Asid sulfurik
Asid sulfurik (nama lama: minyak vitriol) ialah asid mineral yang kuat. Ia mempunyai formula kimia H2SO4.
| |||
 | |||
| Nama | |||
|---|---|---|---|
| Nama IUPAC Sulfuric acid | |||
| Nama lain minyak vitriol | |||
| Pengecam | |||
Imej model 3D Jmol | |||
| ChEBI | |||
| ChEMBL | |||
| ChemSpider | |||
| ECHA InfoCard | 100.028.763 | ||
| Nombor EC |
| ||
| Nombor E | E513 (pengawal keasidan pH & agen antikerakan) | ||
| 2122 | |||
| KEGG | |||
PubChem CID | |||
| Nombor RTECS |
| ||
| UNII | |||
| Nombor PBB | 1830 | ||
CompTox Dashboard (EPA) | |||
| |||
| |||
| Sifat | |||
| H 2SO 4 | |||
| Jisim molar | 98.079 g/mol | ||
| Rupa bentuk | cecair tidak berwarna | ||
| Bau | tiada bau | ||
| Ketumpatan | 1.8302 g/cm3(cecair)[1] | ||
| Takat lebur | 10.31[1] °C (50.56 °F; 283.46 K) | ||
| Takat didih | 337[1] °C (639 °F; 610 K) Jika suhu lebih daripada 300 °C (572 °F; 573 K), ia akan mereput kepada SO 3 + H 2O | ||
| ketercampuran, eksotermik | |||
| Tekanan wap | 0.001 mmHg (20 °C)[2] | ||
| Keasidan (pKa) | -2.8, 1.99 | ||
| Bes konjugat | bisulfat | ||
| Kelikatan | 26.7 cP (20 °C) | ||
| Struktur | |||
| Struktur kristal | monoklin | ||
| Kumpulan ruang | C2/c | ||
| Pemalar kekisi | a = 818.1(2) pm, b = 469.60(10) pm, c = 856.3(2) pm α = 90°, β = 111.39(3) pm°, γ = 90° | ||
Unit formula (Z) | 4 | ||
| Termokimia | |||
| Entropi molar piawai S | 157 J·mol−1·K−1[3] | ||
Entalpi pembentukan piawai (ΔfH⦵298) | −814 kJ·mol−1[3] | ||
| Bahaya | |||
| MSDS | External MSDS | ||
| Piktogram GHS |   | ||
| Perkataan isyarat GHS | Danger | ||
Penyata bahaya GHS | H314 | ||
Penyata pencegahan GHS | P260, P264, P280, P301+330+331, P303+361+353, P363, P304+340, P305+351+338, P310, P321, P405, P501 | ||
| NFPA 704 (berlian api) | |||
| Takat kilat | Tidak boleh terbakar | ||
Nilai Had Ambang (TLV) | 15 mg/m3 (IDLH), 1 mg/m3 (TWA), 2 mg/m3 (STEL) | ||
| Dos maut (LD) atau kepekatan dos maut (LC) | |||
LD50 (median dos) | 2140 mg/kg (tikus, oral)[4] | ||
LC50 (median kepekatan) | 50 mg/m3 (tikus Belanda, 8 hr) 510 mg/m3 (tikus, 2 hr) 320 mg/m3 (tetikus, 2 hr) 18 mg/m3 (tikus Belanda)[4] | ||
LCLo (paling rendah diketahui) | 87 mg/m3 (tikus Belanda, 2.75 hr)[4] | ||
| NIOSH (Had pendedahan kesihatan AS): | |||
PEL (Dibenarkan) | TWA 1 mg/m3[2] | ||
REL (Disyorkan) | TWA 1 mg/m3[2] | ||
IDLH (Bahaya serta-merta) | 15 mg/m3[2] | ||
| Sebatian berkaitan | |||
asid kuat berkaitan | asid selenik asid hidroklorik asid nitrik asid kromik | ||
Sebatian berkaitan | asid sulfurus asid peroksisulfurik sulfur trioksida oleum | ||
Kecuali jika dinyatakan sebaliknya, data diberikan untuk bahan-bahan dalam keadaan piawainya (pada 25 °C [77 °F], 100 kPa). | |||
 pengesahan (apa yang perlu:  / ?) | |||
| Rujukan kotak info | |||
Asid sulfurik larut dalam air pada semua kepekatan. Apabila gas SO3 pekat ditambah kepada asid sulfurik, ia membentuk H2S2O7. Ini dikenali sebagai asid sulfurik fuming, oleum, atau jarang-jarang sekali "asid Nordhausen".
Asid sulfurik mempunyai banyak kegunaan, termasuk dalam kebanyakan reaksi kimia dan proses pembuatan. Ia digunakan secara meluas sebagai bahan kimia pengilangan. Kegunaan utamanya termasuk penghasilan baja, memproses bijih, sintesis kimia, pemprosesan air kumbahan dan penapisan minyak.
