Jaké je spojení mezi kyselinou sírovou a vodou?
Jednou z metod přípravy kyseliny sírové je hydratace molekuly oxidu siřičitého (SO 3 ) s molekulou vody (H 2 O). Reakce je tak 3 + h 2 o → h 2 So 4 . Je zřejmé, že kyselina sírová nese těsné spojení k vodě; Kromě toho je ve vodě zcela rozpustný. Kombinace koncentrované kyseliny sírové s vodou je potenciálně nebezpečná, protože reakce může být násilná. Je to proto, že obě látky interagují - ne pouze prostřednictvím jednoho nebo dvou mechanismů -, ale prostřednictvím řady mechanismů, z nichž každá přidává postupně k celkovému uvolňování energie.
čistá kyselina sírová není jen polární; Ve skutečnosti se může ionizovat prostřednictvím přenosu protonů, což je proces známý jako „auto-protolýza“. Tato ionizační reakce je napsána 2 h 2 SO 4 → [H 3 SO 4 ] + [HSO 4 ] -. Tento jev usnadňuje kyselině a vodě sírovou a vytvoření vodíkudluhopisy. Tímto způsobem vstupuje energie ve formě tepla do okolního systému. V případě kyseliny sírové může jeden nebo dva ionty vodíku nechat kyselinu, aby se spojila s blízkými molekulami vody. Takové pozitivně nabité ionty „hydronia“ (H 3 o +) snadno tvořily, protože atomy kyslíku molekul vody nabízejí prostředí bohaté na elektrony, ke kterým jsou vodíkové ionty nakresleny. Geometrie hydroniového iontu je symetričtější než molekula vody. To umožňuje jednotné rozdělení náboje a přidává k uvolňování energie do systému, když se kombinují kyselina a voda sírové.
Ještě dalším uvolněním energie podporovanou symetrií je tvorba dvojnásobně nabitého aniontu sulfátu (SO 4 -2 ). Dva volné elektronyMůže se usazovat na některý ze čtyř atomů kyslíku. Stejně jako náboje se navzájem odpuzují, a tak uvolňují energii do systému, pokud mohou uniknout do vnějších oblastí iontu; Je zřejmé, že tato akce uvolňuje energii, protože naopak - přijímání jako poplatky - vyžaduje energii. Vysoké dielektrické konstanty kyseliny a vody sírové umožňují vysoký stupeň náboje, když jsou kombinovány. Přidejte k této další stabilizaci umožněné dalšími vrstvami vody obklopující nejvnitřnější vodíkovou vrstvu.
Z výše uvedených důvodů je třeba věnovat péči při kombinaci koncentrované kyseliny a vody sírové. Kyselina by měla být přidávána postupně do míchání vody, spíše než naopak. To zabraňuje nadměrnému uvolňování tepla, což vede k náhlému vaření s násilným vyhazováním kyseliny na kůži nebo do očí. Kombinace kyseliny a vody sírové se aplikuje při výrobě hnojiv, produkce oceli, bl.Ching Kraft Pulp a v automobilových bateriích.