硫酸
1 2 3 厚生労働省モデルSDS
1 2 “Sulfuric acid safety data sheet”. arkema-inc.com. 2012年6月17日時点のオリジナルよりアーカイブ。8/29/2021閲覧。 “Clear to turbid oily odorless liquid, colorless to slightly yellow.”
↑ “Sulfuric acid – uses”. dynamicscience.com.au. 2013年5月9日時点のオリジナルよりアーカイブ。8/29/2021閲覧。
↑ “BASF Chemical Emergency Medical Guidelines – Sulfuric acid (H2SO4)”. BASF Chemical Company (2012年). 2019年6月14日時点のオリジナルよりアーカイブ。2014年12月18日閲覧。
↑ Chenier, Philip J. (1987). Survey of Industrial Chemistry. New York: John Wiley & Sons. pp. 45–57. ISBN 978-0-471-01077-7. https://archive.org/details/surveyofindustri0000chen/page/45
↑ Hermann Müller "Sulfuric Acid and Sulfur Trioxide" in Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, Wiley-VCH, Weinheim.
純硫酸は濃硫酸に計算量の三酸化硫黄または発煙硫酸を反応させて得られるが、これを加熱するとやはり290 °C以上で分解が始まり、さらに加熱により98.33%の水溶液となり、沸点338 °Cの共沸混合物となる。
濃硫酸、とくに100%の純硫酸であっても分子性の液体としては比較的高度に電離しており、水素イオン(実際にはH3SO+4)は10 mol kg程度生成し、また溶媒としての硫酸は溶質にプロトン(水素イオン)を供与する力が非常に強くハメットの酸度関数ではH0 = −11.94を示す。しかし酸度関数も濃度により変化する。
プロトン性極性溶媒である純硫酸には自己解離および縮合などの平衡が存在し10 °Cの平衡定数は以下の通りである。
2 H 2 SO 4 ⟶ H 3 SO 4 + + HSO 4 − {\displaystyle {\ce {2H2SO4 -> H3SO4^+ + HSO4^-}}} , K = 1.7 × 10 − 4 m o l 2 k g − 2 {\displaystyle K=1.7\times 10^{-4}~\mathrm {mol} ^{2}~\mathrm {kg} ^{-2}}
2 H 2 SO 4 ⟶ H 3 O + + HS 2 O 7 − {\displaystyle {\ce {2H2SO4 -> H3O^+ + HS2O7^-}}} , K = 3.5 × 10 − 5 m o l 2 k g − 2 {\displaystyle K=3.5\times 10^{-5}~\mathrm {mol} ^{2}~\mathrm {kg} ^{-2}}
熱濃硫酸は芳香族化合物などの有機物とスルホン化反応を起こす(ただし発煙硫酸を使う方法のほうが一般的である)。これは平衡生成物として僅かに存在しているSO3による求電子置換反応である。この反応により生成するスルホン酸(RSO3H)は1価の強酸である。
濃硝酸と濃硫酸を混合した混酸は、有機物とニトロ化反応を起こし、グリセリンなどアルコールと反応して硝酸エステルを生成する。これも強酸性媒体である濃硫酸中で硝酸がプロトン化を受け続いて脱水した結果生成したニトロイルイオン(nitroyl / NO+2)による求電子置換反応である。