Sülfürik asidi hazırlamanın bir yöntemi, bir kükürt trioksit molekülünün (S03) bir su molekülü (H20) ile hidratlanmasıdır. Reaksiyon S03 + H20 → H2S04'tür. Açıkça, sülfürik asit suya yakın bir bağlantı kurar; Ek olarak, suda tamamen çözünür. Konsantre sülfürik asidin suyla birleştirilmesi, reaksiyon şiddetli olabileceğinden potansiyel olarak tehlikelidir. Bunun nedeni, iki maddenin etkileşimi - sadece bir veya iki mekanizma aracılığıyla değil - her biri toplam enerji salınımına aşamalı olarak artan bir dizi mekanizma aracılığıyla.
Saf sülfürik asit sadece kutupsal değildir; aslında “oto-protoliz” olarak bilinen bir işlem olan proton transferi yoluyla kendini iyonize edebilir. Bu iyonizasyon reaksiyonu 2 H2S04 → [H3S04] + [HSO4] - ile yazılmıştır. Bu fenomen, sülfürik asit ve suyun hidrojen bağları oluşturmasını kolaylaştırır. Bunu yaparken, ısı şeklinde enerji, çevreleyen sisteme girer.
Hidrojen, azot, oksijen ve flüor atomlarının bulunduğu her yerde, "hidrojen bağı" adı verilen zayıf bağlar oluşabilir. Sülfürik asit durumunda, bir veya iki hidrojen iyonu, yakındaki su molekülleri ile ilişkili hale gelmesi için asidi bırakabilir. Bu pozitif yüklü "hidronyum" iyonları (H30 + ) kolayca oluşur, çünkü su moleküllerinin oksijen atomları, hidrojen iyonlarının çekildiği elektron bakımından zengin ortamlar sunar. Bir hidronyum iyonunun geometrisi bir su molekülünden daha simetriktir. Bu, ünite sülfürik asit ve su birleştirildiğinde enerjinin sisteme salınmasına ilave olarak eşit yük dağılımını sağlar.
Simetriye yardımcı olan bir başka enerji salımı, iki kat yüklü sülfat anyonunun (S04- 2 ) oluşmasıdır. İki serbest elektron, dört oksijen atomundan herhangi birinde ikamet alabilir. Gibi yükler birbirlerini iterler ve böylece iyonun dış bölgelerine kaçabilirlerse sisteme enerji verirler; Bu eylemin enerjiyi geri döndürdüğü açıktır - aynı yükleri bir araya getirmek gibi - enerji alır. Yüksek dielektrik sülfürik asit ve su sabitleri, birleştirildiğinde yüksek derecede koruma sağlar. En içteki hidrojene bağlı tabakayı çevreleyen ilave su tabakaları ile mümkün kılan bu stabilizasyona ilave edin.
Yukarıdaki nedenlerden dolayı, konsantre sülfürik asit ve suyu birleştirirken dikkatli olunmalıdır. Asit, tersi şekilde değil, karıştırılan suya aşamalı olarak eklenmelidir. Bu, aşırı ısı salınımını önler, asitin deriye veya gözlere şiddetli atılmasıyla ani kaynamasına neden olur. Sülfürik asit ve su kombinasyonu, gübre üretiminde, çelik üretiminde, Kraft hamurunun ağartılmasında ve otomotiv akülerinde uygulanır.
