کاربردهای شگفت انگیز اسید سولفوریک و سوربیتول در صنایع

اسید سولفوریک به دلیل طیف وسیعی از کاربردها در جهان کاملا شناخته شده است و یک ماده شیمیایی مهم در صنایع است. این ترکیب در بسیاری از آزمایشگاه ها و تاسیسات صنعتی  یافت می شود. سوربیتول یکی از رایج ترین شیرین کننده های جایگزین در صنایع غذایی است. تقریبا رد پای آنها را در همه خوراکی های فرآوری شده پیدا خواهید کرد. شیرین کننده ها طعم غذاها و نوشیدنی ها را تغییر می دهند تا برای مصرف کننده جذابیت بیشتری داشته باشند.

اسید سولفوریک

اسید سولفوریک (Sulfuric acid) که در گذشته جوهر گوگرد نامیده می شد،  یکی از ترکیبات شیمیایی مهم و پرکاربرد صنعتی است. این اسید ماهیت چسبناک و روغنی دارد و در تولید کودهایی مانند سوپر فسفات آهک و سولفات آمونیوم استفاده می شود.

تولید اسید سولفوریک

این اسید امروزه با استفاده از فرآیند تماسی ساخته می شود. کارخانه های تولید کننده، گوگرد مذاب را می سوزانند تا گاز دی اکسید گوگرد (SO2) تشکیل  شود. این گاز خنک شده و سپس اکسید می شود تا تری اکسید گوگرد (SO3) در دماهای نسبتا بالا ایجاد شود. تری اکسید گوگرد با مولکول های هیدروژن و اکسیژن موجود در آب واکنش داده و اسید سولفوریک تشکیل می دهد.

خواص اسید سولفوریک

اسید سولفوریک در خالص ترین شکل خود مایعی بسیار خورنده با pH 0.5 است و در تمام غلظت ها با آب قابل اختلاط است. اسید سولفوریک دارای جرم مولی 98.079 گرم در مول، چگالی مولکولی 1.84 کیلوگرم در لیتر (در مقایسه با آب 1 کیلوگرم در لیتر) و نقطه جوش 337 درجه سانتی گراد است.

اسید سولفوریک یک اکسیدان دهیدراته کننده است. این بدان معنا است که علاوه بر اسیدی بودن، آب را از هر ماده یا سطحی که با آن در تماس باشد، دور می کند. اسید سولفوریک همچنین یک ماده رطوبت گیر است، به این معنی که حتی آب را از هوا نیز جذب می کند.

اسید سولفوریک به دلیل خاصیت اسیدی و خورندگی، بسیار سمی است. این اسید وقتی با شکر مخلوط می شود آن را به کربن تبدیل می کند. ولی هنگامی که در آب حل می شود، ضرر کمتری دارد (اشیا را سیاه نمی کند) اما همچنان مانند اسیدهای معمولی خورنده است.

این ترکیب با فلزات واکنش نشان می دهد و هیدروژن و سولفات فلزی تولید می کند. در واکنش با برخی از فلزات مانند قلع، دی اکسید گوگرد و سولفات قلع (II) تولید می کند.

کاربردهای اسید سولفوریک

در ادامه برخی از مهمترین موارد کاربرد اسید سولفوریک را بررسی می کنیم.

تولید مواد شیمیایی

اسید سولفوریک می تواند به عنوان یک جزء  ضروری در هنگام تولید اسیدهای دیگر مانند اسید هیدروکلریک و اسید نیتریک استفاده شود. همچنین می توان از آن برای ساخت شوینده های مصنوعی، رنگدانه ها، رنگ ها و نمک های سولفات استفاده کرد.

فرآوری فلزات

این ترکیب به طور گسترده ای در پردازش فلزات استفاده می شود. فلزات در طول فرآوری گرم  و سرد شده و شکل می گیرند تا محصولات خاص (مانند قطعات کامپیوتر، مصالح ساخت و ساز، لوله کشی و غیره) از فولاد، آهن یا مس ساخته شوند.

