সালফেট অ্যাসিড: সূত্র এবং রাসায়নিক বৈশিষ্ট্য

2024 লেখক: Angel Austin | [email protected]. সর্বশেষ পরিবর্তিত: 2024-01-02 17:42

মানুষের কাছে পরিচিত হওয়া প্রথম খনিজ অ্যাসিডগুলির মধ্যে একটি হল সালফিউরিক বা সালফেট। শুধু তিনি নিজেই নয়, তার অনেক লবণ নির্মাণ, ওষুধ, খাদ্য শিল্প এবং প্রযুক্তিগত উদ্দেশ্যে ব্যবহার করা হয়েছিল। এখন পর্যন্ত, এই ক্ষেত্রে কিছুই পরিবর্তন হয়নি। সালফেট অ্যাসিডের বেশ কয়েকটি বৈশিষ্ট্য এটিকে রাসায়নিক সংশ্লেষণে অপরিহার্য করে তোলে। এছাড়াও, এর লবণ দৈনন্দিন জীবন এবং শিল্পের প্রায় সব ক্ষেত্রেই ব্যবহৃত হয়। অতএব, আমরা এটি কী এবং উদ্ভাসিত বৈশিষ্ট্যগুলির বৈশিষ্ট্যগুলি কী তা বিশদভাবে বিবেচনা করব৷

নামের বিভিন্নতা

আসুন শুরু করা যাক এই পদার্থটির অনেক নাম রয়েছে। তাদের মধ্যে এমন কিছু রয়েছে যা যুক্তিসঙ্গত নামকরণ অনুসারে গঠিত হয় এবং ঐতিহাসিকভাবে বিকশিত হয়। সুতরাং, এই সংযোগটি হিসাবে মনোনীত করা হয়েছে:

• সালফেট অ্যাসিড;
• ভিট্রিওল;
• সালফিউরিক এসিড;
• ওলিয়াম।

যদিও "ওলিয়াম" শব্দটি এই পদার্থের জন্য পুরোপুরি উপযুক্ত নয়, কারণ এটি সালফিউরিক অ্যাসিড এবং উচ্চতর সালফার অক্সাইডের মিশ্রণ -SO_3.

সালফেট অ্যাসিড: সূত্র এবং আণবিক গঠন

রাসায়নিক সংক্ষেপণের দৃষ্টিকোণ থেকে, এই অ্যাসিডের সূত্রটি নিম্নরূপ লেখা যেতে পারে: H₂SO_{4। স্পষ্টতই, অণুতে দুটি হাইড্রোজেন ক্যাটেশন এবং অ্যাসিডিক অবশিষ্টাংশের একটি অ্যানিয়ন থাকে - সালফেট আয়ন, যার চার্জ 2+।}

এই ক্ষেত্রে, নিম্নলিখিত বন্ধনগুলি অণুর ভিতরে কাজ করে:

• সালফার এবং অক্সিজেনের মধ্যে সমযোজী পোলার;
• হাইড্রোজেন এবং অ্যাসিড অবশিষ্টাংশের মধ্যে সমযোজী দৃঢ়ভাবে পোলার SO_4.

সালফার, 6টি জোড়াবিহীন ইলেকট্রন রয়েছে, দুটি অক্সিজেন পরমাণুর সাথে দুটি দ্বিগুণ বন্ধন তৈরি করে। আরো একটি দম্পতি সঙ্গে - একক, এবং যারা, ঘুরে, হাইড্রোজেন সঙ্গে একক। ফলস্বরূপ, অণুর গঠন এটিকে যথেষ্ট শক্তিশালী হতে দেয়। একই সময়ে, হাইড্রোজেন ক্যাটেশন খুব মোবাইল এবং সহজেই ছেড়ে যায়, কারণ সালফার এবং অক্সিজেন অনেক বেশি ইলেক্ট্রোনেগেটিভ। ইলেক্ট্রন ঘনত্বকে নিজেদের দিকে টেনে নিয়ে, তারা হাইড্রোজেনকে আংশিকভাবে ধনাত্মক চার্জ প্রদান করে, যা বিচ্ছিন্ন হলে পূর্ণ হয়ে যায়। এভাবেই অ্যাসিডিক দ্রবণ তৈরি হয়, যেখানে H+।

