حمض السلفاميك: التركيب والخصائص والتوليف والاستخدامات - كيمياء - 2026

و حامض Sulfamic هو مركب غير عضوي يتكون من ذرة الكبريت (S) مرتبطة تساهميا من السندات واحد ومجموعة الهيدروكسيل (-OH) ومجموعة الأمينية (-NH ₂)، والرابطة المزدوجة ذرتين الأكسجين (O). إنها مادة صلبة بلورية بيضاء. صيغته الكيميائية هي NH ₂ SO ₃ H. ومن المعروف أيضًا باسم حمض أمينوسولفونيك ، وحمض أميدوسولفونيك ، وحمض أميدوس سلفوريك ، وحمض السلفاميديك.

حمض السلفاميك هو حمض قوي. قد تتفاعل مع المعادن وأكاسيد المعادن والكربونات. أملاحه قابلة للذوبان في الماء بشكل عام ، مما يجعله مزيلًا جيدًا للقشور في معدات المعالجة. كثيرا ما تستخدم في مصانع السكر لتنظيف قشور الكربونات في معدات المبخر.

هيكل حامض السلفاميك. بنجه- bmm27. المصدر: ويكيبيديا كومنز.

حمض السلفاميك هو مخفض النتريت (NO ₂ ^-) وتستخدم هذه الخاصية الكيميائية في تطبيقات مختلفة ، مثل صناعة الأصباغ وفي تحليل النتريت.

يتم استخدامه في دباغة الجلود وتبييض اللب لصناعة الورق. في الواقع ، إنه ملوث للغذاء ، حيث يوجد غالبًا في الأوراق والكرتون المستخدم لتعبئة البقالة.

كما أنه يستخدم في الترسيب الكهربائي للمعادن ، كمعيار معمل وأحد مشتقاته مبيد أعشاب فعال للغاية.

بناء

يتبلور حمض الكبريتيك في شكل بلورات ثنائية الهرمية معينية. إنها تشكل مناشير وألواح مدمجة عندما تتبلور من محلول بارد ، وكذلك صفائح ماسية عندما تتبلور من محلول مائي ساخن.

التسمية

- حامض السلفاميك

- حمض أمينوسولفونيك

- حمض أميدوسولفونيك

- حمض اميدوسولفوريك

- حامض السلفاميدك

الخصائص

الحالة الفيزيائية

صلبة بلورية بيضاء.

الوزن الجزيئي الغرامي

97.1 جم / مول.

نقطة الانصهار

205 درجة مئوية ، تتحلل عند 209 درجة مئوية.

كثافة

2.15 جم / سم ³

الذوبان

يذوب في الماء:

- 12.8٪ عند 0 درجة مئوية

- 17.57٪ عند 20 درجة مئوية

- 22.77٪ عند 40 درجة مئوية

قليل الذوبان في الميثانول ، قليل الذوبان في الأسيتون ، غير قابل للذوبان في الأثير.

قابل للذوبان بحرية في القواعد النيتروجينية وفي المذيبات العضوية المحتوية على النيتروجين.

غير قابل للذوبان في ثاني كبريتيد الكربون (CS ₂) ورابع كلوريد الكربون (CCl ₄).

الرقم الهيدروجيني

0.41 (في محلول 1 نيوتن ، أي 1 مكافئ / لتر).

التفكك ثابت

0.101 عند 25 درجة مئوية.

الخواص الكيميائية

إنه حمض قوي. تقريبًا مثل حمض الهيدروكلوريك (HCl) والنتريك (HNO ₃) وأحماض الكبريتيك (H ₂ SO ₄).

المحاليل المائية لحمض السلفاميك شديدة التأين. الأس الهيدروجيني أقل من محاليل الفورميك والفوسفوريك والأكساليك.

في الماء ، يفقد حمض السلفاميك فقط البروتون المرتبط بالأكسجين. الهيدروجين المرتبطة بالنيتروجين تتماسك بإحكام.

في محلول مائي يتم تحللها ببطء لإعطاء حمض كبريتات الأمونيوم (NH ₄ HSO ₄). إنه مستقر في الظروف الجافة.

يهاجم حامض السلفاميك المعادن وأكاسيد المعادن والكربونات لتوليد الكبريتات. على سبيل المثال ، مع معدن البوتاسيوم (K) فإنه يشكل كبريتات البوتاسيوم (KOSO ₂ NH ₂) والهيدروجين (H ₂).

