اسید صنعتی و آزمایشگاهی

اسید چیست؟

اسید یا همان تیزاب که در زبان لاتین با اسم acidus به معنای ترش می باشد یک ماده شیمیایی

است که خاصیت خورندگی بالایی دارد. 

ویژگی اسید

•  مزه ترش
• تغییر رنگ در شناساگرها
• غالبا PH کمتر از هفت دارند.
• ایجاد تغییر رنگ در تورنسل از آبی به قرمز
• ایجاد واکنش با بازها و خنثی نمودن آنها
• تشکیل نمک از طریق واکنش با برخی از فلزات خاص مثل کلسیم

همه ما در روزمرگی های خود با اسیدها سر و کار داریم. برای مثال هنگامی که یک پرتقال می خوریم اسید سیتریک وارد بدن ما می شود زیرا آب پرتقال حاوی این ماده است یا زمانی که شیر ترش می شود دارای اسید لاکتیک می باشد.

 

آشنایی با مفهوم ACID

ACID مخفف کلمه Atomicity-Consistence-Isolation-Durability است.

• اتمی بودن

Atomicity به این معنی است که شما تضمین می کنید که یا همه معاملات موفقیت آمیز هستند یا هیچ کدام موفق نمی شوند. شما بخشی از آن را موفق نمی کنید و بخشی دیگر نه. اگر یک قسمت از معامله شکست بخورد، کل معامله شکست می خورد. با اتمی بودن "همه یا هیچ" است.

• ثبات

این تضمین می کند که شما تضمین می کنید که همه داده ها یکنواخت هستند. همه داده ها طبق قوانین تعریف شده معتبر خواهند بود، از جمله هرگونه محدودیت آبشار و محرک هایی که در پایگاه داده اعمال شده اند.

• انزوا

تضمین می کند که همه معاملات به صورت جداگانه انجام می شود. هیچ معامله ای تحت تأثیر هیچ تراکنش دیگری قرار نمی گیرد. بنابراین یک تراکنش نمی تواند داده های هر تراکنش دیگری را که هنوز تکمیل نشده است بخواند.

• دوام

دوام به این معناست که وقتی یک تراکنش انجام شود، در سیستم باقی می ماند. حتی اگر بلافاصله پس از معامله خرابی سیستم رخ دهد. هرگونه تغییر در معامله باید به طور دائمی ذخیره شود. اگر سیستم به کاربر بگوید که معامله با موفقیت انجام شده است، در واقع معامله باید موفقیت آمیز باشد.

تعریف یا نظریه هر دانشمند از اسید

اسیدها عموما به چهار صورت اسید لوییس ، اسید برونستد - لوری، اسید آرنیوس و لی بیگ معرفی می شوند و زمانی که شخصی اسم اسید را می آورد منظورش اسید آرنیوس یا بورنستد - لوری است.

در این بخش به نظریه و تعریف هر کدام از دانشکمندها از acid به صورت مجزا می پردازیم :

اسید لوییس

اسیدها موادی اند که در واکنش های شیمیایی پیوند داتیو می گیرند و در طرف مقابل آنها بازها هستند که پیوند داتیو رها می کنند. گیلبرت لوییس معتقد بود اسیدها این توانایی را دارند که یک جفت الکترون  از بالاترین اوربیتال خالی در پایین اوربیتال خالی خود بگیرند.  این تعریف را می توان جامع ترین تعریف در مورد اسیدها دانست اما تعریف برونستد-لوری بیشتر کاربرد دارد.

اگر بخواهیم ساده تر بیان کنیم باید گفت اسید لوییس به ترکیبی گفته می شود که بتواند با گرفتن یک جفت الکترون، پیوند کووالانسی ایجاد نماید.

با استفاده از تعریف لوییس می توان مقدار قدرت یک اسید را نیز مشخص نمود و همچنین در شیمی آلی هم از این مفهوم استفاده می شود. در طرف مقابل اسیدها بازها قرار دارند که  در شناساگرها تغییر رنگ ایجاد می نمایند و باعث خنثی سازی اسیدها می شوند. بازها دارای مزه گس یا تلخ هستند و در واکنش با اسیدها آب نمک تولید می کنند و ساختار آن نمک ها یک فلز و یک نافلز است.

