Kegunaan Asam Sulfat — sifat, pembuatan, kelimpahan

Asam sulfat adalah salah satu asam mineral yang paling penting dengan berbagai aplikasi.

Pengertian:

Asam sulfat adalah cairan berminyak yang tidak berwarna. Ini larut dalam air dengan melepaskan panas. Asam sulfat korosif terhadap logam dan jaringan.

Asam sulfat akan membuat kayu dan sebagian besar bahan organik lainnya bersentuhan, tetapi kemungkinan tidak menyebabkan kebakaran. Kepadatan 15 lb / gal. Paparan jangka panjang pada konsentrasi rendah atau paparan jangka pendek pada konsentrasi tinggi dapat mengakibatkan efek kesehatan yang merugikan dari penghirupan.

Asam sulfat digunakan untuk membuat pupuk dan bahan kimia lainnya, dalam pemurnian minyak bumi, dalam produksi besi dan baja, dan untuk banyak kegunaan lain.

Rumus dan struktur Asam sulfat:

Rumus kimia asam sulfat adalah H2SO4 dan berat molekulnya adalah 98,079 g / mol. Struktur kimianya ditunjukkan di bawah ini. Atom belerang terikat pada dua atom oksigen melalui ikatan rangkap, dan dua gugus hidroksil (OH) melalui ikatan tunggal. Asam sulfat adalah asam diprotik, karena dapat melepaskan dua proton.

Kelimpahan Asam sulfat:

Asam sulfat terbentuk secara alami dengan oksidasi mineral sulfida dalam batuan. Asam sulfat encer juga terbentuk di atmosfer dengan oksidasi sulfur dioksida (dari pembakaran bahan bakar) dengan adanya uap air, yang akhirnya mengendap sebagai ‘hujan asam’.

Pembuatan Asam sulfat:

Asam sulfat disiapkan secara komersial oleh reaksi air dengan sulfur trioksida.

SO3 + H2O → H2SO4

Sulfur trioksida (SO3) dibentuk oleh reaksi sulfur dioksida dan oksigen yang dikatalisasi oleh vanadium oksida, melalui proses kontak atau proses bilik.

Sifat fisik Asam sulfat:

H2SO4 adalah cairan kental tidak berwarna atau agak kuning dengan bau menyengat. Asam sulfat memiliki kepadatan 1,84 g / mL, titik didih 337 ° C, dan titik leleh 10 ° C. Asam sulfat “pekat” adalah 98% dalam air, dan merupakan bentuk yang paling stabil. Banyak konsentrasi lain, dengan nama berbeda, tersedia untuk berbagai keperluan. Asam baterai 29-32%, asam bilik 62-70%, dan asam menara 78-80%.

Sifat kimia Asam sulfat:

Asam sulfat adalah asam diprotik yang sangat kuat. Ini higroskopis dan siap menyerap kelembaban dari udara. Asam sulfat adalah agen pengoksidasi yang kuat dan bereaksi dengan banyak logam pada suhu tinggi.

H2SO4 pekat juga merupakan agen dehidrasi yang kuat. Penambahan air menjadi asam sulfat pekat adalah reaksi yang sangat eksotermik dan dapat menyebabkan ledakan.

Kegunaan Asam sulfat:

Asam sulfat memiliki banyak kegunaan dalam industri yang berbeda, seperti pengolahan mineral, penyulingan minyak bumi, produksi pupuk, pengolahan air limbah, dll. Asam ini juga digunakan dalam produksi bahan pembersih, pewarna, pigmen, obat-obatan, deterjen, dan bahan peledak. Ini umumnya digunakan sebagai elektrolit dalam baterai timbal-asam.

Bahaya kesehatan / efek kesehatan:

H2SO4 pekat sangat korosif, dan dapat sangat merusak jaringan jika terkena. Menjadi asam kuat, oksidator, agen korosif dan agen dehidrasi, asam sulfat lebih berbahaya daripada asam mineral lainnya. Asam sulfat menyebabkan luka bakar kimiawi yang parah pada saat kontak dengan kulit. Kontak dengan mata dapat menyebabkan kerusakan permanen dan kebutaan. Konsumsi asam bahkan dapat menyebabkan kematian.

Bahaya Asam Sulfat

Sebagian besar bahaya dari asam sulfat menghasilkan keasaman yang kuat dan afinitas yang besar untuk air. Korosi logam oleh asam sulfat disebabkan oleh keasaman. Efek dari asam sulfat pada bahan organik- termasuk jaringan manusia, sebagian besar hasil dari menghidrasi sifat-sifatnya. Bahan-bahan seperti kain kayu, kertas dan kapas dengan cepat hangus di bagian yang bersentuhan dengan asam.

