濃硫酸

濃硫酸，俗稱壞水，化學分子式為H?SO?，是一種具有高腐蝕性的強礦物酸。濃硫酸指質量分數大于或等于70%的硫酸溶液。濃硫酸在濃度高時具有強氧化性，這是它與稀硫酸xxx的區別之一。同時它還具有脫水性，強腐蝕性，難揮發性，酸性，吸水性等。

濃硫酸是指質量分數大于等于70%的純H2SO4的水溶液。硫酸與硝酸，鹽酸，氫碘酸，氫溴酸，高氯酸并稱為化學六大無機強酸。

由于濃硫酸中含有大量未電離的硫酸分子（強酸溶液中的酸分子不一定全部電離成離子，酸的強弱是相對的），所以濃硫酸具有吸水性、脫水性（俗稱炭化，即腐蝕性）和強氧化性等特殊性質；而在稀硫酸中，硫酸分子已經完全電離，所以不具有濃硫酸的特殊化學性質。發煙硫酸是無色或棕色油狀稠厚的發煙液體（棕色是因為其中含有少量鐵離子），具有強烈刺激性臭味，吸水性很強，與水可以任何比例混合，并放出大量稀釋熱。所以進行稀釋濃硫酸的操作時，應將濃硫酸沿容器壁慢慢注入水中，并不斷用玻璃棒攪拌。

硫酸的濃稀概念有一個大概的標準：最高的發煙硫酸密度約為2，含游離的SO3約60%。一般來說密度為1.61g/mL的硫酸叫濃硫酸(注：一般認為濃度70%以上硫酸的叫濃硫酸)其中折合含SO3的量達到82%，它的濃度為18mol/L，中等濃度的是指密度在1.5到1.8左右，它們的濃度分別是在9.2mol/L到16mol/L。那么稀硫酸是指密度在1.5g/mL以下，濃度在9.2mol/L以下。

1．稱重法濃硫酸比稀硫酸密度大（98%的濃硫酸密度為1.84g/mL），故在相同的體積下，重的是濃硫酸。2．粘度法濃硫酸是粘稠的液體，而稀硫酸則接近于水的粘度，所以將試劑瓶拿起搖動幾下，就可看出哪個是濃硫酸，液體較滿時可取少許于試管中振蕩。但是在沒有對照時不推薦使用。3．沸點法硫酸是高沸點的酸，98%的濃硫酸沸點為338℃，故可取少許于試管中加熱，先沸騰且有大量水蒸氣產生的為稀硫酸，注意不要吸入蒸汽，因為會有少量酸液隨水蒸出。難以沸騰的是濃硫酸。4．稀釋法將濃硫酸沿著器壁慢慢注入水里，并不斷攪拌。（切不可將水注入濃硫酸，這樣會液滴四濺。解釋：水的密度小，水會浮在濃硫酸上面，溶解時放出的熱使水沸騰，造成硫酸液滴飛濺，非常危險）稀釋時放出大量熱的是濃硫酸5．鐵鋁法分別取少許于試管中，加入鐵絲或鋁片，無現象的是濃硫酸，有氣泡出現的是稀硫酸。因為濃硫酸在常溫時可使鐵、鋁等金屬表面快速氧化生成一種致密的氧化膜而發生“鈍化”，但是如果在硫酸溶液中加入少量氯離子則會催化氧化膜的分解，一種說法是氯離子與氧化膜形成絡合物，還有一種說法是認為氯離子半徑小于氧化物分子間間隔，氯離子能進入氧化膜內部，繼續參與反應。6．銅碳法分別取兩支試管，加入銅片或木炭后，再分別加入酸，然后加熱，能夠產生刺激性氣體的是濃硫酸。刺激性氣體為二氧化硫。7．膽礬法分別取兩支試管，加入膽礬少許，再分別加入酸，晶體溶解溶液變藍色的是稀硫酸，晶體表面變白色的是濃硫酸。這個變化既是物理變化又是化學變化。8．纖維素法分別用玻璃棒蘸取兩種酸在紙或木材或棉布上畫痕，一段時間后，表面脫水炭化變黑的是濃硫酸。9．蔗糖法在小燒杯中加入約10g蔗糖，滴入1mL水后，再加入酸，能使蔗糖脫水炭化產生“黑面包”的是濃硫酸。此反應中利用濃硫酸與水放熱促進反應發生，水作催化劑。10．露置法濃硫酸具有吸水性，露置一段時間后，質量增加的是濃硫酸，稀硫酸可能因水揮發而質量減少11．亞硝酸鈉法在試管中加入少許工業用鹽，然后分別加入酸，產生刺激性氣體和紅色氣體的是濃硫酸，工業鹽溶解無刺激性氣體產生的是稀硫酸。刺激性氣體主要是二氧化氮和二氧化硫。12．電導法取兩個碳棒作電極，插入酸中，電路中串聯上小燈泡，用兩節干電池構成閉合回路，小燈泡發光且較亮的是稀硫酸，因為濃硫酸中水較少，絕大部分硫酸分子沒有電離，故自由移動的離子很少，導電性較差。但是濃硫酸與碳能發生反應，所以應使用鉭[tǎn]等惰性金屬絲作電極。（注：濃硫酸因為自偶電離2H2SO4=可逆=H3SO4+HSO4產生自由移動的離子而有較弱導電性）13．氯化鈉法在兩只試管中加入少許氯化鈉，然后分別加入酸，產生刺激性氣味氣體的是濃硫酸，氯化鈉溶解無刺激性氣味氣體產生的是稀硫酸。氯化鈉與濃硫酸反應生成硫酸鈉和有刺激性氣味的氣體氯化氫。