اسید لی بیگ

لی بیگ معتقد بود اسیدها مواد هستند که در ساختارشان یک یا چند هیدروژن دارند و زمانی که با فلزها واکنش می دهند یون های فلز جای آنها را می گیرند.

اسید برونستد-لوری

تعریف برونستد- لوری از اسید را می توان متداول ترین تعریف برای اسیدها دانست. آنها معتقد بودند که هر ترکیبی بتواند پروتون  (H+) بدهد یک اسید است. همه ی حلال ها به جز آب شامل این تعریف می شوند. حتی الکل ها و آمین ها نیز در این تعریف جای دارند. از تعریف برونستد لوری برای محیط های غیر آبی هم می توان استفاده کرد.

اسید آرنیوس

آرنیوس معتقد بود اسیدها موادی هستند هنگام انحلال در آب یون هیدروژن (H+) از دست می دهند.

یون هیدروژن رها شده سریعا با مولکول آب آبپوشی شده و تبدیل به یون هیدرونیوم می شود. در طرف مقابل بازها موادی هستند که هنگام حل شدن در آب یون هیدروکسید (OH-) آزد می کند.

البته این تعریف فقط شامل حال موادی قابل انحلال در آب است. پیش از آرنیوس عده ای از دانشمندان معتقد بودند که همه اسیدها در ترکیب خود دارای اکسیژن هستند در حالی که عده ای دیگر از دانشمندان معتقد بودند همه اسیدها در ترکیب خود دارای هیدروژن هستند.

تعریف متفاوت آرنیوس از اسیدها و بازها باعث شد او در سال 1903 موفق به کسب جایزه نوبل شیمی شود.

اسید قوی و ضعیف چیست؟

اسید قوی به اسیدی می گویند که به طور کامل در محلول مورد نظر تفکیک پذیر باشد و این موضوع ارتباطی با غلظت اسید ندارد زیرا غلظت اسید نشان دهنده میزان ماده حل شده در آب است. اسیدهایی مثل سولفوریک و نیتریک جزو اسیدهای قوی هستند.

اسیدهای ضعیف به اسیدهایی می گویند که به هنگام انحلال در آب به صورت کامل تفکیک نمی شوند. از جمله اسیدهای ضعیف می توان به اسید استیک و اسید فسفریک اشاره نمود. اکثر اسیدهای آلی جزو اسیدهای ضعیف هستند.

اسیدهای قوی کدامند؟

اسیدهای قوی آنهایی هستند که  کاملا در آب یونش پیدا می کنند.

• اسید نیتریک
• اسید سولفوریک
• اسید کلریدریک یا هیدروکلریک اسید
• اسید پرکلریک
• اسید ضد بتن و سیمان
• اسید  هیدرویدیک
• اسید هیدروبرمیک
• اسید باطری 

اسیدهای ضعیف کدامند؟

اسیدهای زیر جزو اسیدهای ضعیف به حساب می آیند و کاملا در آب یونش پیدا نمی کنند. اسیدهای ضعیف به طور کلی به اسیدهای معدنی ضعیف و اسیدهای آلی ضعیف تقسیم می شوند.

اسیدهای ضعیف آلی

اسیدهای آلی تماما جزو اسیدهای ضعیف هستند که در این قسمت با نام چند مورد از آنها اشاره می کنیم :

• اسید استیک
• اسید بنزوئیک
• اسید سیتریک
• اسید فرمیک
• اسید لاکتیک
• اسید مالئیک
• اسید اگزالیک
• اسید بوتیریک
• اسید ماندلیک
• اسید پروپانوئیک
• والریک اسید

اسیدهای معدنی ضعیف

• اسید بوریک
• اسید فلوریدریک
• اسید فسفریک
• اسید هیدروسیانیک
• اسید هیپوفسفرو
• اسید فسفرو
• اسید نیترو
• اسید کربنیک

نام گذاری اسیدها

اسیدها را از روی نام آنیون یا  همان قسمت نافلزشان نام گذاری می کنند. برای این کار پسوند یونی را حذف و آن را با پسوند جدیدی می آورند. برای نام گذاری اسیدهای دوتایی یک یون به  H متصل می شود. برای نام گذاری این نوع اسیدها از پیشوندهای (هیدرو) و (یک) در آخر اسم مورد نظر استفاده می شود. برای مثال HCl  را با اسم هیدروکلریک اسید نام گذاری می نمایند  و در حالت گازی آن را هیدروژن کلرید هم می نامند. بسته به تعداد اکسیژن اسیدها پسوندهایی مانند (ات) و (وس) هم برای آنها استفاده می شود.