Bahaya asam sulfat pada logam khas dari asam kuat: ia akan bereaksi dengan logam tersebut yang lebih reaktif daripada hidrogen untuk membentuk garam logam sulfat dan melepaskan gas hidrogen. Ini akan bereaksi dengan cara ini dengan banyak logam biasa, termasuk zat besi, seng dan aluminium. Reaksi ini lebih kuat dengan asam encer dibandingkan dengan asam pekat.

Asam sulfat membatasi bahan yang dapat digunakan untuk menyimpan asam, meskipun dalam bentuk terkonsentrasi dapat disimpan dalam tangki stainless steel. Pelepasan gas hidrogen menimbulkan risiko ledakan potensial dalam hal terjadi tumpahan atau kebocoran, jika asam mengalami kontak dengan logam.

Asam sulfat adalah agen dehidrasi sangat kuat dan banyak panas yang dilepaskan ketika asam pekat datang ke dalam kontak dengan air. Jika air ditambahkan ke kelebihan asam, panas yang dihasilkan menyebabkan air mendidih segera, yang dapat mengakibatkan asam disemprotkan di daerah yang luas. Untuk alasan ini, asam sulfat pekat harus selalu diencerkan dengan menambahkan – perlahan – dengan air, proses tersebut tidak harus dibalik.

Dampak dehidrasi asam sulfat menjelaskan reaksi dengan banyak bahan organik yang umum. Ini akan menghapus hidrogen dan oksigen dari molekul yang mengandung unsur-unsur ini dalam rasio 2:1 ditemukan dalam molekul air (H2O) – misalnya, karbohidrat – yang meliputi gula, pati dan selulosa. Asam sulfat akan bereaksi dengan karbohidrat untuk menghapus hidrogen dan oksigen, meninggalkan karbon. Sebuah demonstrasi laboratorium terkenal menggambarkan hal ini, asam sulfat pekat ditambahkan ke gula meja sukrosa dalam gelas kimia dan cepat mengkonversi ke gumpalan arang, dengan banyak panas yang dihasilkan. Ini adalah alasan bahwa asam sulfat mengarangkan kayu dan kertas – zat yang terutama terdiri dari karbohidrat.

Bahaya asam sulfat pada kulit tertulis dengan baik, dan sekali lagi karena mendehidrasi sifat asam dan bukan keasaman. Asam pekat kontak dengan kulit akan menghasilkan rasa sakit dan pembengkakan jaringan dalam beberapa detik. Jika kontak cukup lama, luka bakar yang mendalam dan dapat mengakibatkan mungkin ada beberapa bagian yang hangus, menghasilkan warna coklat. Karena pembengkakan yang disebabkan luka bakar asam sulfat, sering mengakibatkan jaringan parut permanen.

Bila menggunakan asam sulfat, sarung tangan pelindung dan kacamata pengaman harus selalu dipakai, pelindung wajah dan celemek pelindung juga dianjurkan. Tumpahan kecil ke kulit yang tidak terlindung dapat ditangani dengan mencuci cepat dengan air yang banyak. Tumpahan yang lebih besar menimbulkan risiko penyemprotan asam jika air segera diterapkan – lebih baik untuk cepat membersihkan asam tersebut sebanyak mungkin sebelum mencuci.

Asam sulfat tidak mudah menguap pada suhu kamar sehingga biasanya tidak menimbulkan bahaya penghirupan, namun dalam hal ini asam atau prekursor industrinya, sulfur trioksida bersentuhan dengan air, reaksi yang keras dapat menghasilkan kabut halus tetesan asam sulfat. Hal ini dapat merusak mata, saluran pernapasan dan paru-paru bila terhirup. Paparan kronis kabut asam sulfat – misalnya, di sebuah pabrik asam sulfat – dapat memiliki efek kesehatan jangka panjang dan dapat menimbulkan risiko kanker bagi para pekerja.

Reaksi asam sulfat dengan bahan lain dapat menyebabkan produk berbahaya. Ini akan, misalnya, melepaskan uap beracun dan korosif saat bersentuhan dengan halida, seperti klorida, fluorida dan bromida. Kontak dengan klorat dan permanganates menghasilkan oksidasi kuat senyawa yang menimbulkan kebakaran atau risiko ledakan.