سولفامیک اسید (با فرمول شیمیایی H۳NSO۳ و شناسه پاب‌کم ۵۹۸۷) ماده‌ای جامد، بلوری، سفید رنگ و بدون بو است. از دیگر ویژگی‌های این اسید می‌توان به موارد زیر اشاره کرد: جرم مولی ۹۷.۱ گرم بر مول و چگالی ۲.۱۵ گرم بر سانتی‌متر مکعب. سولفامیک اسید غیرهیگروسکوپی و غیرفرار است.
ساختار آن شامل یک اتم گوگرد (سولفور) است که با پیوندهای یگانه به گروه‌های هیدروکسی و آمینو و با پیوندهای دوگانه به دو اتم اکسیژن متصل شده است. این اسید به عنوان ترکیبی واسط بین اسید سولفوریک و سولفامید شناخته می‌شود. از فرم یونی و کاتیون‌های سولفامیک اسید می‌توان به آمونیوم سولفامات اشاره کرد.
سولفامیک اسید در حالت خشک پایدار است، اما در محلول به آرامی هیدرولیز شده و بی سولفات آمونیوم (یک جامد کریستالی) تولید می‌کند. این نکته حائز اهمیت است که در حالی که سولفامیک اسید جامد پایدار است، محلول آبی آن ناپایدار بوده و به تدریج در محلول هیدرولیز می‌شود و به بی سولفات آمونیوم تبدیل می‌گردد. سولفامیک اسید در اثر حرارت با الکل‌ها واکنش می‌دهد.
به عنوان مثال، در واکنش تعادلی سولفامیک اسید با متانول، متیل آمین تولید می‌شود. سولفامیک اسید پیش از تجزیه در دماهای بالا، ابتدا در دمای ۲۰۵ درجه سانتی‌گراد ذوب می‌شود و سولفامیک اسید مذاب تشکیل می‌شود. سپس در دماهای بالاتر به ترکیباتی مانند تری‌اکسید گوگرد، دی‌اکسید گوگرد و نیتروژن تجزیه می‌شود. این اسید pH پایین‌تری نسبت به اسیدهای فرمیک، فسفریک و اگزالیک دارد.
جالب است بدانید H۲SO۴ (۳wt%) و HCl (۳wt%) به ترتیب ۲.۶ و ۴.۲ برابر خورنده‌تر از محلول ۳ درصد وزنی اسید سولفامیک در فولاد ۱۰۱۰ هستند.
در همان مقیاس، H۲SO۴ و HCl (۳wt٪ محلول) به ترتیب ۱.۵ و ۶.۷ برابر مس خورنده تر، ۱.۵ و ۲.۸ بیشتر خورنده در برنج. ۴.۰ و ۷.۰ بیشتر خورنده در برنز. ۰.۶ و ۵.۳ بیشتر خورنده در آلومینیوم هستند.
هنگام تجزیه بر اثر حرارت، بخارات بسیار سمی اکسید گوگرد منتشر می کند.
این اسید در آب محلول ،در استون کمی محلول و در کربن دی سولفید ، کربن تتراکلرید و متانول نا محلول است.
سولفامیک اسید دارای خواص و مزایای مختلفی است که برخی از آنها عبارت اند از:
- محافظت از سطح تجهیزات و فلزات به گونه ای که حتی برای از بین بردن رسوبات از سطح فلزات، از سولفامیک اسید غلیظ استفاده شود که در نتیجه افزایش عمر تجهیزات را در پی خواهد داشت
- انبارداری و حمل و نقل آسان
- ماندگاری بالا و مقرون به صرفه
با بررسی سولفامیک اسید شیمیایی، با ویژگی های آن نظیر سولفامیک اسید فرمول و جرم مولکولی سولفامیک اسید اشنا شدیم و همچنین دریافتیم که سولفامیک اسید چگالی بالاتری نسبت به آب دارد و در جواب اینکه سولفامیک اسید یا H۳NSO۳ چیست متوانیم اطلاعات مفیدی ارائه دهیم.
سولفامیک اسید یک ترکیب چندمنظوره با طیف وسیعی از کاربردها در صنایع مختلف است. در اینجا به برخی از کاربردهای اصلی آن اشاره می‌کنیم:
۱. عامل تمیز کننده و رسوب‌زدا
لوازم خانگی: سولفامیک اسید معمولاً برای تمیز کردن و رسوب‌زدایی لوازم خانگی مانند قهوه‌سازها، کتری‌ها و ماشین‌های ظرفشویی با حذف مؤثر رسوبات معدنی و آهک استفاده می‌شود.
تجهیزات صنعتی: این ماده در تمیز کردن و رسوب‌زدایی تجهیزات صنعتی مانند دیگ‌های بخار، مبدل‌های حرارتی و کندانسورها به کار می‌رود و عملکرد مؤثر و افزایش طول عمر تجهیزات را تضمین می‌کند.
۲. تصفیه سطح فلزات
سولفامیک اسید برای تصفیه سطوح فلزی به منظور حذف زنگ، لایه‌های اکسید و سایر رسوبات استفاده می‌شود. این ماده به ویژه بر روی فلزات حساس مانند فولاد ضد زنگ، مس و آلومینیوم مؤثر است و آن را به جایگزین ایمن‌تری برای اسیدهای خورنده مانند اسید کلریدریک تبدیل می‌کند.
۳. سنتز شیمیایی
در صنایع شیمیایی، سولفامیک اسید به عنوان پیش ماده برای ترکیبات مختلف، از جمله شیرین‌کننده‌هایی مانند آسه سولفام پتاسیم، عمل می‌کند. همچنین در سنتز رنگ‌ها، رنگدانه‌ها و داروها استفاده می‌شود.
