آمونیوم پرسولفات، با فرمول شیمیایی (NH₄)₂S₂O₈، یک ترکیب معدنی بلوری سفید رنگ است که به عنوان یک عامل اکسیدکننده قوی در صنایع مختلف کاربرد دارد. این ماده به دلیل حلالیت بالا در آب و پایداری حرارتی مناسب، از اهمیت بالایی برخوردار است. در این مقاله، به بررسی خواص، تولید و کاربردهای آمونیوم پرسولفات می‌پردازیم.
خواص فیزیکی و شیمیایی آمونیوم پرسولفات
- فرمول شیمیایی: (NH₄)₂S₂O₈
- جرم مولی: 228.18 گرم بر مول
- چگالی: 1.98 گرم بر سانتی‌متر مکعب
- نقطه ذوب: 120 درجه سانتی‌گراد
- نقطه جوش: تجزیه می‌شود (بدون ذوب شدن)
- حلالیت: 80 گرم در 100 میلی لیتر آب (25 درجه سانتی‌گراد)
- شکل ظاهری: بلورهای سفید رنگ
تولید آمونیوم پرسولفات
آمونیوم پرسولفات از طریق الکترولیز محلول سرد و غلیظ سولفات آمونیوم در اسید سولفوریک با چگالی جریان بالا تولید می‌شود. در این فرآیند، یون‌های پرسولفات (S₂O₈²⁻) در آند و یون‌های آمونیوم (NH₄⁺) در کاتد تولید می‌شوند.
دو روش اصلی برای تولیداین ماده وجود دارد:
روش الکترولیتی
این روش رایج‌ترین روش تولید این ماده است و شامل الکترولیز محلول سولفات آمونیوم در حضور اکسیژن است. در این روش، در سلول الکترولیتی، از الکترودهای پلاتین یا گرافیت استفاده می‌شود و واکنش‌های زیر در آند و کاتد رخ می‌دهد:
آند: 2 SO42- + 6 H2O → S2O82- + 12 H+ + 6 e- کاتد: 6 H+ + 6 e- → 3 H2
محصول نهایی، محلولی از آمونیوم پرسولفات است که پس از تغلیظ و خنک شدن، کریستال‌های آمونیوم پرسولفات را تشکیل می‌دهد.
روش شیمیایی
این روش شامل واکنش persulfate سدیم با سولفات آمونیوم است. در این روش، persulfate سدیم به طور جداگانه با الکترولیز محلول سولفات سدیم در حضور اکسیژن تولید می‌شود. سپس persulfate سدیم با سولفات آمونیوم واکنش داده و آمونیوم پرسولفات را تشکیل می‌دهد:
Na2S2O8 + (NH4)2SO4 → 2 (NH4)2S2O8 + Na2SO4
عوامل موثر بر کیفیت
- خلوص مواد اولیه: خلوص سولفات آمونیوم و persulfate سدیم یا سولفوریک اسید (در روش الکترولیتی) بر کیفیت نهایی این ماده تأثیر می‌گذارد.
- شرایط واکنش: دما، pH و چگالی جریان در روش الکترولیتی و همچنین نسبت مولی مواد اولیه در روش شیمیایی بر کیفیت و بازده واکنش تأثیر می‌گذارند.
- فرایند تصفیه: پس از واکنش، آمونیوم پرسولفات باید به طور کامل از ناخالصی‌ها مانند سولفات آمونیوم و persulfate سدیم جدا شود.
کاربردهای آمونیوم پرسولفات
برخی از مهم‌ترین کاربردهای این ماده عبارتند از:
شیمی پلیمر
به‌عنوان آغازگر پلیمریزاسیون برای مونومرهای مختلف مانند اکریل آمید و وینیل کلرید استفاده می‌شود.
فرایند سونش
به‌عنوان عامل اکسیدکننده در فرایند سونش (اچ کردن) الیاف نساجی و پلیمرها استفاده می‌شود.
عامل پاک‌کننده و سفیدکننده
آمونیوم پرسولفات برای گندزدایی سطوح در بیمارستان‌ها، آزمایشگاه‌ها، صنایع غذایی و سایر محیط‌های حساس استفاده می‌شود.همچنین از آن برای گندزدایی تجهیزات در صنایع غذایی، دارویی و شیمیایی استفاده می‌کنند.
در شوینده‌ها، ضدعفونی‌کننده‌ها و سفیدکننده‌ها نیز برای ازبین‌بردن لکه‌ها و میکروب‌ها کاربرد دارد.
تصفیه آب
گندزدایی آب: از این ماده به‌عنوان یک گندزدای قوی برای ازبین‌بردن میکروارگانیسم‌های مضر مانند باکتری‌ها، ویروس‌ها و انگل‌ها در آب آشامیدنی و فاضلاب استفاده می‌کنند.
حذف آلاینده‌های آلی: این ماده به طور موثر آلاینده‌های آلی مانند ترکیبات فنولی، هیدروکربن‌ها و آفت‌کش‌ها را از آب آشامیدنی و فاضلاب حذف می‌کند.
تصفیه استخر: برای تصفیه آب استخرها و ازبین‌بردن جلبک‌ها، باکتری‌ها و سایر آلاینده‌ها نیز این ماده کاربرد دارد.
صنعت داروسازی
در برخی از داروها به عنوان ضدعفونی‌کننده و اکسیدکننده استفاده می‌شود.
صنعت غذایی
به‌عنوان نگهدارنده و ضدعفونی‌کننده در برخی از فرآورده‌های غذایی استفاده می‌شود و همچنین به‌عنوان یک عامل بهبوددهنده خمیر در صنعت نان استفاده می‌شود و به افزایش حجم و کیفیت نان کمک می‌کند.
نکات ایمنی
آمونیوم پرسولفات یک ماده اکسیدکننده قوی است و می‌تواند در صورت تماس با پوست، چشم و دستگاه تنفسی تحریک ایجاد کند. هنگام کار با این ماده باید از دستکش، عینک و ماسک استفاده شود. همچنین، این ماده باید در ظروف دربسته و در جای خشک و خنک نگهداری شود.
جمع‌بندی
آمونیوم پرسولفات یک ترکیب معدنی با کاربردهای متنوع در صنایع مختلف است. خواص اکسیدکنندگی قوی، حلالیت بالا در آب و پایداری حرارتی مناسب، این ماده را به یک ماده ارزشمند برای طیف وسیعی از فرآیندها تبدیل کرده است. با این حال، به دلیل ماهیت اکسیدکننده قوی، باید با احتیاط از آن استفاده شود و نکات ایمنی لازم رعایت گردد.
دیدگاهتان را بنویسید