Hvilke faktorer påvirker svovelsyreoppløselighet?
Vitriololje, bedre kjent som svovelsyre, består av de tre elementene hydrogen (H), svovel (S) og oksygen (O), og har den kjemiske formelen H 2 SO 4 . Dette er en av de kraftigste syrene som er kjent. Det er også et farlig dehydratiseringsmiddel som løses raskt opp i vann og i noen proporsjoner. Svovelsyreløselighet i vann er så energisk foretrukket at det til og med kan føre til livskader eller lemmer. Faktorer som bidrar til den store løseligheten i vann inkluderer den høye polariteten, lette ioniseringen, stabiliseringen gjennom hydrogenbinding og symmetrien til dets anion.
Som en generell regel indikerer "som oppløses som" vann, et sterkt polart oppløsningsmiddel, oppløse andre polare stoffer. Polaritet har et nært forhold til et stoffs dielektriske konstant, materialets ladningshåndteringsevne. Den dielektriske konstanten på 100 prosent svovelsyre er omtrent 100, som er høyere enn vann, på omtrent 80. Denne konstanten definerer graden av ladningsreduksjon et stoff er i stand til å gjøre mot en partikkel som er fullstendig omsluttet i den. Løsbarhet av svovelsyre er, klart, energisk foretrukket av denne prosessen.
Ionisering i svovelsyre er så sterk, det kan gjøre det for seg selv, prosessen kalles auto-protolyse. Mekanisk er reaksjonen 2 H 2 SO 4 → H 3 + SO 4 + HSO 4 - . Siden ionisering er nedbrytning av et stoff i dets ladede bestanddeler - en del av oppløsningsprosessen - er svovelsyreløseligheten ikke bare fullstendig i vann, men den er rask. Selve H3 + SO 4- delen ioniserer ytterligere.
Hydrogenbinding er en rekke "svake" bindinger som oppstår mellom elektropositive hydrogenatomer og spesifikke elektronegative atomer, inkludert oksygen, nitrogen og fluor. Svovelsyrens negative ion, eller anion, inneholder et svovelatom festet til fire oksygenatomer. Strukturen har således god evne til å danne sterke og flere hydrogenbindinger. Denne formen for binding gir økt stabilitet til anionene, og når den først er dannet, påvirker den rekombinering av ioner. Prosessen er sterkt ugunstig, og gir en ytterligere faktor som garanterer løselighet av svovelsyre.
Anjonen av fullstendig ionisert svovelsyre er SO 4 −2 . Dette ionet er svært symmetrisk, de to ladningselektronene kan lett ligge på et av de fire oksygenatomer ved omkretsen. Denne resonansstabilitet avtar videre tendensen til ionekombinasjon, og er en del av svovelsyreløselighetspakken. Størrelsen på denne allerede store anionen økes kraftig av omgivende vannmolekyler som hydrogenbinder seg til den. Dette sprer den beskjedne negative ladningen over det mye større ytre overflate av det hydratiserte anionet, og kan sammenlignes med prosessen med hydratisering og hydrolyse av positive metallkationer.