا و کارگاه های تولید چرم نیز از دیگر مشتریان خرید اسید سولفوریک بشمار می روند:

• چه در راستای زدودن چربی و لیپیدها از روی پوست، سطوح یا رشته های اولیه
• چه بمنظور زدایش آلودگی‌ها و رنگهای به جای مانده از استخراج معدنی
• و حتی به جهت افزایش کیفیت و ماندگاری رنگ های صنعتی

یکی از پرکاربردترین مخازن در نگهداری اسیدها، استخر فایبرگلاس می باشد. پیشنهاد می نمائیم صفحه مربوطه را مطالعه کنید.

قیمت اسید سولفوریک 98% در ایران

قیمت اسید سولفوریک 98% در ایران به عوامل متعددی بستگی دارد و بسته به نوع عرضه و حجم سفارش متغیر است. در حال حاضر، نرخ فله‌ای این محصول درب کارخانه بین 4,800 تا 12,000 تومان به ازای هر کیلوگرم گزارش شده است. این نوع عرضه عمدتاً برای خریدهای عمده و مصرف در صنایع بزرگ انجام می‌شود.

در بسته‌بندی‌های کوچک‌تر، اختلاف قیمت بیشتری دیده می‌شود؛ به‌طور مثال گالن 20 لیتری که وزنی حدود 34 تا 39 کیلوگرم دارد، با قیمتی در حدود 200,000 تا 270,000 تومان به فروش می‌رسد. البته برخی فروشگاه‌ها همین حجم (معادل تقریباً 38 کیلوگرم) را با قیمتی حدود 768,000 تومان عرضه کرده‌اند که بیشتر به دلیل نوع بسته‌بندی و محل مصرف (مانند بخش کشاورزی یا فروش جزئی) است.

این تفاوت قیمتی نشان می دهد که نرخ نهایی اسید سولفوریک تنها به خلوص آن محدود نمی‌شود، بلکه پارامترهای متعددی بر آن اثرگذارند.

مهم‌ترین عوامل تعیین کننده عبارتند از: گرید محصول (صنعتی یا آزمایشگاهی)، روش تولید (جانبی صنایع مس یا تولید مستقیم از گوگرد)، نوع بسته‌بندی (بشکه، گالن یا تانکر فله‌ای)، حجم سفارش، هزینه حمل و شرایط لجستیک، نوسانات قیمت جهانی گوگرد بعنوان ماده اولیه، و همچنین نرخ ارز و شرایط اقتصادی داخلی. افزون بر این، میزان عرضه و تقاضا در بازار نقش مهمی دارد؛ به‌ویژه در زمان‌هایی که صنایع کود شیمیایی و باتری‌سازی مصرف بالاتری دارند.

به همین دلیل، توصیه می‌شود برای خرید اسید سولفوریک 98% همیشه استعلام روزانه از تأمین کننده معتبر انجام شود تا علاوه بر دریافت قیمت به روز، اطمینان از کیفیت و خلوص محصول نیز حاصل گردد.