Reaksi penghidratan asid sulfurik adalah tindak balas eksoterma yang kuat. Jika air ditambah kepada asid sulfurik pekat, ia mampu menggelegak. Sentiasa tambah asid kepada air dan bukan sebaliknya. Sebahagian daripada masalah ini disebabkan perbezaan isipadu kedua-dua cecair. Air kurang tumpat berbanding asid sulfurik dan cenderung untuk terapung di atas asid. Reaksi terhasil boleh dianggap sebagai membentuk ion hidronium, seperti:
H2SO4 + H2O → H3O+ + HSO4-.
Disebabkan asid sulfurik bersifat penghidrat, asid sulfurik merupakan agen pengeringan yang baik, malah digunakan bagi menyediakan kebanyakan buah-buahan kering.
Sejarah
Asid sulfurik telah ditemui oleh seorang ahli sains and alkimia Islam, Abu Bakar Muhammad bin Zakaria al-Razi, pada kurun ke-9. Beliau telah memperoleh asid sulfurik dengan penyulingan kering mineral-mineral vitriol tertentu. Misalnya :
(FeSO4 • 7H2O) → FeO + 7 H2O + SO3
(CuSO4 • 5H2O) → CuO + 5 H2O + SO3
SO3 + H2O → H2SO4
Apabila ferum (II) sulfat heptahidrat atau kuprum(II) sulfat pentahidrat dipanaskan, kedua-duanya akan terurai menjadi ferum (II) oksida serta kuprum(II) oksida masing masing dan membebaskan air dan sulfur trioksida. Air dan sulfur trioksida kemudiannya bergabung menjadi asid sulfurik cair. Cara menghasilkan asid sulfurik ini diketahui oleh ahli alkimia Eropah hasil penterjemahan. Asid sulfurik dikenali sebagai ‘oil of vitriol’ dan ‘spirit of vitriol’.
Perkembangan industri pada kurun ke-17 menyebabkan ahli alkimia bertungkus-lumus mencari cara untuk menghasilan asid sulfurik secara komersial. Pada tahun 1736, seorang ahli farmasi London, Joshua Ward, membakar sulfur dengan dengan kalium nitrat, KNO3, dengan kehadiran wap air untuk menghasilkan asid sulfurik secara komersial.
Pada tahun 1746 di Birmingham, John Roebuck menghasilkan asid sulfurik dengan cara tersebut dalam kebuk yang menggunakan plumbum. Asid sulfurik dihasilkan dengan cara ini untuk dua kurun yang seterusnya.
Cara Roebuck hanya dapat menghasilkan asid sulfurik 35-40%. Pembaikan cara ini telah meningkatkan kepekatan asid sulfurik kepada 78%. Walau bagaimanapun, asid sulfurik yang lebih pekat diperlukan untuk menghasilkan barangan industri yang lebih berkualiti. Satu lagi cara untuk mendapatkan asid sulfurik telah ditemui :
FeS2 → FeSO4
FeSO4 → Fe2(SO4)3
FeSO4 → Fe3O2 + SO3
Sulfur trioksida dapat dilarutkan dalam air untuk membentuk asid sulfurik yang pelbagai kepekatannya. Tetapi, cara ini memakan masa dan belanja yang terlalu banyak untuk kegunaan industri.
Penghasilan
Proses Kebuk Plumbum
Gas sulfur dioksida panas disalurkan ke dalam sebuah reaktor yang dipanggil menara Glover (Glover tower) di mana gas sulfur dioksida dibersihkan dengan ‘nitrous vitriol’ dan dicampur dengan nitrik oksida dan nitrogen dioksida untuk membentuk asid Gloverb. Dari menara Glover, asid Glover dicampur dengan gas-gas termasuk sulfur dioksida (SO2), sulfur trioksida (SO3), nitrogen oksida, NO, nitrogen, N2, oksigen, O2, dan wap air dalam suatu kebuk plumbum. Asid sulfurik 62-68% terhasil dan terkondensasi pada dinding kebuk plumbum. Selepas itu, nitrogen oksida dan sulfur dioksida yang tidak digunakan dalam tindak balas dihantar ke menara Glover semula untuk digunakan semula. Gas-gas yang berlebihan lazimnya dilepaskan ke atmosfera.
Proses Sentuh
Pada tahun 1831, seorang pedagang cuka Britain, Perengie Phillips, mempatenkan proses yang jauh lebih murah untuk menghasilkan sulfur trioksida dan asid sulfurik pekat. Proses ini dinamakan Proses Sentuh, dan hampir semua bekalan asid sulfurik dunia dihasilkan dengan proses ini.