Rikkihappo
Ominaisuudet > Kemialliset ominaisuudet

Rikkihappo on kaksiarvoinen happo, koska sen molekyylissä on kaksi vetyatomia, jotka voivat irrota protolyysireaktiossa. Protolyysireaktio tapahtuu kahdessa osassa. Rikkihapolla on siksi kahdentyyppisiä suoloja. Rikkihapon suolat ovat nimeltään sulfaatteja tai vetysulfaatteja (SO42− on sulfaatti-ioni, HSO4−, vetysulfaatti-ioni). Konsentraatioltaan yksimolaarisessa vesiliuoksessa rikkihappo luovuttaa toisen protoneistaan eli protolysoituu käytännöllisesti katsottuna täydellisesti vetysulfaatti-ioneiksi seuraavan reaktioyhtälön mukaisesti:
Vetysulfaatti-ioni on huomattavasti heikompi happo kuin rikkihappo, eivätkä kaikki vetysulfaatti-ionit siis luovuta protonia:
Vain noin 1,3 % vetysulfaatti-ioneista on protolysoitunut sulfaatti-ioneiksi yksimolaarisessa rikkihappoliuoksessa.
Vetyionit (eli positiiviset yhden protonin vety-ytimet) eivät viihdy yksin vedessä vaan liittyvät heti vesimolekyyleihin. Tällöin muodostuu positiivisia oksoniumioneja, H3O+. Oksoniumionien suuri konsentraatio liuoksessa aiheuttaa happamuuden.
Epäjalot metallit, jotka sijaitsevat metallien sähkökemiallisessa jännitesarjassa ennen vetyä, reagoivat jo laimean rikkihapon kanssa. Tällöin hapon vetyatomit pelkistyvät, ja reaktiossa syntyvän metallisulfaatin lisäksi muodostuu myös vetykaasua. Epäjalot metallit, jotka muodostavat ionin hapetusluvulla +II, reagoivat rikkihapon kanssa seuraavasti (M merkitsee tässä mielivaltaista metallia):
Jalot metallit sijaitsevat jännitesarjassa vedyn jäljessä, joten vetyionit eivät kykene hapettamaan niitä, eivätkä ne liukene laimeaan rikkihappoliuokseen vetyä vapauttaen. Sen sijaan jaloista metalleista kupari, elohopea ja hopea liukenevat väkevään rikkihappoon, joka on erittäin vahva hapetin. Tällöin pelkistyy vetyatomien sijasta osa rikkihapon rikkiatomeista rikkidioksidiksi.
Erittäin jalot metallit kuten platina ja kulta eivät reagoi hapettuen edes väkevän rikkihapon kanssa. Vaikka lyijy on epäjalo metalli, laimea rikkihappo ei kykene juurikaan liuottamaan sitä. Tämä johtuu siitä, että lyijyn ja rikkihapon reaktiossa syntyvä lyijysulfaatti on erittäin niukkaliukoista ja muodostaa lyijymetallin päälle suojaavan kerroksen. Erittäin väkevä ja noin 260-asteinen kuuma rikkihappo sen sijaan liuottaa myös lyijymetallin täydellisesti.
Väkevä rikkihappo sitoo hyvin vettä. Tästä syystä rikkihappoa voidaan käyttää myös kuivausaineena esimerkiksi kaasujen valmistuksessa. Muun muassa valmistettaessa kloorikaasua alkalimenetelmällä on tuotteessa mukana usein vesihöyryä. Höyry poistetaan johtamalla kaasuseos väkevään rikkihappoon. Vastaavalla tavalla, johtamalla väkevään typpihappoon, voidaan kuivata useita muitakin kaasuja, kuten happea, typpeä ja hiilidioksidia.
Rikkihappo voi imeä itseensä vettä myös kiinteistä orgaanisista yhdisteistä hajottamalla niitä. Esimerkiksi hiilihydraatit koostuvat hiilestä, hapesta ja vedystä. Paperi koostuu pääasiassa selluloosasta, joka on hiilihydraatti. Kun paperin päälle kaadetaan väkevää rikkihappoa, paperi mustuu. Rikkihappo hajottaa paperin selluloosaa ja ryöstää siltä veden alkuaineet, vedyn ja hapen. Jäljelle jää hiili, joka antaa paperille mustan värin.
Piidioksidin ja silikaattien kanssa rikkihappo ei reagoi, minkä vuoksi sitä voidaankin säilyttää lasiastioissa.