دور حمض الكبريت المركز في التفاعل

دور حمض الكبريت المركز في التفاعل، حمض الكبريتيك أو حمض الكبريت أو زيت الزاج أو الحمض الكبريتي أو حمض السلفوريك صيغته الكيميائية H₂SO₄ هو حمض معدني قوي، يذوب في الماء بجميع التراكيز، وهو من أوائل الأحماض التي عرفت في التاريخ القديم. حيث عرفه العرب منذ القرن الثامن الميلادي، وعرفته أوروبا في القرنين الرابع والخامس عشر. وأطلق عليه اسم زيت الزاج من قبل الكيميائي العربي جابر بن حيان، الذي حضره وينسب إليه في اكتشافه بالقرن الثامن الميلادي.

يعد تفاعل السلفنة أشهر التفاعلات التي تتم معه.

الخواص الفيزيائية

أشكال حمض الكبريتيك

بالرغم من إمكانية تحضير حمض الكبريتيك بتركيز 100% إلا أنه يفقد SO₃ عند درجة الغليان ويعطي حمض تركيزه 98.3% ينحل في الماء ناشرا كمية كبيرة من الحرارة، ونتيجة لذلك ينصح بالحذر عند تمديد الحمض، وذلك بصب الحمض فوق الماء وليس العكس لأنه شره جدا للماء لهذا يستعمل في تجفيف الغازات الرطبة كما يخرب المواد العضوية والخلايا الحية لسحبه الماء منها.

أطلق جابر بن حيان على هذا الحمض قديماً زيت الزاج (Oil of Vitroil) بسبب تحضيره من تسخين وتقطير الزاج الأخضر (كبريتات الحديدوز المائية)، والكبريتات الأخرى المشابهة له. وحمض الكبريتيك هو سائل عديم اللون. أما حمض الكبريت المركز فهو يعتبر موصل للتيار الكهربائي.

الخواص الكيميائية

تختلف الخواص الكيميائية لحمض الكبريت حسب التركيز. فحمض الكبريت الممدد يتفاعل مباشرة مع المعادن الواقعة قبل الهيدروجين في (السلسلة الكهروكيميائية) معطيا كبريتات المعدن ومحررا الهيدروجين أما المعادن التي تقع بعد الهيدروجين مثل النحاس والفضة فلا يتفاعل معها إلا بوجود مؤكسد قوي مثل حمض الآزوت ولا يتفاعل أبدا مع الذهب والبلاتين. أما حمض الكبريت المركز فيتفاعل مع جميع المعادن الواقعة قبل وبعد الهيدروجين في الجدول الدوري معطيا كبريتات المعدن وثنائي أكسيد الكبريت والماء. كما يتفاعل أيضا مع اللامعادن معطيا ثنائي أكسيد الكبريت وأكسيد اللامعدن والماء. يعود السبب في ذلك أن حمض الكبريت المركز والساخن له خواص مؤكسدة حيث يتلقى الإلكترونات من العنصر المختزل (المرجع) في تفاعل أكسدة-إرجاع على الشكل:

2H₂SO₄ + 2e⁻ → SO₄²⁻ + 2 H₂ O + SO₂

التفاعلات

التأين

H₂SO₄ → 2H⁺ + SO₄^2-

التفاعل مع القواعد والقلويات

H₂SO₄ +2NaOH → Na₂SO₄ + 2H₂O

H₂SO₄ + NaOH → NaHSO4 + H₂O

التفاعل مع الأملاح

H₂SO₄ +2NaCl → Na₂SO₄ + 2HCl

H₂SO₄ +2NaNO₃ → Na₂SO₄ + 2HNO₃

H₂SO₄ + CaF₂ → 2 HF + CaSO₄

H₂SO₄ + 2 NaI → 2 HI + Na₂SO₄

كعامل مؤكسد

Cu + 2 H₂SO₄ → CuSO₄ + SO₂ + 2 H₂O

ويؤكسد الحمض أيضاً كثيراً من اللافلزات كالكربون والكبريت.

C + 2H₂SO₄ → CO₂ + 2SO₂ + 2H₂O

S + 2H₂SO₄ → 3SO₂ + 2H₂O

التفاعل مع المركبات العضوية العطرية

يتفاعل حمض الكبريتيك المركز مع الكثير من المركبات العضوية العطرية حيث تستبدل ذرة من ذرات الهيدروجين بها بمجموعة حمض السلفونيك، ولهذا التفاعل أهمية كبيرة في تحضير الكثير من المركبات كالفينول والسكارين، فيتفاعل مثلاً مع البنزين مكوناً حمض البنزين سلفونيك.