যদি আমরা যৌগের উপাদানগুলির অক্সিডেশন অবস্থার কথা বলি, তাহলে সালফেট অ্যাসিড, যার সূত্র হল H₂SO4, সহজেই আপনাকে সেগুলি গণনা করতে দেয়: হাইড্রোজেন +1, অক্সিজেন -2, সালফার +6।

যেকোন অণুর মতো, মোট চার্জ শূন্য।

আবিষ্কারের ইতিহাস

সালফেট অ্যাসিড প্রাচীনকাল থেকেই মানুষের কাছে পরিচিত। এমনকি আলকেমিস্টরাও জানতেন কিভাবে বিভিন্ন ভিট্রিওল ক্যালসিনিং করে এটি পেতে হয়। সঙ্গে9 শতকের প্রথম দিকে, লোকেরা এই পদার্থটি গ্রহণ করেছিল এবং ব্যবহার করেছিল। পরে ইউরোপে, আলবার্ট ম্যাগনাস শিখেছিলেন কিভাবে আয়রন সালফেটের পচন থেকে অ্যাসিড বের করতে হয়।

তবে, কোনো পদ্ধতিই লাভজনক ছিল না। তারপর সংশ্লেষণের তথাকথিত চেম্বার সংস্করণ পরিচিত হয়ে ওঠে। এর জন্য, সালফার এবং নাইট্রেট পোড়ানো হয়েছিল, এবং নির্গত বাষ্পগুলি জল দ্বারা শোষিত হয়েছিল। ফলস্বরূপ, সালফেট অ্যাসিড গঠিত হয়েছিল।

এমনকি পরে, ব্রিটিশরা এই পদার্থটি পাওয়ার সবচেয়ে সস্তা পদ্ধতি খুঁজে বের করতে সক্ষম হয়েছিল। এর জন্য পাইরাইট ব্যবহার করা হয়েছিল - FeS_{2, আয়রন পাইরাইট। এর রোস্টিং এবং অক্সিজেনের সাথে পরবর্তী মিথস্ক্রিয়া এখনও সালফিউরিক অ্যাসিডের সংশ্লেষণের জন্য সবচেয়ে গুরুত্বপূর্ণ শিল্প পদ্ধতিগুলির মধ্যে একটি। এই ধরনের কাঁচামাল আরও সাশ্রয়ী, সস্তা এবং বড় পরিমাণে উৎপাদনের জন্য উচ্চ মানের।}

শারীরিক বৈশিষ্ট্য

বাহ্যিক প্যারামিটার সহ বেশ কিছু পরামিতি রয়েছে যা সালফেট অ্যাসিডকে অন্যদের থেকে আলাদা করে। এর ভৌত বৈশিষ্ট্যগুলিকে কয়েকটি পয়েন্টে বর্ণনা করা যেতে পারে:

1. মান অবস্থায় তরল।
2. এর ঘনীভূত অবস্থায়, এটি ভারী, তৈলাক্ত, যার জন্য এটি "ভিট্রিওল" নাম পেয়েছে।
3. পদার্থের ঘনত্ব - 1.84 g/cm3.
4. কোন রঙ বা গন্ধ নেই।
5. এটির একটি উচ্চারিত "তামা" স্বাদ রয়েছে।
6. জলে খুব ভালোভাবে দ্রবীভূত হয়, প্রায় সীমাহীন।
7. হাইগ্রোস্কোপিক, টিস্যু থেকে মুক্ত এবং আবদ্ধ উভয় জল আটকাতে সক্ষম।
8. অ-অস্থির।
9. স্ফুটনাঙ্ক - 296oC.
10. ১০ এ গলে যাচ্ছে, ৩oC.

এই যৌগের সবচেয়ে গুরুত্বপূর্ণ বৈশিষ্ট্যগুলির মধ্যে একটি হল প্রচুর পরিমাণে তাপ মুক্তির সাথে হাইড্রেট করার ক্ষমতা। এই কারণেই, এমনকি স্কুলের বেঞ্চ থেকে, বাচ্চাদের শেখানো হয় যে অ্যাসিডে জল যোগ করা কোনওভাবেই সম্ভব নয়, তবে অন্য উপায়ে। সর্বোপরি, জল ঘনত্বে হালকা, তাই এটি পৃষ্ঠে জমা হবে। যদি এটি আকস্মিকভাবে অ্যাসিডে যোগ করা হয়, তবে দ্রবীভূত প্রতিক্রিয়ার ফলস্বরূপ, এত বেশি পরিমাণে শক্তি নির্গত হবে যে জল ফুটতে শুরু করবে এবং একটি বিপজ্জনক পদার্থের কণার সাথে ছড়িয়ে পড়তে শুরু করবে। এতে হাতের ত্বকে মারাত্মক রাসায়নিক পোড়া হতে পারে।