اسید سولفوریک در مخلوطی که به عنوان «ترشی فولاد» که یک فرآیند تصفیه سطحی است، مورد استفاده قرار می گیرد. از این فرآیند برای زدودن هرگونه زنگ زدگی یا ناخالصی‌ های کربنی جهت پرداخت فلزات استفاده می ‌شود و یکی از آخرین و مهم ‌ترین مراحل فرآوری فلزات است.

باتری ها

اسید سولفوریک در ترکیب با سرب برای تولید الکترون‌ کافی جهت ساخت باتری ‌های بزرگ (مانند باتری ‌های مورد استفاده در خودروها و تراکتورها) مورد استفاده می شود. به همین دلیل گاهی اوقات به آن «اسید باتری» می گویند.

کشاورزی

بیشترین کاربرد اسید سولفوریک در کشاورزی است. در صنعت کود از آن برای تولید کودهای غیر آلی فسفاته مانند سولفات آمونیوم و سوپر فسفات آهک استفاده می شود که هر دو کودهای پرکاربردی در کشاورزی هستند.

پزشکی و داروسازی

علاوه بر کاربردهای تجاری، از اسید سولفوریک می توان در فرآیند تولید داروهای خاص نیز استفاده کرد زیرا به فرآیند آلکیلاسیون DNA کمک می کنند. اسید سولفوریک درجه یک، جزء رایجی از مواد و تجهیزات آزمایشگاهی و کلاس های آموزش شیمی و تیتراسیون است.

سوربیتول

سوربیتول (Sorbitol) نوعی کربوهیدرات به نام پلی ال است که حدود یک سوم شکر کالری دارد. این ترکیب به طور طبیعی در برخی از میوه ها مانند انواع توت ها وجود دارد.

سوربیتول به صورت تجاری به دوشکل سوربیتول پودری و مایع تولید می شود. این شیرین کننده در غذاها و نوشیدنی ها برای افزودن طعم شیرین و حفظ رطوبت خوراکی ها مورد استفاده قرار می گیرد. ایمنی سوربیتول توسط FDA تایید شده است ولی در صورت مصرف بیش از حد می تواند باعث ناراحتی گوارشی و برخی عوارض جانبی شود. بنابراین همیشه در حد اعتدال از آن استفاده کنید.

انواع سوربیتول

سوربیتول به دو صورت مایع و پودری در بازار مواد شیمیایی خرید و فروش می شود که هریک دارای قیمت و کاربرد متفاوتی هستند.

• سوربیتول مایع

سوربیتول مایع بو و طعم خاصی ندارد و مزه شیرین آن جایگزین شربت گلوکز می شود. این ماده علاوه بر شیرینی باعث ایجاد قوام در محصول هم می شود.

• سوربیتول پودری

سوربیتول پودری که به نام های گلوسیتول و E420 نیز شناخته می شود نوعی کربوهیدرات است که متعلق به گروه قندهای الکلی به نام پلی اول ها است. این ماده به عنوان شیرین کننده در بسیاری از مواد غذایی مانند دسرهای یخ زده، آدامس ها و کالاهای پخته شده و بسیاری از محصولات غیر خوراکی استفاده می شود.

فواید سوربیتول

یکی از مهمترین فواید مصرف غذاهای حاوی سوربیتول به جای قند معمولی، کمک به حفظ سلامت دهان و دندان است. هنگام خوردن غذاهای شیرین، باکتری های موجود در دهان شما برخی از قندها را تخمیر کرده و اسیدهایی تولید می کنند که باعث ایجاد پوسیدگی دندان می شوند. از انجاییکه این باکتری ها نمی توانند به آسانی سوربیتول را تجزیه کرده و اسیدهای مضر را تولید کنند؛ مصرف سوربیتول به عنوان جایگزینی برای قند و شکر، می تواند به حفظ سلامت دندان های شما کمک کند.

مضرات سوربیتول

سوربیتول یک ملین قوی است و می تواند باعث تحریک سیستم گوارش شود. به همین دلیل مصرف این شیرین کننده برای افرادی که دچار عدم تحمل سوربیتول هستند، مناسب نیست. عدم تحمل سوربیتول در کودکان و بزرگسالان بسیار شایع بوده و اغلب شامل درد شکم، نفخ، تهوع، گاز و اسهال است.