Asid Sulfurik

Asid Sulfurik

Asid sulfurik ini sebenarnya ditemui oleh seorang ahli kimia Islam, yang bernama  Abu Bakar Muhammad bin Zakaria al-Razi, pada kurun ke-9. Beliau telah memperoleh asid sulfurik dengan penyulingan kering mineral-mineral vitriol tertentu. 

Asid Sulfurik, H2SO4 ialah bahan yang biasa digunakan di makmal sekolah.Banyak kegunaan asid sulfurik dalam kehidupan manusia.
Antaranya;

Baja

1.Penghasilan baja (fertilisers). Kalsium fosfat, Ca₃(PO₄)₂, dari sumber tanah tidak mudah larut dalam air. Sifat ini menyebabkannya tidak dapat diserap oleh akar tumbuh-tumbuhan. Kalsium fosfat (calcium phosphate) dicampurkan dengan asid sulfurik untuk membentuk baja superfosfat, Ca(H₂PO₄)₂.H₂O. Superfosfat sangat larut dalam air dan senang diserap oleh tumbuhan. 

2.Penghasilan serbuk pencuci / detergen (detergent). Alkana (alkanes) yang berantai panjang mula-mula bertindak balas dengan asid sulfurik pekat untuk membentuk asid sulfonik (sulfonic acid) yang seterusnya dineutralkan oleh natrium hidroksida (sodium hydroxide) untuk menghasilkan detergen.

3.Sebagai elektrolit (electrolyte) dalam akumulator asid plumbum dan dalam pembuatan polimer, bahan plastik, serta pestisid (pesticides).

4.Membuat pigmen putih bagi cat (white pigment of paint). Asid sulfurik yang bercampur dengan titanium dioksida tulen digunakan untuk membuat pigmen putih bagi cat.

Cat

5.Penghasilan sutera tiruan / gentian tiruan (artificial fibres). Sutera/gentian tiruan terbentuk hasil daripada tindakan asid sulfurrik ke atas selulosa. Sutera/gentian tiruan digunakan sebagai pengganti kapas asli dalam pembuatan kain, karpet, dan paip bomba.

Pembuatan Asid Sulfurik 

Peringkat I: Penghasilan sulfur dioksida

Pembakaran serbuk sulfur dalam udara (gas oksigen) untuk menghasilkan gas sulfur dioksida.

Peringkat II: Penghasilan sulfur trioksida

Gas sulfur dioksida yang terhasil ditulenkan untuk menyingkirkan arsenik yang meracuni mangkin dalam tindak balas. Gas sulfur dioksida kemudiannya dipanaskan bersama-sama gas oksigen kering yang berlebihan. Pada suhu 450 °C – 500 °C dan tekanan 1 atmosfera, tindak balas berlaku dengan kehadiran mangkin vanadium (V) oksida, V₂O₅, untuk menghasilkan sulfur trioksida. Persamaan kimia bagi tindak balas yang berlaku adalah:

Dibawah keadaan tindak balas yang optimum ini, 98% sulfur trioksida dihasilkan. Sulfur dioksida yang tidak ditukarkan kepada sulfur trioksida dialir semula ke menara untuk bertindak balas.

Peringkat III: Penghasilan asid sulfurik

Sulfur trioksida yang terhasil dialir melalui asid sulfurik pekat untuk membentuk oleum, H₂S₂O₇. Pencairan oleum dengan air menghasilkan asid sulfurik, H₂SO₄. Persamaan kimia bagi tindak balas yang berlaku adalah:

Platinum dan vanadium (V) oksida bertindak sebagai mangkin dalam Proses Sentuh. Vanadium (V) oksida lebih biasa digunakan daripada platinum walaupun vanadium (V) oksida kurang berkesan. Ini disebabkan vanadium (V) oksida lebih murah dan tidak mengalami keracunan arsenik.

Peringkat IV: Pencairan oleum

Oleum H₂S₂O₇ dicairkan dengan air untuk menghasilkan asid sulfurik, H₂SO₄ pekat dalam kuantiti yang banyak.

H₂S₂O₇ + H₂O→ 2H₂SO₄



Sulfur dioksida dan pencemaran alam sekitar


Punca-punca berlakunya hujan asid

• Bahan api fosil seperti petrol dan bahan buangan asid sulfurik mengandungi sulfur,s
• Pembakaran bahan-bahan tersebut akan mengoksidakan sulfur kepada sulfur dioksida,SO₂
• Sulfur dioksida berasid 
• Apabila larut dalam air hujan akan menghasilkan hujan asid
• SO₂+H₂O H₂SO₃

Kesan-kesan daripada hujan asid:

1.Mengakis bangunan dan arca yang dibuat  daripada marmar atau batu kapur.Marmar atau batu kapur bertindak balas dengan asid sulfurik untuk membentuk kalsium sulfat

CaCo₃ + H₂SO₄-CaSO₄+CO₂+H₂O

2.Mengakis struktur yang diperbuat daripada logam

3.Mengurangkan nilai pH dalam tanah di samping melarutkan garam mineral         dan menghauskan nutrien tanah