অতএব, একটি পাতলা স্রোতে অ্যাসিড জলে ঢেলে দিতে হবে, তারপর মিশ্রণটি খুব গরম হয়ে যাবে, তবে ফুটন্ত হবে না, যার অর্থ তরলটিও ছড়িয়ে পড়বে।

রাসায়নিক বৈশিষ্ট্য

রসায়নের দৃষ্টিকোণ থেকে, এই অ্যাসিডটি খুব শক্তিশালী, বিশেষ করে যদি এটি একটি ঘনীভূত সমাধান হয়। এটি ডাইব্যাসিক, তাই এটি হাইড্রোসালফেট এবং সালফেট অ্যানিয়নগুলির গঠনের সাথে ধাপে ধাপে বিচ্ছিন্ন হয়৷

সাধারণভাবে, বিভিন্ন যৌগের সাথে এর মিথস্ক্রিয়া এই শ্রেণীর পদার্থের বৈশিষ্ট্যযুক্ত সমস্ত প্রধান প্রতিক্রিয়ার সাথে মিলে যায়। আমরা কয়েকটি সমীকরণের উদাহরণ দিতে পারি যেখানে সালফেট অ্যাসিড অংশ নেয়। রাসায়নিক বৈশিষ্ট্য এর সাথে মিথস্ক্রিয়ায় প্রকাশিত হয়:

• লবণ;
• ধাতু অক্সাইড এবং হাইড্রক্সাইড;
• অ্যাম্ফোটেরিক অক্সাইড এবং হাইড্রক্সাইড;
• ধাতু হাইড্রোজেন পর্যন্ত ভোল্টেজের একটি সিরিজে দাঁড়িয়ে আছে।

Bএই ধরনের মিথস্ক্রিয়াগুলির ফলস্বরূপ, প্রায় সব ক্ষেত্রেই, প্রদত্ত অ্যাসিড (সালফেট) বা অম্লীয় লবণের (হাইড্রোসালফেট) মাঝারি লবণ গঠিত হয়।

একটি বিশেষ বৈশিষ্ট্য হল সাধারণ স্কিম অনুযায়ী ধাতুর সাথে Me + H₂SO₄=MeSO ₄ + H_{2↑ শুধুমাত্র একটি প্রদত্ত পদার্থের দ্রবণ বিক্রিয়া করে, অর্থাৎ একটি পাতলা এসিড। যদি আমরা ঘনীভূত বা অত্যন্ত স্যাচুরেটেড (ওলিয়াম) গ্রহণ করি, তাহলে মিথস্ক্রিয়া পণ্যগুলি সম্পূর্ণ ভিন্ন হবে।}

সালফিউরিক এসিডের বিশেষ বৈশিষ্ট্য

এর মধ্যে ধাতুর সাথে ঘনীভূত সমাধানের মিথস্ক্রিয়া অন্তর্ভুক্ত। সুতরাং, একটি নির্দিষ্ট স্কিম রয়েছে যা এই ধরনের প্রতিক্রিয়াগুলির সম্পূর্ণ নীতি প্রতিফলিত করে:

1. যদি ধাতুটি সক্রিয় থাকে, ফলাফলটি হাইড্রোজেন সালফাইড, লবণ এবং জলের গঠন। অর্থাৎ, সালফার কমে -2।
2. যদি ধাতুটি মাঝারি ক্রিয়াকলাপের হয়, তবে ফলাফল হল সালফার, লবণ এবং জল। অর্থাৎ সালফেট আয়ন থেকে সালফার মুক্ত সালফার হ্রাস।
3. নিম্ন প্রতিক্রিয়াশীল ধাতু (হাইড্রোজেনের পরে) - সালফার ডাই অক্সাইড, লবণ এবং জল। অক্সিডেশন অবস্থায় সালফার +4.