۴. کاربردهای دارویی
سولفامیک اسید در طراحی داروهایی مانند آنتی‌بیوتیک‌ها، مهارکننده‌های پروتئاز HIV، داروهای ضد سرطان و داروهای ضد صرع نقش دارد. نقش آن در سنتز دارو، اهمیت آن را در بخش داروسازی برجسته می‌کند.
۵. تصفیه آب
این ماده در فرآیندهای تصفیه آب برای کنترل رشد میکروبی و حذف آلاینده‌ها از پساب استفاده می‌شود. سولفامیک اسید به جلوگیری از گرفتگی در سیستم‌های آبی کمک می‌کند و می‌تواند به عنوان تثبیت‌کننده کلر در استخرهای شنا و برج‌های خنک‌کننده استفاده شود.
۶. تنظیم pH
سولفامیک اسید به عنوان یک عامل مؤثر تنظیم pH در فرآیندهای صنعتی مختلف، از جمله تولید نایلون و سایر پلیمرها، عمل می‌کند. به دلیل خورندگی کمتر، می‌تواند جایگزین اسیدهای قوی‌تر مانند اسید کلریدریک در برخی کاربردها شود.
۷. صنعت کاغذ و خمیر کاغذ
در صنعت سولفامیک اسید با امکان سفید کردن در دماهای بالا و سطوح pH پایین‌تر بدون کاهش استحکام، به جلوگیری از تخریب خمیر در طول فرآیند سفید کردن کمک می‌کند.
۸. فرمولاسیون علف‌کش‌ها
سولفامیک اسید همچنین در فرمولاسیون علف‌کش‌ها و آفت‌کش‌ها استفاده می‌شود و اثربخشی مواد فعال در برابر آفات را افزایش می‌دهد.
روش تولید سولفامیک اسید عمدتاً شامل واکنش اوره با تری‌اکسید گوگرد و اسید سولفوریک تحت شرایط کنترل شده است. این فرآیند به طور مؤثر سولفامیک اسید را تولید می‌کند در حالی که محصولات جانبی را به طور مؤثر مدیریت می‌کند. روش‌های تولید صنعتی سولفامیک اسید برای ایمنی و کارایی بهینه شده‌اند و امکان سنتز در مقیاس بزرگ این ماده شیمیایی مهم را فراهم می‌کنند.
۱. مواد اولیه تولید سولفامیک
اسید
اوره:
یک ترکیب حاوی نیتروژن که به عنوان واکنش‌دهنده اصلی عمل می‌کند.
تری‌اکسید گوگرد (SO₃):
یک ترکیب بسیار واکنش‌پذیر که برای معرفی گروه‌های اسید سولفونیک استفاده می‌شود.
اسید سولفوریک (H₂SO₄):
اغلب در این فرآیند برای تسهیل واکنش و تثبیت مواد واسطه استفاده می‌شود.
۲. مراحل واکنش
تشکیل ماده واسطه:
مرحله اولیه تولید سولفامیک اسید، شامل مخلوط کردن اوره با تری‌اکسید گوگرد است که منجر به تشکیل یک ترکیب واسطه می‌شود. این مرحله بسیار مهم است زیرا یک گروه اسید سولفونیک متصل به اوره تولید می‌کند.
OC NH
۲
۲
+SO
۳
→OC NH
۲
NHSO
۳
H
تبدیل به سولفامیک اسید: سپس ماده واسطه با اسید سولفوریک واکنش می‌دهد و در نتیجه سولفامیک اسید تولید می‌شود و دی‌اکسید کربن به عنوان یک محصول جانبی آزاد می‌شود.
OC NH
۲
NHSO
۳
H +H
۲
SO
۴
→CO
۲
+۲H
۳
NSO
۳
۳. شرایط واکنش
دما:
واکنش معمولاً در دماهای بین (۵۵ تا ۷۵ درجه سانتی‌گراد) انجام می‌شود. حفظ این محدوده دمایی برای کنترل واکنش و اطمینان از تبدیل کامل ضروری است.
فشار اتمسفر:
این فرآیند به طور کلی تحت فشار اتمسفر انجام می‌شود که طراحی و عملکرد تجهیزات را ساده می‌کند.
۴. مدیریت محصولات جانبی
در طول واکنش، گاز دی‌اکسید کربن آزاد می‌شود که باید از مخزن واکنش خارج شود. بخارات کلرید سولفوریک نیز ممکن است تولید شوند و باید به طور مناسب از طریق سیستم‌های چگالش مدیریت شوند.
۵. جداسازی محصول نهایی
پس از اتمام واکنش، سولفامیک اسید معمولاً به صورت معلق در مخلوط با کلرید سولفوریک قرار دارد. محصول نهایی را می‌توان با فیلتراسیون برای جداسازی سولفامیک اسید جامد از فاز مایع جدا کرد.
۶. خالص‌سازی (در صورت لزوم)
بسته به کاربرد مورد نظر، ممکن است مراحل خالص‌سازی بیشتری برای تهیه سولفامیک اسید با خلوص بالا لازم باشد.
پلتفرم خرید و فروش سولفامیک اسید به صورت عمده
سفارش خرید سولفامیک اسید از پتروشیمی پارس لوتوس
نکاتی که درباره استفاده از سولفامیک اسید در استخرها نمیدانید!
استفاده از سولفامیک اسید چه خطراتی را در پی خواهد داشت
