واکنش سود پرک و جوهر گوگرد (سدیم هیدروکسید و سولفوریک اسید: NaOH + H2SO4) یکی از مهمترین واکنش‌های شیمیایی است که در تولید بسیاری از محصولات صنعتی و در ساختار زیستی مورد استفاده قرار می‌گیرد.
مکانیسم واکنش
واکنش سود پرک (NaOH ) و جوهر گوگرد (H2SO4) یک واکنش از نوع تعادلی است که باعث تشکیل آب و نمک سدیم سولفات می‌شود.
NaOH + H2SO4 → Na2SO4 + 2H2O
در این واکنش، یون هیدروکسید (OH-) از سدیم هیدروکسید (NaOH) با یون هیدروژن (H+) از سولفوریک اسید (H2SO4) واکنش داده و آب تشکیل می‌شود. همچنین، یون سدیم (Na+) از NaOH با یون سولفات (SO4^2-) از H2SO4 واکنش داده و نمک سدیم سولفات (Na2SO4) تشکیل می‌شود.
این واکنش در شرایط استاندارد (STP) حرارت تولید نمی‌کند و برای به دست آوردن آن باید حرارت به سامانه اعمال شود.
رفتار پایداری شیمیایی و فیزیکی
نمونه‌های حاوی این 2 ماده شیمایی به دلیل شیمیایی بودن واکنشی که در آن ایجاد می‌شود، نسبتاً پایدار نیستند. برای مثال، این مخلوط می‌تواند با ترکیب با یکدیگر راهی برای تولید نمک سدیم سولفات (Na2SO4) باشد، که در این صورت به عنوان یک ترکیب پایدار محسوب می‌گردد.
از نظر فیزیکی، مخلوط سدیم هیدروکسید و سولفوریک اسید به دلیل خاصیت قلیایی NaOH و خاصیت اسیدی جوهر گوگرد، محیطی با pH قابل توجهی ایجاد می‌کند. در حالت خالص، سدیم هیدروکسید به صورت جامد و سولفوریک اسید به صورت مایع است.
همچنین، امکاناتی مانند آتشزدایی برای نگهداری این مواد در نظر گرفته شده‌اند تا مخلوط به شکلی ایمن و پایدار نگهداری شود.
استفاده از واکنش سدیم هیدروکسید و سولفوریک اسید در تصفیه آب و فاضلاب
واکنش این 2 ماده شیمیایی با هم به دلیل توانایی آن در تولید pH قابل توجه، یکی از روش‌های مورد استفاده در صنایع تصفیه آب و فاضلاب است.
در فرایند تصفیه آب و فاضلاب، گاهی اوقات نیاز است که pH آب را برای ادامه فرایند تصفیه تغییر دهیم. برای مثال، در فرایند رسوب‌گیری، pH آب باید به حدی تنظیم شود که رسوب‌های معلق، مانند کربنات کلسیم (CaCO3) و منیزیم هیدروکسید (Mg(OH)2)، به راحتی رسوب‌گذاری کنند. برای این منظور، از سدیم هیدروکسید به عنوان جاذب قلیایی استفاده می‌شود تا pH آب را افزایش دهد.
در مقابل، در فرایند تصفیه فاضلاب، مقادیر زیادی از اسیدهای گوگردیک و دیگر اسیدها در فاضلاب وجود دارد که با استفاده از سولفوریک اسید قابل تعادل هستند. به علاوه، برای نشست رسوب‌های غیرقابل حل، مانند فسفات، از سولفات سدیم (Na2SO4) به عنوان جاذب مواد آلاینده استفاده می‌شود.
با توجه به اینکه واکنش سود پرک و جوهر گوگرد قابل تنظیم است، می‌توان آن را به عنوان یکی از روش‌های مؤثر در تصفیه آب و فاضلاب در نظر گرفت.
کاربردهای مختلف واکنش سود پرک و جوهر گوگرد در صنایع شیمیایی، داروسازی، غذایی و
در زیر به برخی از کاربردهای واکنش این 2 ماده شیمیایی با هم در صنایع شیمیایی، داروسازی و غذایی اشاره خواهیم کرد:
1- در صنعت الکترولیزر: در فرایند الکترولیز آب از سود پرک به عنوان جاذب قلیایی برای تعادل pH استفاده می‌شود.
2- در تولید پلاستیک: سدیم هیدروکسید در تولید بسیاری از پلاستیک‌ها استفاده می‌شود.
3- در تولید کاغذ: NaOH عنوان جاذب قلیایی در فرایند سودابری کاغذ استفاده می‌شود.
4- در تولید لاستیک: کاستیک سودا (NaOH ) به عنوان کاتالیزور در فرایند سنتز رابر استفاده می‌شود.
5- در داروسازی: سولفوریک اسید به عنوان یکی از کامپوننت‌های موجود در فرایند تولید داروها، مانند آسپرین و پنی سیلین، استفاده می‌شود.
6- در صنعت غذایی: سود سوزآور (NaOH ) به عنوان یک جاذب مواد آلاینده در تولید محصولات غذایی مانند شکلات و قهوه استفاده می‌شود.
7- در صنایع پتروشیمی: سولفوریک اسید به عنوان یکی از مواد اولیه در تولید مواد شیمایی استفاده می شود.
اثرات مخرب و جانبی واکنش
واکنش سود پرک و جوهر گوگرد در صورت عدم استفاده صحیح، می‌تواند به برخی از اثرات مخرب و جانبی منجر شود. در زیر به برخی از این اثرات اشاره خواهیم کرد:
اثرات مخرب بر محیط زیست:
– افزایش pH خاک: در صورتی که باقیمانده‌های حاصل از این واکنش به خاک منتقل شوند، می‌تواند باعث افزایش pH خاک شده و در نتیجه فعالیت میکروارگانیسم‌ها و رشد گیاهان را تحت تاثیر قرار دهد.
– آلودگی آب: در صورتی که مواد باقیمانده حاصل از واکنش به شبکه آبیاری یا منابع آبی منتقل شوند، می‌توانند باعث آلودگی آب شده و برای محیط زیست و حیات حیوانی آن خطر ساز باشند.
– ایجاد پسماند خطرناک: در صورتی که باقیمانده فراورده این واکنش به صورت نامناسب دفن شوند، می‌توانند به عنوان پسماند خطرناک شناخته شوند و برای سلامتی انسان و محیط زیست مضر باشند.
اثرات جانبی بر انسان:
– تحریک چشم ناشی از تماس مستقیم با سولفوریک اسید
– احتباس تنفسی، سوء هاضمه و التهاب های صفراوی ناشی از تماس مستقیم با NaOH
– تحریک پوست و چشم، اگر مواد باقیمانده حاصل از واکنش به پوست یا چشم انسان برسند.
بنابراین، برای جلوگیری از اثرات مخرب و جانبی باید در استفاده از واکنش سدیم هیدروکسید و سولفوریک اسید به دقت و احتیاط کامل رعایت شود. همچنین باید در آموزش و آگاهی دادن به کاربران، نحوه استفاده صحیح و مناسب این مواد به عنوان یکی از اصول مهم حفاظت از محیط زیست و سلامت انسان تاکید شود.