濃硫酸密度比水大得多，直接將水加入濃硫酸會使水浮在濃硫酸表面，大量放熱而使酸液沸騰濺出，造成事故。因此，濃硫酸稀釋時，常將濃硫酸沿器壁慢慢注入水中（燒瓶用玻璃棒引流），并不斷攪拌，使稀釋產生的熱量及時散出。（由圖為操作方式）

切不能將順序顛倒，這樣會引發事故。切記“酸入水，沿器壁，慢慢倒，不斷攪”，“稀釋那濃硫酸，濃酸入水滴，沿器壁慢慢倒，攪拌手不離（化學版《青花瓷》）”。注酸入水不斷攪拌稀釋好的硫酸應冷卻至室溫后存放入試劑瓶中。濃硫酸與濃硝酸的混合與濃硫酸加水稀釋類似，注硫酸入硝酸，混酸具有很強的氧化性，也常用于將醇類物質的羥基轉化為硝酰[xiān]氧基（硝酸酯[zhǐ]）。

除了酸固有的化學性質外，濃硫酸還具有自己特殊的性質，與稀硫酸有很大差別，主要原因是濃硫酸溶液中存在大量未電離的硫酸分子（硫酸分子亦可以進行自偶電離），這些硫酸分子使濃硫酸有很強的性質。濃鹽酸濃硝酸和濃硫酸的對比純硫酸是一種無色無味油狀液體。常用的濃硫酸中H2SO4的質量分數為98.3%，其密度為1.84g·cm，其物質的量濃度為18.4mol·L。98.3%時，熔點：10℃；沸點：338℃。硫酸是一種高沸點難揮發的強酸，易溶于水，能以任意比與水混溶。濃硫酸溶解時放出大量的熱，因此濃硫酸稀釋時應該“酸入水，沿器壁，慢慢倒，不斷攪”。

濃硫酸具有很強的腐蝕性，若實驗時是不小心濺到皮膚或衣服上，應立即用大量水沖洗，不僅能減少濃硫酸在皮膚上停留的時間，還能在xxx時間稀釋濃硫酸，減少其對人體的傷害，并且就算其溶于水會有熱量放出，但是大量事實證明，沖洗時流水會帶走熱量，產生的熱對人體幾乎無影響（切記不可用布擦，因為濃硫酸有強脫水性，接觸皮膚后會使之炭化，用布會擦就會擦掉皮膚組織。但若需在試卷上作答，則以課本內容為準），然后涂上3%~5%的碳酸氫鈉溶液（切不可用氫氧化鈉等強堿）。嚴重的應立即送往醫院。若實驗時滴落在桌面上，則用布擦干即可。

