Wat zijn de effecten van zwavelzuur?
De meeste effecten van zwavelzuur zijn het gevolg van zijn sterke zuurgraad en grote affiniteit met water. Corrosie van metalen door zwavelzuur wordt veroorzaakt door zijn zuurgraad. De effecten van zwavelzuur op organische materialen, waaronder menselijk weefsel, zijn grotendeels het gevolg van zijn dehydraterende eigenschappen. Materialen zoals hout, papier en katoenen doek verkolen snel bij contact met het zuur.
De effecten van zwavelzuur op metalen zijn typisch voor een sterk zuur: het zal reageren met die metalen die reactiever zijn dan waterstof om een metaalsulfaatzout te vormen en waterstofgas af te geven. Het reageert op deze manier met veel veel voorkomende metalen, waaronder ijzer, zink en aluminium. De reactie is krachtiger met het verdunde zuur dan met het geconcentreerde zuur. Dit beperkt de materialen die kunnen worden gebruikt om het zuur op te slaan, hoewel het in geconcentreerde vorm kan worden opgeslagen in roestvrijstalen tanks. Het vrijkomen van waterstofgas vormt een potentieel explosiegevaar in geval van morsen of lekken, als het zuur in contact komt met metalen.
Zwavelzuur is een zeer krachtig dehydratatiemiddel en er komt veel warmte vrij wanneer het geconcentreerde zuur in contact komt met water. Als water wordt toegevoegd aan een overmaat zuur, zorgt de geproduceerde warmte ervoor dat het water onmiddellijk kookt, wat ertoe kan leiden dat het zuur over een breed gebied wordt gesproeid. Om deze reden moet geconcentreerd zwavelzuur altijd worden verdund door het - langzaam - aan water toe te voegen; het proces mag nooit worden teruggedraaid.
De dehydraterende effecten van zwavelzuur verklaren de reacties met veel gebruikelijke organische materialen. Het verwijdert waterstof en zuurstof uit moleculen die deze elementen bevatten in de 2: 1-verhouding in het watermolecuul (H 2 O) - bijvoorbeeld koolhydraten - waaronder suikers, zetmeel en cellulose. Zwavelzuur reageert met koolhydraten om de waterstof en zuurstof te verwijderen en laat koolstof achter. Een bekende laboratoriumdemonstratie illustreert dit; geconcentreerd zwavelzuur wordt in een bekerglas aan sucrosetafelsuiker toegevoegd en zet dit snel om in een massa houtskool, met veel geproduceerde warmte. Dit is de reden dat zwavelzuur hout en papier onttrekt - stoffen die voornamelijk uit koolhydraten bestaan.
De effecten van zwavelzuur op de huid zijn goed gedocumenteerd en zijn opnieuw te wijten aan de dehydraterende eigenschappen van het zuur in plaats van aan de zuurgraad. Huidcontact met het geconcentreerde zuur resulteert in pijn en zwelling van weefsel binnen enkele seconden. Als het contact voldoende lang duurt, kunnen diepe brandwonden ontstaan en kan er enige verkoling optreden, wat kan leiden tot een bruine verkleuring. Vanwege de veroorzaakte zwelling leiden brandwonden met zwavelzuur vaak tot permanente littekens.
Bij gebruik van zwavelzuur moeten altijd geschikte handschoenen en een veiligheidsbril worden gedragen; een gezichtsbescherming en beschermend schort worden ook aanbevolen. Kleine vlekken op onbeschermde huid kunnen worden behandeld door direct te wassen met veel water. Grotere morsen brengt het risico met zich mee dat zuur wordt gesproeid als water onmiddellijk wordt aangebracht - het is beter om zoveel mogelijk van het zuur snel weg te vegen voor het wassen.
Zwavelzuur is niet vluchtig bij kamertemperatuur en vormt daarom normaal geen gevaar voor inademing; in het geval echter dit zuur of zijn industriële voorloper, zwaveltrioxide in contact komt met water, kan het geweld van de reactie een fijne nevel van zwavelzuurdruppeltjes produceren. Dit kan de ogen, luchtwegen en longen beschadigen bij inademing. Chronische blootstelling aan zwavelzuurnevel - bijvoorbeeld in een zwavelzuurfabriek - kan op de lange termijn gezondheidseffecten hebben en kan een kankerrisico voor werknemers inhouden.
Reacties van zwavelzuur met andere materialen kunnen gevaarlijke producten veroorzaken. Het zal bijvoorbeeld giftige en corrosieve dampen vrijgeven bij contact met halogeniden, zoals chloriden, fluoriden en bromiden. Contact met chloraten en permanganaten produceert sterk oxiderende verbindingen die brand- of explosiegevaar opleveren.