Asid sulfurik

Jangan dikelirukan dengan Asid sulfurus.

Asid sulfurik (nama lama: minyak vitriol) ialah asid mineral yang kuat. Ia mempunyai formula kimia H₂SO₄.

Asid sulfurik

Model ruangan isian Model bola dan batang
Nama
Nama IUPAC Asid sulfurik
Nama lain minyak vitriol
Pengecam
No. Pendaftaran CAS	7664-93-9 Y
Imej model 3D Jmol	Imej berinteraktif
ChEBI	CHEBI:26836 Y
ChEMBL	ChEMBL572964 Y
ChemSpider	1086 Y
ECHA InfoCard	100.028.763
Nombor EC	231-639-5
Nombor E	E513 (pengawal keasidan pH & agen antikerakan)
Rujukan Gmelin	2122
KEGG	D05963 Y
PubChem CID	1118
Nombor RTECS	WS5600000
UNII	O40UQP6WCF Y
Nombor PBB	1830
CompTox Dashboard (EPA)	DTXSID5029683
InChI InChI=1S/H2O4S/c1-5(2,3)4/h(H2,1,2,3,4) Y Key: QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Y InChI=1/H2O4S/c1-5(2,3)4/h(H2,1,2,3,4) Key: QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYAC
SMILES OS(=O)(=O)O
Sifat
Formula kimia	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
Keterlarutan dalam air	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 So298	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)	0 3 2 W OX
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).
Y pengesahan (apa yang perlu: Y/N?)
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.

Rujukan

1. Haynes, William M. (2014). CRC Handbook of Chemistry and Physics (dalam bahasa Inggeris) (ed. 95). CRC Press. m/s. 4–92. ISBN 9781482208689. Dicapai pada 18 November 2018.
2. NIOSH Pocket Guide to Chemical Hazards. "#0577" (dalam bahasa Inggeris). National Institute for Occupational Safety and Health (NIOSH).
3. Zumdahl, Steven S. (2009). Chemical Principles 6th Ed. Houghton Mifflin Company. m/s. A23. ISBN 978-0-618-94690-7.
4. "Sulfuric acid". Immediately Dangerous to Life or Health Concentrations (IDLH). Institut Kebangsaan untuk Keselamatan dan Kesihatan Pekerjaan (NIOSH).