نام گذاری اسیدهای معدنی

اسیدهای معدنی براساس داشتن اکسیژن و نداشتن آن به دو صورت نامگذاری می شوند :

دو اکسید متفاوت که به وسیله یک نافلز با دو ظرفیت متفاوت تولید می شود؛ در اسیدی که نافلز ظرفیت بیشتری دارد با پسوند (یک) و زمانی که نافلز ظرفیت کمتری دارد با پسوند (و) خوانده می شود. مانند H3PO4 فسفریک اسید – H3PO3 فسفرو اسید.

نام گذاری اسیدهای آلی

اسیدهای آلی را از روی فرمول زیر نام گذاری می کنند:

نحوه نوشتن فرمول شیمیایی اسیدها

اسیدها همانند سایر ترکیبات از لحاظ بار الکتریکی خنثی می باشند یعنی بار الکتریکی آنیون و یون H برابر است.

یکی از روش هایی که برای نوشتن فرمول شیمیایی اسیدها استفاده می شود روش ضربدری است که در تصویر زیر می بینید. H3PO4 اسید فسفریک

اسیدهای تک پروتونی

اسیدهای تک پروتونی اسیدهایی هستند که هنگام حل شدن در آب فقط یک پروتون به مولکولH2O می دهند. از جمله اسیدهای تک پروتونه می توان اسید کلریدریک (HCl) رو نام برد. این نوع اسیدها فقط یک تفکیک برای آنها انجام می شود یعنی فقط یک ثابت تفکیک دارند.

اسیدهای چند پروتونی

اسیدهای چند پروتونی اسیدهایی هستند که در هنگام انحلال در آب چند پروتون به مولکول آب می دهند. از جمله این اسیدها می توان اسید فسفریک را نام برد که در زمان انحلال سه پروتون از دست می دهد. در اسیدهای چند پروتون دار از دست دادن پروتون طی یک مرحله تعادلی رخ می دهد و هر مرحله دارای ثابت تفکیک ویژه خود می باشد.

می شود گفت تمام اسیدهای چند پروتونی به استثنای اسید سولفوریک جزو اسیدهای ضعیف هستند. این نوع اسیدها بسته به تعداد H هایِ اسیدیشان یونش می یابند و طی هر مرحله یک هیدروژن از دست می دهند و همچنین در هر قسمت یونش مقدار Ka کوچک تر و PKa بزرگ تر از قسمت قبل است.

Ka(n)>Ka(n+1)  و PKa(n)<PKa(n+1)

برای این نوع اسیدها در هر مرحله از دست دادن هیدروژن اسیدی سخت تر از مرحله قبل می شود.

برای اینکه این موضوع را بهتر متوجه شوید مراحل یونش اسید فسفریک را برای شما شرح می دهیم

H₃PO₄ + H₂O ----> H₂PO₄ + H₃O               K = K₁(H₃PO₄)

H₂ PO₄ + H₂O ---->H PO₄^2- + H₃O              K = K₂(H₃PO₄)

 HPO₄^2- + H₂O ----> PO₄^3- +H₃O                K = K₃(H₃PO₄)

همانطور که در این بخش، یونش اسید فسفریک را مشاهده می کنید به این نتیجه میرسیم که K1 بیشتر از K2 و K2 بیشتر از K3 است. نتیجه این فریند این است که جدا شدن پروتون از موکولی که بار ندارد آسان تر از جدا شدن یک پروتون از یک یون با یک بار منفی است. پس هرچه مقدار بار منفی بیشتر شود جدا شدن پروتون هم سخت تر می شود.

یک اسید چند پروتونی  بسته به مقدار pH  می‌تواند چند واکنش تفکیک داشته باشد. هر واکنش ثابت تفکیک ویژه خودش را دارد.

