Hvad er røgende svovlsyre?
Røg svovlsyre, mere almindeligt kaldet oleum, fremstilles ved at opløse svovltrioxid (SO 3 ) i koncentreret svovlsyre (H2SO4). Dette resulterer i en blanding af forbindelser, herunder svovlsyre, svovlsyre (H2S207) og frit svovltrioxid. Da svovltrioxid er flygtig, får syren røg, da den absorberer fugt fra luften, hvilket skaber en sky af små svovlsyredråber. Røg svovlsyre produceres ved den normale industrielle proces, der anvendes til fremstilling af svovlsyre, og det meste af det omdannes til dette kemikalie. En relativt lille andel tilbageholdes imidlertid som oleum og bruges til fremstilling af eksplosiver, stoffer og farvestoffer.
Den industrielle proces, der anvendes til fremstilling af svovlsyre, begynder med at oxidere svovldioxid (SO 2 ) til fremstilling af svovltrioxid; dette stof kunne reagere med vand (H20) for at give svovlsyre. Denne reaktion er imidlertid for voldelig til let at kontrollere, og derfor opløses svovltrioxid i stedet i eksisterende koncentreret svovlsyre til dannelse af oleum-røg svovlsyre. Størstedelen af dette omdannes derefter til svovlsyre ved forsigtigt at tilsætte den til det passende vandmængde. Så længe oleum sættes til vandet snarere end omvendt, er reaktionen, skønt eksoterm, kontrollerbar. Den resterende oleum kan bruges til anden industriel anvendelse.
Oleum fås i forskellige kvaliteter, afhængigt af mængden af opløst svovltrioxid. Beholdere angiver kvaliteten ved at angive andelen frit svovltrioxid - for eksempel 20%, 30% eller 65%. Oleum er normalt en olieagtig, røgende væske, men nogle former er faste ved stuetemperatur.
Svovltrioxid reagerer med svovlsyre for at producere svovlsyre, også kaldet pyrosulfuric acid: SO 3 + H 2 SO 4 → H 2 S 2 O 7 . Ren disulfurinsyre er fast ved stuetemperatur, men bruges sjældent hverken industrielt eller på laboratoriet. I oleum findes den sammen med svovlsyre, frit svovltrioxid og muligvis nogle mere komplekse molekyler.
Røg svovlsyre er et endnu stærkere dehydratiseringsmiddel end svovlsyre. Det reagerer meget voldsomt med vand og frigiver en masse varme og syrespray, medmindre det langsomt tilsættes vandet. Ligesom svovlsyre fjerner det vand fra kulhydrater, hvilket efterlader kulstof, så det fortørrer papir, træ og mange andre organiske materialer. Så meget varme frigives ved denne reaktion, at det kan forårsage forbrænding.
En vigtig anvendelse af røggende svovlsyre er i nitreringsreaktioner. Det blandes med salpetersyre for at producere nitronium (NO 2 + ) ioner, der tilsætter nitro (NO 2 ) grupper til organiske forbindelser. I mange af disse reaktioner er det vigtigt, at der ikke er vand til stede. Dette opnås normalt ved at blande kommercielt - 68,5% - salpetersyre og røg svovlsyre, så sidstnævnte absorberer alt vandet. Nitreringsreaktioner er vigtige i produktionen af sprængstoffer og farvestoffer.
Oleum bruges også som et sulfoneringsmiddel i organisk kemi. Dette betyder, at den kan tilsætte en sulfonsyre (SO 3 H) -gruppe til en organisk forbindelse. Sulfonerede forbindelser inkluderer vigtige medikamenter, såsom sulfonamider såvel som detergenter og farvestoffer.
På grund af dens dehydratiserende egenskaber, voldelige reaktion med vand og flygtighed er røggesvovlsyre et meget farligt kemikalie at arbejde med. Det forårsager alvorlige forbrændinger ved hudkontakt og indånding af dampe kan forårsage alvorlig skade på åndedrætsorganerne. I laboratorier udføres eksperimenter, der anvender svovlsyre, røg inde i en røggas.