جميع أملاح حامض السلفاميك قابلة للذوبان في الماء. أملاح الكالسيوم والرصاص والباريوم شديدة الذوبان في الماء ، على عكس الأملاح المقابلة لحمض الكبريتيك.

يتفاعل حمض النيتروز (HNO ₂) كمياً مع المجموعة الأمينية لحمض السلفاميك ، ويطلق النيتروجين (N ₂). يُعتقد أن أيون الكبريتات يعمل في هذا التفاعل على هيئة أميد ، وليس أمين.

يتأكسد حمض الكبريتيك بالكلور أو البروم أو كلورات البوتاسيوم لتحويله إلى حمض الكبريتيك. لا يحدث هذا التفاعل مع المؤكسدات الأخرى مثل حمض الكروميك أو برمنجنات البوتاسيوم.

إنه غير متوافق (يتفاعل) مع القلويات القوية والكلور وحمض هيبوكلوروس والهيبوكلوريت والسيانيدات والكبريتيدات.

خصائص أخرى

إنه غير مسترطب (وهذا يعني أنه لا يمتص الرطوبة من الهواء).

عند تسخينها للتحلل تنبعث منها أبخرة شديدة السمية من أكاسيد الكبريت وكلوريد الهيدروجين (HCl).

أحد مشتقاته ، كبريتات الأمونيوم ، هو مثبط للحريق.

انها متوسطة السمية.

نتيجة الجمع بين الطريحة والنقيضة

يتم الحصول على حمض الكبريتيك عن طريق تفاعل اليوريا CO (NH ₂) ₂ مع دخان حامض الكبريتيك ، أي حمض الكبريتيك المركز (H ₂ SO ₄) المحتوي على ثالث أكسيد الكبريت (SO ₃).

يمكن أيضًا تصنيعه عن طريق تفاعل حمض الكلوروسولفونيك (HClO ₃ Cl) والأمونيا (NH ₃).

التطبيقات

في صناعة الصبغ

يستخدم حمض السلفاميك لإزالة النتريت الزائد بسرعة وفعالية في تفاعلات التأازوت في تخليق الأصباغ. إنه عملي أكثر بكثير من اليوريا لهذا الغرض.

في معالجة الجلود

أثناء دباغة الجلود ، يوفر استخدام حمض السلفاميك بدلاً من حامض الكبريتيك ملمسًا ناعمًا وحريريًا.

بالإضافة إلى ذلك ، نظرًا لأن كبريتات الكالسيوم قابلة للذوبان في الماء ، على عكس كبريتات الكالسيوم ، يمكن استخدام حمض السلفاميك في عملية إزالة الحواف دون ترك البقع التي تحدث أحيانًا على الجلد عند استخدام حمض الكبريتيك.

أحذية جلدية. المصدر: Pixabay.

في معدات عملية التنظيف

يستخدم حمض الكبريتيك كمنظف لإزالة الترسبات في الغلايات والمفاعلات والأنابيب وأنظمة التبريد والمبادلات الحرارية.

يتم تشكيل مقياس المعدات هذا عن طريق تدوير المياه أو مركبات المعالجة في محطات الطاقة والمصانع الكيماوية ومصانع الصلب ومصانع الورق ومحطات الضغط والصناعات الأخرى.

يمكن أن تكون الرواسب القشرية أو الصلبة عضوية (طحالب ، طمي ، فطريات) أو غير عضوية (أكاسيد الحديد ، كبريتيد الحديد ، كربونات الكالسيوم أو المغنيسيوم ، الكبريتات ، الفوسفات ، أو السيليكات).

حمض السلفاميك فعال للغاية عند استخدامه لإزالة مقياس كربونات الكالسيوم. يمكن استخدامه في معدات النحاس والنحاس والفولاذ المقاوم للصدأ والحديد الزهر والفولاذ المجلفن.

يتم استخدامه في شكل محلول 5-10٪ بالوزن. يتم استخدامه بشكل خاص في مصانع السكر لتنظيف المبخرات المصنوعة من الحديد الزهر بالمبادلات الحرارية النحاسية.

معدات المبخر في مطحنة السكر. المؤلف: أنتريكش كومار. المصدر: Pixabay

يجب استخدامه في درجات حرارة لا تزيد عن 50-60 درجة مئوية. تؤدي درجات الحرارة من 70 درجة مئوية إلى تشكيل الكبريتات غير قابلة للذوبان مثل كاسو ₄.

