การเชื่อมต่อระหว่างกรดซัลฟูริกกับน้ำคืออะไร?

วิธีหนึ่งในการเตรียมกรดซัลฟูริกคือการให้ความชุ่มชื้นโมเลกุลของซัลเฟอร์ไตรออกไซด์ (ดังนั้น ₃ ) ด้วยโมเลกุลของน้ำ (H ₂ O)ปฏิกิริยาคือ ₃ #43;H ₂ O rarr;H ₂ ดังนั้น ₄ เห็นได้ชัดว่ากรดซัลฟูริกมีการเชื่อมต่อกับน้ำอย่างใกล้ชิดนอกจากนี้ยังสามารถละลายในน้ำได้อย่างสมบูรณ์การรวมกรดซัลฟูริกเข้มข้นกับน้ำอาจเป็นอันตรายได้เนื่องจากปฏิกิริยาอาจรุนแรงนี่เป็นเพราะสารทั้งสองโต้ตอบ mdash;ไม่ผ่านกลไกหนึ่งหรือสองกลไก mdash;แต่ด้วยกลไกโฮสต์แต่ละการเพิ่มการปลดปล่อยพลังงานทั้งหมด

กรดซัลฟิวริกบริสุทธิ์ไม่ได้เป็นเพียงขั้วมันสามารถทำให้ตัวเองแตกต่างผ่านการถ่ายโอนโปรตอนซึ่งเป็นกระบวนการที่เรียกว่าโปรตีนอัตโนมัติปฏิกิริยาไอออนไนซ์นี้เขียนขึ้น 2 H ₂ ดังนั้น ₄ rarr;[H ₃ ดังนั้น ₄ ] ^#43; [HSO ₄ ] ^#45; ปรากฏการณ์นี้ทำให้กรดซัลฟูริกและน้ำง่ายขึ้นในการสร้างพันธะไฮโดรเจนในการทำเช่นนั้นพลังงานในรูปแบบของความร้อนจะเข้าสู่ระบบโดยรอบ

ทุกที่ที่มีไฮโดรเจน, ไนโตรเจน, ออกซิเจนและอะตอมฟลูออรีนที่มีให้ทำเช่นนั้นพันธะที่อ่อนแอที่เรียกว่าพันธะไฮโดรเจนอาจเกิดขึ้นในกรณีของกรดซัลฟูริกไอออนไฮโดรเจนหนึ่งหรือสองตัวอาจทำให้กรดกลายเป็นที่เกี่ยวข้องกับโมเลกุลใกล้เคียงของน้ำไอออนไฮโดรเนียมไอออนที่มีประจุบวก (H ₃ O ^#43; ) เกิดขึ้นอย่างง่ายดายเนื่องจากอะตอมออกซิเจนของโมเลกุลน้ำให้สภาพแวดล้อมที่อุดมด้วยอิเล็กตรอนซึ่งไอออนไฮโดรเจนถูกดึงออกมารูปทรงเรขาคณิตของไอออนไฮโดรเนียมนั้นสมมาตรมากกว่าโมเลกุลของน้ำสิ่งนี้ช่วยให้การกระจายประจุที่สม่ำเสมอเพิ่มการปล่อยพลังงานเข้าสู่ระบบเมื่อรวมกรดซัลฟิวริกและน้ำเข้าด้วยกัน

ยังมีพลังงานอีกชนิดหนึ่งที่ปล่อยออกมาโดยสมมาตรคือการก่อตัวของประจุลบซัลเฟตที่มีประจุสองเท่า (ดังนั้น

4 #45; 2 ^{)อิเล็กตรอนอิสระทั้งสองสามารถเข้าพักในอะตอมออกซิเจนสี่ตัวเช่นเดียวกับค่าใช้จ่ายขับไล่ซึ่งกันและกันและปล่อยพลังงานไปยังระบบหากพวกเขาสามารถหลบหนีไปยังบริเวณภายนอกของไอออนเป็นที่ชัดเจนว่าการกระทำนี้ปล่อยพลังงานเป็น Reverse Mdash;นำมาซึ่งค่าใช้จ่ายร่วมกัน mdash;ใช้พลังงานค่าคงที่ไดอิเล็กตริกสูงของกรดซัลฟูริกและน้ำช่วยให้การป้องกันประจุในระดับสูงเมื่อรวมเข้าด้วยกันเพิ่มความเสถียรต่อไปนี้โดยชั้นน้ำเพิ่มเติมรอบ ๆ ชั้นไฮโดรเจนที่ถูกยึดติดด้านในสุด}

ด้วยเหตุผลข้างต้นต้องใช้ความระมัดระวังเมื่อรวมกรดซัลฟิวริกและน้ำเข้มข้นควรเพิ่มกรดลงเรื่อย ๆ ลงไปในน้ำที่ถูกกวนแทนที่จะเป็นอีกทางหนึ่งสิ่งนี้จะช่วยป้องกันการปล่อยความร้อนที่มากเกินไปนำไปสู่การเดือดอย่างฉับพลันด้วยการปล่อยกรดอย่างรุนแรงไม่ว่าจะเป็นผิวหนังหรือเข้าไปในดวงตาการรวมกันของกรดซัลฟูริกและน้ำถูกนำไปใช้ในการผลิตปุ๋ยการผลิตเหล็กการฟอกของเยื่อกระดาษ kraft และในแบตเตอรี่ยานยนต์