এছাড়াও, সালফেট অ্যাসিডের বিশেষ বৈশিষ্ট্য হল কিছু অধাতুকে তাদের সর্বোচ্চ জারণ অবস্থায় জারণ করার ক্ষমতা এবং জটিল যৌগের সাথে বিক্রিয়া করে সরল পদার্থে জারিত করার ক্ষমতা।

শিল্পে প্রাপ্তির পদ্ধতি

সালফিউরিক অ্যাসিড তৈরির জন্য সালফেট প্রক্রিয়া দুটি প্রধান প্রকার নিয়ে গঠিত:

• যোগাযোগ;
• মিনার।

দুটিই সবচেয়ে সাধারণ উপায়বিশ্বের সব দেশে শিল্প। প্রথম বিকল্পটি কাঁচামাল হিসাবে আয়রন পাইরাইট বা সালফার পাইরাইট ব্যবহারের উপর ভিত্তি করে - FeS_{2। মোট তিনটি পর্যায় আছে:}

1. দহন পণ্য হিসাবে সালফার ডাই অক্সাইড গঠনের সাথে কাঁচামাল রোস্ট করা।
2. এই গ্যাসটিকে অক্সিজেনের মাধ্যমে একটি ভ্যানডিয়াম অনুঘটকের উপর দিয়ে পাস করে সালফিউরিক অ্যানহাইড্রাইড তৈরি করে - SO_3.
3. শোষণ টাওয়ারে, অ্যানহাইড্রাইড সালফেট অ্যাসিডের দ্রবণে দ্রবীভূত হয় এবং একটি উচ্চ ঘনত্বের দ্রবণ তৈরি হয় - ওলিয়াম। খুব ভারী তৈলাক্ত পুরু তরল।

দ্বিতীয় বিকল্পটি কার্যত একই, কিন্তু নাইট্রোজেন অক্সাইড অনুঘটক হিসেবে ব্যবহৃত হয়। পণ্যের গুণমান, খরচ এবং শক্তি খরচ, কাঁচামালের বিশুদ্ধতা, উত্পাদনশীলতার মতো পরামিতিগুলির দৃষ্টিকোণ থেকে, প্রথম পদ্ধতিটি আরও কার্যকর এবং গ্রহণযোগ্য, তাই এটি প্রায়শই ব্যবহৃত হয়৷

ল্যাবরেটরি সংশ্লেষণ

যদি ল্যাবরেটরি গবেষণার জন্য অল্প পরিমাণে সালফিউরিক অ্যাসিড পাওয়ার প্রয়োজন হয়, তবে নিম্ন-সক্রিয় ধাতুগুলির সালফেটের সাথে হাইড্রোজেন সালফাইডের মিথস্ক্রিয়া পদ্ধতিটি সবচেয়ে উপযুক্ত৷

এই ক্ষেত্রে, লৌহঘটিত ধাতু সালফাইডের গঠন ঘটে এবং সালফিউরিক অ্যাসিড একটি উপজাত হিসাবে গঠিত হয়। ছোট অধ্যয়নের জন্য, এই বিকল্পটি উপযুক্ত, তবে এই জাতীয় অ্যাসিড বিশুদ্ধতায় আলাদা হবে না।

এছাড়াও পরীক্ষাগারে আপনি সালফেট দ্রবণের গুণগত প্রতিক্রিয়া পরিচালনা করতে পারেন। সবচেয়ে সাধারণ বিকারক হল বেরিয়াম ক্লোরাইড, যেহেতু Ba²⁺ আয়ন, একসাথেসালফেট অ্যানিয়ন একটি সাদা অবক্ষেপে পরিণত হয় - বারাইট দুধ: H₂SO₄ + BaCL₂=2HCL + BaSO_4↓

সবচেয়ে সাধারণ লবণ

সালফেট অ্যাসিড এবং সালফেটগুলি খাদ্য সহ অনেক শিল্প এবং পরিবারের গুরুত্বপূর্ণ যৌগ। সালফিউরিক অ্যাসিডের সবচেয়ে সাধারণ লবণ হল:

1. জিপসাম (অ্যালাবাস্টার, সেলেনাইট)। রাসায়নিক নাম একটি জলীয় ক্যালসিয়াম সালফেট স্ফটিক হাইড্রেট। সূত্র: CaSO_{4. নির্মাণ, ওষুধ, সজ্জা এবং কাগজ, গয়না তৈরিতে ব্যবহৃত হয়।}
2. বারিট (ভারী স্পার)। বেরিয়াম সালফেট দ্রবণে, এটি একটি মিল্কি অবক্ষেপ। কঠিন আকারে - স্বচ্ছ স্ফটিক। অপটিক্যাল যন্ত্র, এক্স-রে, অন্তরক আবরণে ব্যবহৃত হয়।
3. মিরাবিলাইট (গ্লাবারের লবণ)। রাসায়নিক নাম সোডিয়াম সালফেট ডেকাহাইড্রেট। সূত্র: Na₂SO₄10H_{2O. রেচক হিসেবে ওষুধে ব্যবহৃত হয়।}

লবণের অনেক উদাহরণ রয়েছে যেগুলির ব্যবহারিক তাৎপর্য রয়েছে। যাইহোক, উপরে উল্লিখিতগুলি সবচেয়ে সাধারণ৷

সালফেট লাই

এই পদার্থটি একটি দ্রবণ যা কাঠের তাপ চিকিত্সার ফলে তৈরি হয়, অর্থাৎ সেলুলোজ। এই যৌগটির মূল উদ্দেশ্য হল স্থির করে এর ভিত্তিতে সালফেট সাবান প্রাপ্ত করা। সালফেট মদের রাসায়নিক গঠন নিম্নরূপ:

• লিগনিন;
• হাইড্রক্সি অ্যাসিড;
• মোনোস্যাকারাইডস;
• ফেনল;
• রজন;
• উদ্বায়ী এবং ফ্যাটি অ্যাসিড;
• সালফাইড, ক্লোরাইড, কার্বনেট এবং সোডিয়ামের সালফেট।

এই পদার্থের দুটি প্রধান প্রকার রয়েছে: সাদা এবং কালো সালফেট মদ। সাদা পাল্প এবং কাগজ শিল্পে যায়, যখন কালো শিল্পে সালফেট সাবান তৈরিতে ব্যবহৃত হয়।

প্রধান অ্যাপ্লিকেশন

সালফিউরিক অ্যাসিডের বার্ষিক উত্পাদন প্রতি বছর 160 মিলিয়ন টন। এটি একটি অত্যন্ত তাৎপর্যপূর্ণ চিত্র, যা এই যৌগের গুরুত্ব এবং ব্যাপকতা নির্দেশ করে। সালফেট অ্যাসিডের ব্যবহার প্রয়োজনীয় এমন বেশ কয়েকটি শিল্প এবং স্থান রয়েছে:

1. ইলেক্ট্রোলাইট হিসাবে ব্যাটারিতে, বিশেষ করে সীসাগুলির মধ্যে৷
2. যে কারখানায় সালফেট সার উৎপাদিত হয়। এই অ্যাসিডের বেশিরভাগ অংশ বিশেষত উদ্ভিদের জন্য খনিজ সার তৈরিতে ব্যবহৃত হয়। অতএব, সালফিউরিক অ্যাসিড উত্পাদন এবং সার তৈরির জন্য গাছপালা প্রায়শই পাশাপাশি নির্মিত হয়।
3. খাদ্য শিল্পে ইমালসিফায়ার হিসেবে, কোড E513 দ্বারা নির্দেশিত।
4. অসংখ্য জৈব সংশ্লেষণে পানি নিষ্কাশনকারী এজেন্ট, একটি অনুঘটক। এভাবেই বিস্ফোরক, রজন, পরিষ্কার এবং ডিটারজেন্ট, নাইলন, পলিপ্রোপিলিন এবং ইথিলিন, রঞ্জক, রাসায়নিক তন্তু, এস্টার এবং অন্যান্য যৌগ পাওয়া যায়।
5. জল বিশুদ্ধ করতে এবং পাতিত জল তৈরি করতে ফিল্টারে ব্যবহার করা হয়৷
6. আক থেকে বিরল উপাদান নিষ্কাশন এবং প্রক্রিয়াকরণে ব্যবহৃত হয়।

এছাড়াও প্রচুর চামোইসঅ্যাসিড পরীক্ষাগার গবেষণায় যায়, যেখানে এটি স্থানীয় পদ্ধতি দ্বারা প্রাপ্ত হয়৷