將一瓶濃硫酸敞口放置在空氣中，其質量將增加，密度將減小，濃度降低，體積變大，這是因為濃硫酸具有吸水性，能吸附空氣中的水。常做干燥劑。濃硫酸常做為洗氣裝置，濃硫酸熟知的除了能夠吸收空氣中的水外，還可以干燥中性和酸性氣體例如中性氣體：CO、氧氣、氮氣和所有的稀有氣體酸性氣體：HCI氣體、二氧化碳、二氧化硫濃硫酸不能用作堿性氣體（例如氨氣）的洗氣裝置，因為濃硫酸與氨氣反應。濃硫酸還不可干燥溴化氫、碘化氫，硫化氫等還原性氣體。需要特別注意的是，硫酸不能干燥二氧化氮，因為NO2溶于濃硫酸生成亞硝基硫酸等一些物質注：濃硫酸只有吸收游離水分子時才表現為吸水性，如吸收五水硫酸銅中的結晶水時是脫去的結晶水，不是吸水。此項應特別注意，CuSO4·5H2O=CuSO4+5H2O是化學變化，表現脫水性，而不是吸水性。

• 脫水性是濃硫酸的性質，而非稀硫酸的性質，即濃硫酸有脫水性且脫水性很強。
• 脫水性是濃硫酸的化學特性，物質被濃硫酸脫水的過程是化學變化的過程，反應時，濃硫酸按水分子中氫氧原子數的比（2∶1）奪取被脫水物中的氫原子和氧原子。
• 蔗糖、木屑、紙屑和棉花等物質中的有機物，被脫水后生成了黑色的炭（炭化），并會產生二氧化硫，故實驗一定要在通風良好的情況下進行，否則有一定危險。

反應過程分兩步，先是蔗糖C12H22O11在濃硫酸作催化劑作用下脫水，生成碳和水（試驗后蔗糖會變黑，黑的的就是碳顆粒）：

C12H22O11==濃硫酸==12C+11H2O；第二步，脫水反應產生的大量熱讓濃硫酸和C發生反應：C+2H2SO4=加熱=CO2↑+2SO2↑+2H2O。利用脫水性，能夠催化一些有機反應。乙烯實驗室制法（濃硫酸作催化劑，脫水劑）CH3CH2OH=濃硫酸170℃=H2O+CH2=CH2↑

• 金屬反應

①常溫下，濃硫酸能使鐵、鋁等金屬鈍化。主要原因是硫酸分子與這些金屬原子化合，生成致密的氧化物薄膜，防止氫離子或硫酸分子繼續與金屬反應，如鐵一般認為生成Fe3O4。②加熱時，濃硫酸可以與除銥，釕，金，鉑之外的所有金屬反應，生成高價金屬硫酸鹽，本身一般被還原成SO2。Cu+2H2SO4(濃)(加熱）====CuSO4+SO2↑+2H2O2Fe+6H2SO4(濃)(加熱）====Fe2(SO4)3+3SO2↑+6H2O

Zn+2H2SO4(濃）(加熱）====ZnSO4+SO2↑+2H2O在上述反應中，硫酸表現出了強氧化性和酸性。熱的濃硫酸可將碳、硫、磷等非金屬單質氧化到其高價態的氧化物或含氧酸，本身被還原為SO2。在這類反應中，濃硫酸只表現出氧化性。C+2H2SO4(濃)=加熱=CO2↑+2SO2↑+2H2OS+2H2SO4(濃）=加熱=3SO2↑+2H2O2P+5H2SO4(濃)=加熱=H3PO4+5SO2↑+2H2O⑶跟其他還原性物質反應濃硫酸具有強氧化性，實驗室制取H2S、HI等還原性氣體不能選用濃硫酸做干燥劑。H2S+H2SO4(濃)=S↓+SO2↑+2H2O2HI+H2SO4(濃)=I2↑+SO2↑+2H2O

（高沸點）制氯化氫、硝酸等（原理：利用難揮發性酸制易揮發性酸）如，用固體氯化鈉與濃硫酸反應制取氯化氫氣體。2NaCl（固）+H2SO4（濃）==Na2SO4+2HCl↑Na2SO3+H2SO4==Na2SO4+H2O+SO2↑再如，利用濃鹽酸與濃硫酸可以制氯化氫氣。利用了濃硫酸的脫水性，脫去了濃鹽酸中的水。

制化肥，如氮肥、磷肥等。2NH3+H2SO4==(NH4)2SO4NH3+H2SO4==NH4HSO4Ca3(PO4)2+2H2SO4==2CaSO4+Ca(H2PO4)2

