Hva er forbindelsen mellom svovelsyre og vann?
En metode for å tilberede svovelsyre er ved å fuktige et molekyl av svoveltrioksid (SO 3 ) med et molekyl vann (H 2 O).Reaksjonen er så 3 #43;H 2 o rarr;H 2 SO 4 .Det er klart at svovelsyre bærer en nær tilknytning til vann;I tillegg er den helt løselig i vann.Å kombinere konsentrert svovelsyre med vann er potensielt farlig ettersom reaksjonen kan være voldelig.Dette er fordi de to stoffene samhandler mdash;ikke bare en eller to mekanismer og mdash;Men gjennom en rekke mekanismer er hver tilsatt trinnvis til den totale energifrigjøringen.
Ren svovelsyre er ikke bare polar;Det kan faktisk ionisere seg gjennom protonoverføring, en prosess kjent som auto-protolyse.Denne ioniseringsreaksjonen er skrevet 2 H 2 SO 4 rarr;[H 3 SO 4 ] #43; [HSO 4 ] #45; .Dette fenomenet gjør det lettere for svovelsyre og vann å danne hydrogenbindinger.På den måten kommer energi i form av varme inn i det omkringliggende systemet.
Uansett hvor det er hydrogen, nitrogen, oksygen og fluoratomer kan dannes, kan svake bindinger kalt hydrogenbindinger dannes.Når det gjelder svovelsyre, kan en eller to hydrogenioner forlate syren for å bli assosiert med nærliggende molekyler av vann.Slike positivt ladede hydroniumioner (H 3 O #43; ) danner lett fordi oksygenatomene i vannmolekyler tilbyr elektronrike miljøer som hydrogenioner trekkes til.Geometrien til et hydroniumion er mer symmetrisk enn et vannmolekyl.Dette muliggjør ensartet ladedistribusjon, og tilfører frigjøring av energi i systemet når svovelsyre og vann kombineres.
; 2 ).De to frie elektronene kan bo på noen av de fire oksygenatomene.Som ladninger frastøter hverandre, og dermed frigjør energi til systemet hvis de kan rømme til de ytre regionene i ionet;Det er tydelig at denne handlingen frigjør energi som omvendt mdash;Å bringe som kostnader sammen mdash;tar energi.De høye dielektriske konstantene av svovelsyre og vann muliggjør en høy grad av ladningsskjerming når de kombineres.Legg til denne ytterligere stabiliseringen aktivert av ytterligere lag med vann som omgir det innerste hydrogenbundne laget. Av de ovennevnte grunner, må det utvises forsiktighet når du kombinerer konsentrert svovelsyre og vann.Syren skal tilsettes gradvis til vann som blir omrørt, i stedet for omvendt.Dette forhindrer overdreven varmefrigjøring, noe som fører til plutselig koking med voldelig utkast av syre enten på huden eller i øynene.Kombinasjonen av svovelsyre og vann påføres i fremstilling av gjødsel, produksjon av stål, bleking av kraftmasse og i bilbatterier.