กรดซัลฟูริก/กรดกำมะถัน

4187

กรดซัลฟูริก (Sulfuric acid) หรือเรียก กรดกำมะถัน, ไฮโดรเจนซัลเฟต มีสูตรเป็น H2SO4 เป็นสารละลายที่มีฤทธิ์เป็นกรดแก่ ไม่มีสี มีกลิ่นฉุน ละลายในน้ำได้ นิยมใช้มากในภาคอุตสาหกรรมต่างๆ อาทิ อุตสาหกรรมเหมืองแร่ อุตสาหกรรมปิโตรเคมี อุตสาหกรรมฟอกย้อม และกระบวนการบำบัด และปรับปรุงน้ำเสีย รวมไปถึงนำมาใช้ในห้องปฏิบัติการ

advertisement

เนื่องจากกรดซัลฟูริกจัดเป็นกรดแก่จึงมีฤทธิ์ในการกัดกร่อนโลหะต่างๆได้ดี และเมื่อการสัมผัสเกิดจากกรดซัลฟูริกความเข้มข้นจะทำให้เกิดออกไซด์ของกำมะถัน และไฮโดรเจนซึ่งพร้อมจะลุกไหม้หรือระเบิดได้หากมีความร้อน และประกายไฟ

คุณสมบัติเฉพาะตัว
สูตรเคมี : H2SO4
ชื่อเรียกต่างๆ : ซัลฟูริก (Sulfuric), เอสิด มิสต์ (Sulfuric Mist), ไฮโดรเจนซัลเฟต (Hydrogen Sulfate), ซัลเฟอร์ เอสิด (Sulfur acid), ซัลฟูริก เอสิด (Sulfuric acid) และ สเปนต์ (Spent)
มวลโมเลกุล : 98.08 กรัม/โมล
สถานะ : ของเหลว

กรดซัลฟูริก

สี : ไม่มี
กลิ่น : ไม่มี
จุดเดือด : 276 องศาเซลเซียส
จุดหลอมเหลว : -1 องศาเซลเซียส
ความถ่วงจำเพาะ : 1.84 กรัม/ลบ.ซม.
ความหนืด : 26.9 มม.ปรอท
ความหนาแน่นไอ : 3.4
ความเป็นกรด : 1 ที่ 1% โดยน้ำหนัก
จุดวาบไฟ : ไม่มี
ความสามารถในการละลาย : ละลายน้ำได้
LD50 (มก./กก.) : 2140 (หนู)
LC50 (มก./ลบ.ม.) : 510/2 ชั่วโมง (หนู)
สารที่เข้ากันไม่ได้ : ด่างแก่ น้ำ สารอินทรีย์ โลหะต่างๆ

โครงสร้างกรดซัลฟูริก

กรดซัลฟูริกเมื่อละลายน้ำจะทำให้สารละลายมีสภาพเป็นกรด ดังสมการ

H2SO4 + H2O = HSO4- + H3O+

กรดซัลฟูริกเมื่อสัมผัสกับโลหะจะทำให้เกิดก๊าซ และเกลือของโลหะชนิดนั้น เช่น

H2SO4 + Mg = MgSO4 + H2

กรดซัลฟูริกเมื่อสัมผัสกับธาตุอโลหะจะทำให้เกิดออกไซด์ของธาตุนั้น เช่น

H2SO4 + C = CO2 + 2(SO2) + 2(H2O)

การนำมาใช้ประโยชน์
1. การใช้เป็นวัตถุดิบในการผลิตเคมีภัณฑ์
– สารส้ม สำหรับกระบวนการปรับปรุงคุณภาพน้ำประปา
– กรดแลคติก สำหรับอุตสาหกรรมอาหาร
– แอมโมเนียมซัลเฟต สำหรับผลิตปุ๋ยยูเรีย
– แบตเตอรี่ สำหรับยานยนต์
– กรดซิตริก ให้ความเปรี้ยวแก่อาหาร
– กรดฟอร์มิก สำหรับใช้ในอุตสาหกรรมยาง
– ซิลิกาเจล สำหรับดูดความชื้น
– กระบวนการผลิตเส้นใย
– ใช้สำหรับการสกัดแร่ เช่น สังกะสี ทองคำ เป็นต้น
– ใช้ทำความสะอาดหรือเป็นส่วนผสมของน้ำยาทำความสะอาด
– ใช้เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาในกระบวนการผลิตปิโตรเคมี และพลาสติก

advertisement

2. การนำไปใช้ประโยชน์ด้านอื่นๆ
– ใช้สำหรับปรับสภาพความเป็นกรด-ด่างของสารละลาย เช่น การปรับคุณภาพน้ำในภาคอุตสาหกรรม การรักษาตัวอย่างน้ำ และปรับความเป็นกรดของน้ำตัวอย่างก่อนส่งเข้าห้องปฏิบัติการ โดยเฉพาะตัวอย่างน้ำสำหรับวิเคราะห์หาธาตุอาหาร เช่น ไนโตรเจน ฟอสฟอรัส เป็นต้น

