Asid sulfurik – darah menghakis industri

Permintaan berterusan untuk bahan kimia ini membuktikan betapa ia amat diperlukan untuk ekonomi global. H ₂ SO ₄ ialah darah menghakis industri, berdenyut dalam pemasangan pengeluaran yang tidak terkira banyaknya di seluruh dunia. Asid sulfurik dikendalikan oleh profesional yang beroperasi dalam pelbagai industri. Para saintis menggunakannya untuk banyak penyelidikan dan eksperimen, dan dengan bantuannya, pelajar memperoleh pengetahuan dalam makmal kimia. Hari ini, sukar untuk membayangkan fungsi ekonomi moden tanpa asid sulfurik . Ciri-cirinya menjadikannya bahan mentah dan reagen yang tidak boleh ditukar ganti, sukar untuk dialihkan walaupun oleh bahan kimia paling inovatif yang diperkenalkan ke pasaran oleh pengeluar kimia.

Ciri dan sifat H ₂ SO ₄

Asid sulfurik adalah salah satu asid mineral yang paling berkuasa. Ia adalah cecair berminyak, berat dan tidak berwarna dengan sifat higroskopik yang sangat kuat. Dalam bentuk pekat ia juga mempunyai sifat pengoksidaan yang kuat. Asid sulfurik larut dengan baik dalam air dalam semua perkadaran, mengeluarkan banyak haba. Atas sebab ini, apabila mencairkan adalah sangat penting untuk menuangkan asid ke dalam air, bukan sebaliknya. Ia adalah mungkin untuk menghasilkan asid sulfurik walaupun pada kepekatan 99%, bagaimanapun, kehilangan sulfur oksida di sekitar takat didih menyebabkan azeotrop dengan 98.3%air dihasilkan. Atas sebab ini, asid sulfurik pekat biasanya disimpan dalam bentuk larutan 98%. Sudah tentu, H ₂ SO ₄ boleh wujud dalam banyak kepekatan. Larutan berair asid sulfurik yang paling banyak digunakan ialah:

– 10%- dipanggil asid sulfurik yang dicairkan kuat, biasanya digunakan sebagai agen penyahhidratan, pengawal selia pH dan reagen makmal,

– 29-32%- digunakan dalam bateri asid plumbum yang popular,

– 62-70%- bertindak sebagai asid baja yang dipanggil,

– 77-80%- digunakan dalam proses mendapatkan H ₂ SO ₄ dengan kaedah kebuk dan digunakan untuk penghasilan garam Glauber, iaitu natrium sulfat (Na ₂ SO ₄ ),

– 98%- asid sulfurik pekat yang dinyatakan sebelum ini.

Penyediaan asid sulfurik

Dari segi industri, asid sulfurik diperoleh melalui kaedah sentuhan melalui pengoksidaan sulfur dioksida, yang datang terutamanya daripada pembakaran sulfur atau logam sulfida (cth pirit). Proses penghasilan asid sulfurik menggunakan sulfur boleh dibahagikan kepada tiga peringkat. Yang pertama melibatkan pengeluaran sulfur dioksida. Kemudian sulfur dioksida dioksidakan kepada sulfur trioksida. Peringkat terakhir melibatkan penukaran sulfur oksida (VI) kepada asid sulfurik. Pembakaran sulfur dilakukan dalam lebihan udara untuk bertindak balas sepenuhnya pada tekanan kira-kira 0.5 MPa. Keseluruhan proses dijalankan pada suhu kira-kira 150 ^o C dalam tangki yang dialas dengan lapisan tebal batu bata tahan api dan asid. Sulfur cair ditapis untuk menghilangkan kekotoran (terutamanya sebatian besi dan organik). Selalunya, kapur juga dimasukkan ke dalam proses, untuk mengurangkan keasidan sulfur cair, dengan itu mengehadkan sifat menghakisnya. Sulfur cair dipam ke penunu, di mana ia kemudian dibakar. Campuran sulfur dioksida dan udara yang keluar dari penunu kemudiannya disalurkan melalui penapis dan semua kekotoran dikeluarkan. Pada peringkat seterusnya, sulfur dioksida ditukar kepada sulfur trioksida melalui tindak balas dengan oksigen dengan kehadiran mangkin. Mangkin yang biasa digunakan ialah vanadium pentoksida (V ₂ O ₅ ), dan kalium sulfat terdispersi digunakan sebagai pembawanya. Fungsi sokongan mangkin ini biasanya diperbuat daripada silika atau aluminosilikat, yang dicirikan oleh keliangan yang sangat tinggi, dengan itu menyediakan kawasan permukaan yang besar untuk tindak balas diteruskan. Kelajuan proses juga bergantung pada suhu. Dalam amalan, ia disimpan dalam kira-kira 500°C untuk memastikan kadar tindak balas yang mencukupi dengan penukaran tertinggi yang mungkin. Langkah terakhir dalam penghasilan asid sulfurik melibatkan penyerapan SO ₃ dalam H ₂ SO ₄ atau oleum pekat, bagi mengelakkan pembentukan kabus asid sulfurik yang sukar dipeluwap. Asid sulfurik pada kepekatan 98%beredar pada kadar sedemikian sehingga SO ₃ yang baru diserap menyebabkan peningkatan yang sangat kecil dalam kepekatannya. Keseluruhan proses dijalankan pada suhu kira-kira 70 ^o C, dengan itu memaksimumkan kecekapan penyerapan SO ₃ . Selain itu, air ditambah ke dalam tangki asid untuk mencairkan asid kepada kepekatan yang sesuai. Aliran asid sulfurik terus disalirkan dan disejukkan oleh penukar haba plat sebelum diletakkan di dalam tangki simpanan. Jumlah penukaran sulfur kepada asid sulfurik adalah kira-kira 99%.

