Wat is vast zwavelzuur?
Zoals alle materie, kan zwavelzuur bestaan als een vaste stof, vloeistof of gas. De temperatuur van het zuur bepaalt in welke toestand het zich bevindt, met lagere temperaturen vertragen de atomen totdat ze vast worden en hogere temperaturen zorgen voor voldoende beweging in de atomen dat het eerst een vloeistof en vervolgens een gas wordt. Hoewel zwavelzuur een vloeistof is bij kamertemperatuur, is het mogelijk om vast zwavelzuur te maken door het af te koelen tot een temperatuur onder 50 graden Fahrenheit (10 graden Celsius). Wanneer zwavelzuur wordt verdund met water, varieert de temperatuur die nodig is om vast zwavelzuur te vormen, afhankelijk van de verdunning.
Om vast zwavelzuur te creëren, moet het zuur onder het smeltpunt worden gehouden. Voor puur zwavelzuur betekent dit dat het zuur onder de 50 graden Fahrenheit moet worden gehouden. Als het zuur deze temperatuur bereikt, smelt het snel in een vloeistof. Zwavelzuur wordt meestal als een vloeistof beschouwd omdat het deze vorm bij kamertemperatuur aanneemt, en daarom wordt het meestal opgeslagen.
Hoewel puur zwavelzuur vast wordt bij temperaturen onder 50 graden Fahrenheit, wordt het meeste zwavelzuur verdund met water. Dit type zuur reageert gemakkelijk met water, waardoor het moeilijk is om het zuiver te houden. Bovendien is het zuur stabieler bij bepaalde verdunningen, zodat het meestal gedeeltelijk verdund wordt gehouden. Bij 99% zwavelzuur, 1% water, zal het zuur bevriezen wanneer het een temperatuur van 41 graden Fahrenheit (5 graden Celsius) bereikt. Bij 98% vereist het creëren van vast zwavelzuur temperaturen onder 30 graden Fahrenheit (-1,1 graden Celsius).
Het is belangrijk om het specifieke smeltpunt te controleren voor elke concentratie zwavelzuur die bevroren moet worden gehouden, omdat de temperatuur die nodig is om vloeibaar zwavelzuur in een vaste stof te transformeren geen regelmatig patroon volgt. Een verdunning met 93% zwavelzuur, die kan worden gebruikt om waterstoffloride te maken, wordt een vaste stof bij -21 graden Fahrenheit (-29,4 graden Celsius), een temperatuur lager dan die nodig is om 98% zuur te bevriezen. Een verdunning van 78% zuur wordt vast bij 11,5 graden Fahrenheit (-11,4 graden Celsius).
Industrieën gebruiken het meest waarschijnlijk zwavelzuur in vloeibare vorm. Hoewel vast zwavelzuur niet bijzonder nuttig is, is het belangrijk dat iedereen die dit materiaal opslaat zich bewust is van het vriespunt voor de verdunning van zwavelzuur dat hij opslaat, en het zuur moet worden bewaard bij temperaturen die het ofwel vast houden of vloeibare vorm. De fysische eigenschappen van het zuur, inclusief de hoeveelheid volume die het opneemt, kunnen veranderen als het zuur van de ene fase naar de andere verandert, en een onverwachte verandering in volume kan stress veroorzaken in een container die wordt gebruikt om het zuur op te slaan.