 Ka1/ Ka2 /Ka3

H₂ A(aq) + H₂ O(l) ⇌ H₃O⁺(aq) + HA⁻(aq) Ka1

HA⁻(aq) + H₂ O(l) ⇌ H₃O+(aq) + A^۲−(aq) Ka₂

ثابت تفکیک مرحله اول بیشتر از مرحله دوم است، یعنی  Ka1> Ka2 برای مثال اسید سولفوریک می‌تواند یک پروتون بدهد و به آنیون بی‌سولفات  تبدیل شود. هنگامی که  Ka1 بسیاز بزرگ باشد، در این صورت می‌تواند دومین پروتون خود را بدهد و به آنیون سولفات تبدیل شود.

آنیون سولفات  هم مقدار متوسطی دارد. مقدار بزرگ Ka1  در اولین تفکیک سبب می شود تا اسید سولفوریک، اسیدی قوی باشد. همانند این، مقدار کوچک کربنیک اسید می‌تواند اولین پروتون را بدهد و به آنیون بی ‌کربنات تبدیل شود و دومین پروتون را بدهد و به کربنات تبدیل شود. هر دو مقدار Ka کوچک هستند اما داریم 

Ka1> Ka2

یک مثال آلی از اسید سه‌ پروتونی اسید سیتریک است، که می‌توانند تمام پروتون‌های خود را بدهد و در انتها به یون سیترات تبدیل شود.

PH چیست؟

PH  معیاری برای اندازه گیری غلظت یون هیدروژن در یک محلول یا سنجشی برای تعیین میزان اسیدی و بازی بودن یک ماده است. هرچه ماده اسیدی تر باشد عدد پی اچ کوچک تر و هرچه این عدد بزرگ تر باشد ماده بازی تر است.

Ka اسید چیست؟

Ka  همان ثابت تفکیک اسید است. وقتی اسیدی در آب حل می شود، مولکول‏های آن به یون های مختلف تبدیل می گردد (اتم ‏ها با بارهای مثبت و منفی). طی یک بازه زمانی معین، محلول‏ های آبی اسیدی حاوی برخی مولکول‏ های سالم و برخی یون‏ ها هستند.

اسیدهای ضعیف و قوی بسته به نسبت این یون ها و مولکول ها دسته بندی می شوند. در صورتی اسید، قوی شناسایی می گردد که تعداد یون هایش از تعداد مولکول هایش بیشتر باشد و اگر این ترکیب برعکس باشد اسید ضعیف شناسایی می شود. بنابراین ثابت تفکیک اسید (Ka) تعیین می کند که یک اسید قوی یا ضعیف است.

خرید اینترنتی انواع اسید از آداک شیمی

خرید اینترنتی انواع اسیدهای آلی و معدنی در فروشگاه آنلاین آداک شیمی امکان پذیر می باشد. مجموعه ما امکان تامین نیاز صنایع را بصورت خرد و تناژ به محصول اسید را با امکانات بسیار پیشرفته دارد. 

اسید سولفوریک رقیق چیست؟

همانطور در طول متن توضیح داده شد، سولفوریک با خلوص 98 درصد در پتروشیمی تولید می شود. اما برخی صنایع و شرکت های تولیدی برای انجام پروسه های کاری خود به اسید سولفوریک رقیق نیازدارند. این به این معنی است که باید خلوص اسید را کم کنیم، تا به درصد مورد نظر مشتری برسد. 

• این کار چگونه انجام می شود؟

قطعا اولین چیزی که به نظر می رسد مخلوط کردن اسید با آب است چرا که آب رقیق کننده هر مایع ای است. جواب در اینجا قطعا خیر است. چرا که انجام این کار بدون داشتن مهارت و تخصص قطعا فاجعه به دنبال دارد.

ترکیب اسید با آب واکنشی گرما ده است که گرمای بسیار شدیدی در حین این واکنش اتفاق می افتد. متخصصین تیم تولید و توسعه آداک شیمی با استفاده از تجهیزات روز دنیا و در محیطی کاملا آزمایشگاهی به درخواست مشتریان طبق درصد خلوص مورد نظر اقدام به رقیق سازی اسید سولفوریک می نمایند.