對于金屬置換而言，氫后金屬不能與酸反應，但濃硫酸能夠使一些金屬反應，例如：Cu+2H2SO4（濃）=加熱=CuSO4+SO2↑+2H2O

硫酸具有極高的腐蝕性，特別是高濃度硫酸。高濃度的硫酸不光為強酸性，也具有強烈去水及氧化性質：除了會和肉體里的蛋白質及脂肪發生水解反應并造成嚴重化學性燒傷之外，它還會與碳水化合物發生高放熱性去水反應并將其碳化，造成二級火焰性灼傷，對眼睛及皮肉造成極大傷害。

健康危害：對皮膚、粘膜等組織有強烈的刺激和腐蝕作用。蒸氣或霧可引起結膜炎、結膜水腫、角膜混濁，以致失明；引起呼吸道刺激，重者發生呼吸困難和肺水腫；高濃度引起喉痙攣或聲門水腫而窒息死亡。口服后引起消化道燒傷以致潰瘍形成；嚴重者可能有胃穿孔、腹膜炎、腎損害、休克等。皮膚灼傷輕者出現紅斑、重者形成潰瘍，愈后癍[bān]痕收縮影響功能。濺入眼內可造成灼傷，甚至角膜穿孔、全眼炎以至失明。慢性影響：牙齒酸蝕癥、慢性支氣管炎、肺氣腫和肺硬化。環境危害：對環境有危害，對水體和土壤可造成污染。燃爆危險：本品助燃，具強腐蝕性、強刺激性，可致人體灼傷及皮肉碳化。工業制法：硫酸的原料有硫黃、硫鐵礦、有色金屬冶煉煙氣、石膏、硫化氫、二氧化硫和廢硫酸等。硫黃、硫鐵礦和冶煉煙氣是三種主要原料。

制取二氧化硫燃燒硫或高溫處理黃鐵礦，制取二氧化硫（國內黃鐵礦較多，所以常用黃鐵礦）S+O2═點燃═SO24FeS2+11O2═高溫═8SO2+2Fe2O3接觸氧化為三氧化硫2SO2+O2═2SO3（用五氧化二釩做催化劑且該反應為可逆反應）用98.3%硫酸吸收xSO3+H2SO4═H2SO4·xSO3(硫酸分子結合若干個三氧化硫分子，形成發煙硫酸)SO3+H2SO4═H2S2O7（焦硫酸）加水H2SO4·xSO3+xH2O═(x+1)H2SO4H2S2O7+H2O═2H2SO4提純工藝可將工業濃硫酸進行蒸餾，便可得到濃度95%－98%的商品濃硫酸．其他方法磷酸反應后，利用磷石膏，工業循環利用，使用二水法制硫酸。較為經典的制法還有利用草酸和硫酸亞鐵反應FeSO4+H2C2O4=H2SO4+FeC2O4↓（但草酸鐵極細比較難以過濾）

