Vad är vattenhaltig svavelsyra?

Vattenhaltig svavelsyra är vilken som helst blandning av svavelsyra och vatten, och är det vanligaste sättet att syran säljs. Det latinska ordet för vatten är aqua, som är där termen vattenhaltig kommer från. Svavelsyra, eller H2S04, används ofta i kemisk bearbetning, för batterier och som ett dehydratiseringsmedel för att ta bort vatten från andra material.

När svavelsyra blandas med vatten blir väteatomerna joner, vilket innebär att de skiljer sig från syramolekylen, utvecklar en liten elektrisk laddning och är tillgängliga för att reagera med andra molekyler. Eftersom det finns två väteatomer i varje molekyl, kallas svavelsyra en dibasinsyra. Joniseringsprocessen kräver att vatten är närvarande, så de flesta kemiska bearbetningar använder vattenhaltig svavelsyra.

Det finns en sådan affinitet, eller stark attraktion, av svavelsyra för vatten, att stark syra kan användas för att torka andra kemikalier. Detta är känt som dehydrering, som kommer från hydro, det grekiska ordet för vatten. När syran absorberar vatten blir den en svagare vattenlösning av svavelsyra och måste så småningom ersättas med färsk syra eller regenereras till stark syra. Att lägga till svavelsyra i vatten skapar en hel del värme, som måste kontrolleras för att förhindra kokning av blandningen.

Det finns två primära kommersiella sätt att skapa svavelsyra, blykammaren och kontaktprocesserna. Uppfunnet på 1700-talet använder ledkammarprocessen en reaktion av svavel och kaliumnitrat eller saltpeter med ånga i en blyfodrad reaktor för att bilda svaveltrioxid. Svaveltrioxid kan lösas i vatten för att bilda vattenhaltig svavelsyra, typiskt med koncentrationer av cirka 70% syra.

På 1830-talet uppfanns kontaktprocessen för att skapa syra som är mer koncentrerad. Denna process använder en metallkatalysator som är dyr att producera, men kan skapa syrakoncentrationer upp till 98%. Detta kallas koncentrerad syra och är i allmänhet den gynnade produktionsmetoden under 1900- och 21-talet.

Vattenhaltig svavelsyra är ett vanligt råmaterial för produktion av gödselmedel, andra kemiska mellanprodukter och bly-syra fordonsbatterier. Sedan början av 1900-talet var batterier tillverkade av blyplattor upphängda i en svavelsyralösning ett vanligt sätt att producera elektricitet för fordon, fartyg och flygplan. Ledningen reagerar med syralösningen och bildar molekyljoner som skapar en elektrisk ström.

När batteriet skapar kraft reagerar blyet och syran och bildar blysulfat, som är ett vitt pulver som samlas i botten av batteriet. Dessa batterier är uppladdningsbara, vilket innebär att en elektrisk ström som sänds genom batteriet kommer att vända denna reaktion och gör att bly kan sätta tillbaka på plattorna. När laddningen fortskrider kommer sulfatjonerna att bilda svavelsyra, vilket skapar en mer koncentrerad blandning i batteriet och ger mer elektrisk kraft vid behov.