4.Meningkatkan keasidan air dalam tasik dan sungai

5.Kesihatan

• Memudaratkan golongan tidak kira tua mahu pun muda terhadap penyakit athsma, bagi kanak-kanak pula fenomena ini boleh menyebabkan sakit batuk, alergi dan selesema.
• Gas sulfur dioksida adalah merupakan agen kepada beberapa penyakit kepada manusia seperti sakit dada, tulang, batuk, sakit kerongkong, barah kolon dan barah payu dara.
• Air dan hujan asid yang bercampur dengan plumbum, kadmium dan aluminium berbahaya kepada manusia apabila diminum di mana boleh menyebabkan cirit birit di kalangan kanak-kanak, gangguan saraf dan membahayakan otak.
• Aluminium pula boleh menyebabkan penyakit alzheimer (berkait dengan hilang ingatan)

6.Terhadap tanah dan tumbuhan

• Menyebabkan kemusnahan hutan kerana terkena hujan asid; eg. 70% hutan di Czechslovakia musnah akibat hujan asid ini.
• Kandungan alkali dan asid dalam tanah menjadi tidak seimbang dan mempengaruhi keseimbangan dan kestabilan tanah.
• Nilai pH kurang daripada 6 akan menyebabkan bahan-bahan organik tanah mati, maka tanah ini menjadi tidak subur dengan ketiadaan nutrien di dalamnya.
• Memusnahkan fungsi daun.
• Pokok mati kerana asid bertindak balas dengan nutrien dalam tanah dan mengurangkan kesuburan tanah.

7.Ekosistem akuatik

• Tumbuhan dalam tasik dan hidupan plankton termusnah akibat penurunan nilai pH air tasik (kurang daripada 5), ini akan mengganggu kelancaran pembiakan ikan dan amfibia.
• Ikan dan udang secara tidak langsung merupakan ancaman kepada manusia di mana kandungan raksa dan asid sulfurik yang tinggi meresap masuk ke dalam kulit haiwan ini.
• Air sungai dan laut menjadi berasid pada pH 5 membunuh hidupan akuatik seperti ikan (atau mana-mana binatang yang bergantung kepada ikan akan mati juga eg. burung laut); berlaku di Tasik Minnesota di mana hujan asid ini telah memusnahkan 140 buah tasik di situ.

Langkah-langkah yang boleh diambil untuk mengurangkan pembebasan gas sulfur dioksida

(a) Ammonia atau ammonium hidroksida untuk menghasilkan ammonium sulfat ( digunakan sebagai baja pertanian)

(b) Kalsium hidroksida atau kalsium karbonat untuk menghasilkan kalsium sulfat(digunakan dalam penghasilan plaster dan simen)

(c) Tasik yang tercemar boleh dipulih melalui proses liming di mana batu kapur merupakan bahan utama dan diletakkan ke dalam air tasik yang berasid untuk dineutralkan; eg. tasik-tasik di West Wales, Canada telah menjalankan proses membaik pulih tasik-tasik yang telah tercemar, pH tasik ini 5.5 - 7.0.

(d) Menghadkan pelepasan gas pencemar udara ke atmosfera dengan menggunakan bahan api yang rendah kandungan sulfur dan secara tidak langsung boleh mengurangkan gas sulfur dioksida.

(e) Memperkenalkan pemasangan 'scrubbers' di cerobong asap di kilang-kilang untuk menapis gas sulfur dioksida.

(f) Penggunaan sistem denitrifikasi dan dinyahsulfur, contohnya arang batu direnyukkan dan dicampurkan dengan batu kapur, dengan ini, kandungan sulfur dalam arang batu akan bertingdak balas dengan kalsium karbonat dan menghasilkan kalsium sulfat dan gypsum sebagai hasil sampingan.

(g) Mempertingkatkan lagi teknologi 'flash smelting' yang sering digunakan oleh pelebur kuprum, pembebasan sulfur dioksida global dapat dikurangkan 5-10 ton setahun.

(h) Menggalakkan pemasangan pengubah bermangkin (catalytic converter) pada enjin kenderaan, ini dapat mengurangkan gas NO_x sebanyak 90% di mana gas pencemar dapat diubah sebelum dilepaskan ke atmosfera. Ini bertujuan untuk mengurangkan gas karbon monoksida dan nitrogen oksida asap ekzos.

(i) Dari segi perundangan, boleh ditingkatkan lagi mengenai pengawalan pencemaran alam sekitar.

(j) Sebagai individu, kita perlu sentiasa memastikan kenderaan kita dalam keadaan yang baik memandangkan bilangan kenderaan berdaftar di Malaysia adalah semakin meningkat.

(k) Bagi meningkatkan kesedaran dalam masyarakat, perlu adakan kempen, ceramah atau pun aktiviti kemasyarakatan bagi memastikan setiap individu dalam sesuatu masyarakat memainkan peranan untuk memelihara alam sekitar.