عند استخدامه مع كلوريد الصوديوم ، يحدث تأثير تآزري ويسمح المحلول لأكسيد الحديديك بالذوبان ببطء. في هذه الحالة ، لا ينبغي استخدامه مع الفولاذ المقاوم للصدأ لأنه يتم إطلاق حمض الهيدروكلوريك ، مما قد يتسبب في تآكل هذه المادة.

في تكرير المعادن

يمكن إجراء الطلاء الكهربائي للمعادن مثل النحاس والفضة والكوبالت والنيكل والزنك والكادميوم والحديد والرصاص بنجاح في محاليل حمض السلفاميك. يمكن التعامل مع هذا بسهولة أكبر بكثير من حمض الهيدروفلوروسيليسيك (H ₂ SiF ₆).

ككاشف قياسي في المختبر

نظرًا لخصائص معينة لحمض السلفاميك مثل: قوته كحمض ، وسهولة تنقيته عن طريق إعادة التبلور في الماء ، وثباته وعدم استرطابه ، فقد تم استخدامه كمعيار أساسي على مستوى المختبر. هذا يعني أنه يستخدم في التحديدات الكمية للقلويات.

مختبر. PublicDomainPictures. المصدر: Pixabay

في تحليل النتريت

بسبب تفاعله السهل مع النتريت ، يستخدم حمض السلفاميك لتحديد هذه في المحلول.

في تحليل الأكسجين المذاب في الماء

نظرًا لتفاعل حمض الكبريتيك مع النيتريت في الماء ، يتم إطلاق النيتروجين ، ويمكن إجراء تحديد الأكسجين المذاب في الماء عن طريق إزالة التداخل الذي تسببه النيتريت.

في تحضير أكسيد النيتروز

يتفاعل حمض الكبريتيك مع حمض النيتريك لتوليد أكسيد النيتروز (N ₂ O). يعتبر هذا التفاعل أكثر أمانًا من تفاعل نترات الأمونيوم للحصول على هذا الغاز.

في الزراعة

أحد مشتقات حمض السلفاميك ، كبريتات الأمونيوم ، هو مبيد أعشاب فعال غير سام للحيوانات.

يتم تطبيقه عن طريق الندى على أوراق الأنواع المراد إزالتها في نهاية الصيف أو أوائل الخريف ويفضل في الطقس الرطب. عندما ينتقل المركب من الأوراق إلى الجذور ، يموت النبات.

تطبيق رش مبيدات الأعشاب. المؤلف: Zefe Wu. المصدر: Pixabay

ميزة أخرى لهذا المركب هو أنه لا يعقم التربة بشكل دائم. في الواقع ، سيكون بعض النيتروجين من كبريتات الأمونيوم متاحًا في التربة لنمو النبات في الموسم المقبل.

في الأقمشة المقاومة للحريق

إن توافقه مع السليلوز وخصائصه المقاومة للحريق يجعل من كبريتات الأمونيوم عاملاً للحصول على أقمشة وورق مقاوم للحريق.

يتم استخدام 10٪ من وزن القماش ، الذي يظل مظهره وملمسه بدون تغيير. يجب تنظيف القماش عند الاستخدام على الجاف ، وعدم غسله بالماء أبدًا حتى لا يذوب الكبريتات.

إنه مفيد بشكل خاص في ستائر المسرح أو الأماكن المماثلة.

مسرح. المؤلف: MustangJoe المصدر: Pixabay

في تطبيقات مختلفة

يتم استخدامه كعامل مساعد في بعض التفاعلات الكيميائية ، مثل تحضير راتنجات اليوريا فورمالدهايد. كما أنه مفيد كمبيد للجراثيم ومثبت الكلور في حمامات السباحة وكمبيض لباب الخشب في مصانع اللب والورق.

المراجع

1. المكتبة الوطنية الأمريكية للطب. (2019). حمض السلفاميك. تعافى من pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
2. ويليامز ، DLH (2004) النيترة في مراكز النيتروجين. تفاعلات النتروز وكيمياء أكسيد النيتريك. الفصل 2. تعافى من sciencedirect.com
3. كلاب ، ليلين ب. (1943). حامض السلفاميك واستخداماته. علم ، تعليم.1943 ، 20 ، 4 ، 189. تم الاسترجاع من pubs.acs.org
4. ماكدونالد ، جيمس. (2003). حمض السلفاميك. تعافى من veoliawatertech.com
5. ساستري ، VS (2010). إدارة ومراقبة التآكل. في تآكل شرير. تعافى من sciencedirect.com
6. براتيما باجباي. (2018). مواضيع متنوعة. في كتيب بيرمان لللب والورق. الطبعة الثالثة. تعافى من sciencedirect.com