กระบวนการผลิต
1. การผลิตจากการเผากำมะถัน
ขั้นแรก ด้วยการหลอมกำมะถัน (S) ให้เป็นของเหลว และสูบผ่านหัวฉีดเข้าห้องเผาไหม้เพื่อทำให้เกิดซัลเฟอร์ไดออกไซด์ (SO2)

S(s) + ความร้อน = S(l)

S(l) + O2 + ความร้อน = SO2

ขั้นที่ 2 การเปลี่ยนซัลเฟอร์ไดออกไซด์ (SO2) เป็นซัลเฟอร์ไตออกไซด์ (SO3)

SO2 + O2 = SO3

ขั้นที่ 3 การนำซัลเฟอร์ไตออกไซด์ (SO3) ทำปฏิกิริยากับน้ำได้ H2SO4

SO3 + H2O = H2SO4

2. การผลิตจากกระบวนการแยกแร่

การผลิตวิธีนี้จะได้ก๊าซซัลเฟอร์ไดออกไซด์ (SO2) จากกระบวนการแยกแร่ด้วยการเผาแร่ที่มีองค์ประกอบของซัลเฟอร์ เช่น แร่เพอไรต์ (FeS2) แร่สังกะสี ( ZnS) แร่คอปเปอร์ (CuFeS2) เป็นต้น
ขั้นแรก เริ่มด้วยการเผาแร่เพื่อให้ได้ก๊าซซัลเฟอร์ไดออกไซด์ (SO2)

2(FeS2) + O2 + ความร้อน = Fe2O3 +4( SO2)

ส่วนขั้นตอนที่ 2 และ 3 จะเหมือนกับการผลิตจากการเผากำมะถัน

 ความเป็นอันตราย
1. หากสัมผัสกับผิวหนังจะทำให้เกิดอาการระคายเคืองอย่างแรง ผิวหนังแดง เป็นแผลไหม้ แสบร้อน และเกิดการผุผองตามมา
2. การสัมผัสกับตาจากไอหรือสารละลายจะทำให้ระคายเคืองตาอย่างรุนแรง เยื่อตา กระจกตาอักเสบ และอาจทำให้ตาปอดได้
3. การสูดดมไอระเหยจะทำให้ระคายเคืองต่อเยื่อบุผิวในระบบทางเดินหายใจ รู้สึกแสบร้อนตามจมูก ลำคอ หายใจถี่ และอาจเกิดภาวะขาดออกซิเจนทำให้เสียชีวิตได้
4. การกินจะทำให้ระบบทางเดินอาหารระคายเคือง เยื่อบุของอวัยวะอักเสบ ปัสสาวะน้อย และอาจช็อคเสียชีวิตได้

กรดซัลฟูริกที่มีความเข้มข้นมากกว่า 50% โดยน้ำหนัก จัดเป็นวัตถุอันตรายชนิดที่ 3 ตาม พ.ร.บ. ที่ต้องได้รับอนุญาตจากกรมโรงงานอุตสาหกรรมสำหรับการผลิต การนำเข้า การส่งออก และการครอบครอง

ข้อแนะนำ
1. ขณะใช้งานควรสวมอุปกรณ์ป้องกันอันตรายจากสารเคมี เช่น ผ้าปิดจมูก ถุงยางมือ รองเท้าบูท แว่นตาป้องกันสารเคมี และสวมเสื้อผ้าให้มิดชิด
2. ห้ามเทน้ำลงกรดที่มีความเข้มข้นสูง เพราะจะเกิดปฏิกิริยาออกซิไดซ์อย่างรุนแรงซึ่งจะทำให้กรดฟุ้งกระเด็น และเกิดความร้อนอย่างรวดเร็ว
3. สถานที่ปฏิบัติควรมีพัดลมดูดหรือระบายอากาศ เช่น ฮูทดูดอากาศ
4. ห้ามเก็บกรดในภาชนะโลหะ และควรเก็บให้ห่างจากโลหะต่างๆ
5. ห้ามเก็บกรดใกล้แสงแดดหรือแหล่งความร้อน

advertisement