Jakie są skutki działania kwasu siarkowego?
Większość skutków działania kwasu siarkowego wynika z jego silnej kwasowości i dużego powinowactwa do wody. Korozja metali przez kwas siarkowy jest spowodowana jego kwasowością. Wpływ kwasu siarkowego na materiały organiczne, w tym na tkankę ludzką, jest w dużej mierze wynikiem jego właściwości odwadniających. Materiały takie jak drewno, papier i tkanina bawełniana są szybko zwęglane w kontakcie z kwasem.
Wpływ kwasu siarkowego na metale jest typowy dla silnego kwasu: reaguje on z metalami, które są bardziej reaktywne niż wodór, tworząc sól siarczanu metalu i uwalnia gazowy wodór. Będzie reagować w ten sposób z wieloma powszechnymi metalami, w tym żelazem, cynkiem i aluminium. Reakcja jest bardziej energiczna z rozcieńczonym kwasem niż ze stężonym kwasem. Ogranicza to ilość materiałów, które można wykorzystać do przechowywania kwasu, chociaż w postaci skoncentrowanej można go przechowywać w zbiornikach ze stali nierdzewnej. Uwalnianie się wodoru stanowi potencjalne ryzyko wybuchu w przypadku rozlania lub wycieku, jeśli kwas wejdzie w kontakt z metalami.
Kwas siarkowy jest bardzo silnym środkiem odwadniającym, a znaczna ilość ciepła jest uwalniana, gdy stężony kwas wejdzie w kontakt z wodą. Jeśli do nadmiaru kwasu zostanie dodana woda, wytworzone ciepło powoduje natychmiastowe zagotowanie wody, co może spowodować rozpylenie kwasu na dużym obszarze. Z tego powodu stężony kwas siarkowy należy zawsze rozcieńczać, dodając go - powoli - do wody; proces nigdy nie powinien być odwrócony.
Odwadniające działanie kwasu siarkowego tłumaczy jego reakcje z wieloma popularnymi materiałami organicznymi. Usunie wodór i tlen z cząsteczek zawierających te pierwiastki w stosunku 2: 1 znajdującym się w cząsteczce wody (H20) - na przykład węglowodanach - które obejmują cukry, skrobię i celulozę. Kwas siarkowy reaguje z węglowodanami, usuwając wodór i tlen, pozostawiając węgiel. Ilustruje to dobrze znana demonstracja laboratoryjna; stężony kwas siarkowy jest dodawany do cukru stołowego sacharozy w zlewce i szybko przekształca go w masę węgla drzewnego, z dużą ilością wytwarzanego ciepła. Z tego powodu kwas siarkowy wiąże drewno i papier - substancje, które składają się głównie z węglowodanów.
Wpływ kwasu siarkowego na skórę jest dobrze udokumentowany i ponownie wynika on raczej z jego właściwości odwadniających niż z kwasowości. Kontakt skóry ze skoncentrowanym kwasem powoduje ból i obrzęk tkanek w ciągu kilku sekund. Jeśli kontakt jest wystarczająco przedłużony, mogą wystąpić głębokie oparzenia i może wystąpić zwęglenie, w wyniku czego brązowe zabarwienie. Z powodu spowodowanego obrzęku oparzenia kwasem siarkowym często powodują trwałe blizny.
Podczas stosowania kwasu siarkowego należy zawsze nosić odpowiednie rękawice ochronne i okulary ochronne; zalecana jest również osłona twarzy i fartuch ochronny. Niewielkie wycieki na niechronioną skórę można usunąć przez szybkie przemycie dużą ilością wody. Większe wycieki stwarzają ryzyko rozpylania kwasu, jeśli woda zostanie natychmiast nałożona - lepiej jest szybko zetrzeć jak najwięcej kwasu przed praniem.
Kwas siarkowy nie jest lotny w temperaturze pokojowej, a zatem zwykle nie stwarza ryzyka wdychania; jednak w przypadku, gdy kwas lub jego przemysłowy prekursor, trójtlenek siarki wejdzie w kontakt z wodą, gwałtowność reakcji może spowodować powstanie drobnej mgiełki kropelek kwasu siarkowego. W przypadku wdychania może to uszkodzić oczy, drogi oddechowe i płuca. Przewlekłe narażenie na mgłę kwasu siarkowego - na przykład w instalacji kwasu siarkowego - może mieć długofalowe skutki zdrowotne i może stanowić ryzyko raka dla pracowników.
Reakcje kwasu siarkowego z innymi materiałami mogą powodować powstawanie niebezpiecznych produktów. Na przykład uwolni toksyczne i żrące opary w kontakcie z halogenkami, takimi jak chlorki, fluorki i bromki. W kontakcie z chloranami i nadmanganianami wytwarza silnie utleniające związki, które stwarzają ryzyko pożaru lub wybuchu.