Penggunaan asid sulfurik

Asid sulfurik sangat penting dalam banyak industri. Penggunaan tertinggi H ₂ SO ₄ diperhatikan dalam industri baja. Ini terutamanya berkaitan dengan pengeluaran superfosfat dan ammonium fosfat dan sulfat. Asid sulfurik juga amat penting untuk penghasilan asid lain, contohnya asid hidroklorik, nitrik dan fosforik. Ia juga digunakan dalam pengeluaran bahan letupan sebagai salah satu bahan mentah untuk pengeluaran TNT. Sebaliknya, dalam industri petrokimia, H ₂ SO ₄ digunakan terutamanya untuk mengeringkan minyak, minyak tanah dan parafin. Ia juga bertindak sebagai pemangkin dalam tindak balas mendapatkan isooctane, yang merupakan salah satu komponen utama petrol. Asid sulfurik juga digunakan dalam perlombongan dan metalurgi, di mana ia digunakan dalam proses pengayaan bijih tembaga. H ₂ SO ₄ juga merupakan elektrolit dalam bateri asid plumbum yang popular. Di samping itu, asid sulfurik digunakan secara meluas dalam industri detergen (cth dalam pengeluaran natrium lauril sulfat) dan dalam industri kosmetik, di mana ia digunakan untuk pengeluaran bahan mentah dan produk separuh siap (cth perak nitrat), sebagai serta hidrogen peroksida atau pewangi. Aplikasi yang begitu luas bermakna bahawa jika tiada asid sulfurik adalah mustahil atau tidak menguntungkan untuk menjalankan banyak proses perindustrian asas dan sangat penting.

Asid sulfurik dalam Kumpulan PCC

PCC Rokita mempunyai kedudukan stabil sebagai pembekal asid sulfurik 77%. H ₂ SO ₄ dihasilkan dalam Unit Perniagaan Klorin melalui kaedah sentuhan, yang menjamin ketulenan dan kebolehulangan yang sangat tinggi bagi produk yang diperolehi. Tawaran asid sulfurik yang dibentangkan oleh Kumpulan PCC ditujukan terutamanya kepada pengeluar baja fosfat, kertas dan garam Glauber, iaitu natrium sulfat (Na ₂ SO ₄ ). Produk terakhir juga boleh digunakan dalam pengeluaran pulpa kayu, kaca, pewarna dan detergen. Natrium sulfat juga digunakan dalam perubatan sebagai julap. Asid sulfurik adalah bahan mentah yang sangat diperlukan dalam banyak proses teknologi, dan pasarannya yang sangat pelbagai berada di ambang banyak cabaran. Kebimbangan tentang kesan buruk alam sekitar boleh mengimbangi atau melemahkan permintaan untuk bahan mentah yang popular ini. Walau bagaimanapun, adalah hakikat bahawa H ₂ SO ₄ , walaupun terdapat dalam kimia selama bertahun-tahun, tidak kehilangan popularitinya dan masih merupakan salah satu bahan mentah kimia yang paling diperlukan yang digunakan dalam industri secara besar-besaran.