（一）理化性狀和用途無色油狀腐蝕性液體，有強烈的吸濕性。密度：1.8g/cm3，熔點10.4℃，沸點：338℃。用于制造硫酸銨、磷酸、硫酸鋁合成藥物、合成染料、合成洗滌劑合金屬酸洗劑。（二）毒性屬中等毒類。對皮膚粘膜具有很強的腐蝕性。最高容許濃度：2mg/m3（三）短期過量暴露的影響吸入：吸入高濃度的硫酸酸霧能上呼吸道刺激癥狀，嚴重者發生喉頭水腫、支氣管炎甚至肺水腫。眼睛接觸：濺入硫酸后引起結膜炎及水腫，角膜渾濁以至穿孔。皮膚接觸：局部刺痛，皮膚由潮紅轉為暗褐色。口服：誤服硫酸后，口腔、咽部、胸部和腹部立即有劇烈的灼熱痛，唇、口腔、咽部均見灼傷以致形成潰瘍，嘔吐物及腹瀉物呈黑色血性，胃腸道穿孔。口服濃硫酸致死量約為5毫升。（四）長期暴露的影響長期接觸硫酸霧者，可有鼻粘膜萎縮伴有嗅覺減退或消失、慢性支氣管炎和牙齒酸蝕等癥狀。（五）火災和爆炸本品雖不燃，但很多反應卻會起火或爆炸，如與金屬會產生可燃性氣體，與水混合會大量放熱。著火時也不能用干粉、泡沫滅火等方法，因為干粉，泡沫的一些成分能與硫酸反應，應用二氧化碳滅火器撲滅火焰后再用石灰，石灰石等中和廢酸。（六）化學反應性本品為強氧化劑，與可燃性、還原性物質激烈反應，也能與高錳酸鉀反應生成極度危險的高錳酸酐。（七）人身防護吸入：硫酸霧濃度超過暴露限值，應佩戴防酸型防毒口罩。眼睛：帶化學防濺眼鏡。皮膚：戴橡膠手套，穿防酸工作服和膠鞋。工作場所應設安全淋浴和眼睛沖洗器具。（八）急救吸入：將患者移離現場至空氣新鮮處，有呼吸道刺激癥狀者應吸氧。眼睛：張開眼瞼用大量清水或2%碳酸氫鈉溶液徹底沖洗。皮膚：立即用大量冷水沖洗（濃硫酸對皮膚腐蝕強烈，實際操作應直接大量冷水沖洗）,然后涂上3%~5%的碳酸氫鈉溶液，以防灼傷皮膚。口服：立即用氧化鎂懸浮液、牛奶、豆漿等內服。注：所有患者應請醫生或及時送醫療機構治療。（九）儲藏和運輸與可燃性和還原性及強堿物質分開。包裝號為5（甲）、8（甲）（十）。（十）安全和處理注意對硫酸霧的控制，加強通風排氣。車間內要有方便的沖洗器具。注：在稀釋酸時決不可將水注入酸中，只能將酸注入水中，并且要緩慢注入同時不斷攪拌。

1. 健康危害

侵入途徑：吸入、食入。健康危害：對皮膚、粘膜等組織有強烈的刺激和腐蝕作用。對眼睛可引起結膜炎、水腫、角膜混濁，以致失明；引起呼吸道刺激癥狀，重者發生呼吸困難和肺水腫；高濃度引起喉痙攣或聲門水腫而死亡。口服后引起消化道的燒傷以至潰瘍形成。嚴重者可能有胃穿孔、腹膜炎、喉痙攣和聲門水腫、腎損害、休克等。慢性影響有牙齒酸蝕癥、慢性支氣管炎、肺氣腫和肺硬化。環境危害：對環境有危害，對水體和土壤可造成污染。本品助燃，具強腐蝕性、強刺激性，可致人體灼傷。毒理資料毒理學資料及環境行為毒性：屬中等毒性。急性毒性：LD5080mg/kg(大鼠經口)；LC50510mg/m3，2小時(大鼠吸入)；320mg/m3，2小時(小鼠吸入)危險特性：與易燃物(如苯)和有機物(如糖、纖維素等)接觸會發生劇烈反應，甚至引起燃燒。能與一些活性金屬粉末發生反應，放出氫氣。遇水大量放熱，可發生沸濺。具有強腐蝕性。燃燒（分解）產物：氧化硫。

本品受管制。法規信息：化學危險物品安全管理條例(1987年2月17日國務院發布)，化學危險物品安全管理條例實施細則(化勞發[1992]677號)，工作場所安全使用化學品規定([1996]勞部發423號)等法規，針對化學危險品的安全使用、生產、儲存、運輸、裝卸等方面均作了相應規定；常用危險化學品的分類及標志(GB13690-92)將該物質劃為第8.1類酸性腐蝕品。

硫酸發現于公元8世紀。阿拉伯煉丹家賈比爾通過干餾硫酸亞鐵晶體得到硫酸。由約翰·道爾頓在1808年繪制的早期硫酸分子圖顯示了硫酸有一個位于中心的硫原子并與三個氧原子建立共價鍵。一些早期對化學有研究的人，如拉齊，賈比爾等，還寫了有關硫酸及與其相關的礦物質的分類名單；其他一些人，如伊本·西那醫師，則較為重視硫酸的種類以及它們在醫學上的價值。在17世紀，德國化學家JohannRudolfGlauber將硫與硝酸鉀混合蒸汽加熱制出硫酸，在這過程中，硝酸鉀分解并氧化硫，令其成為能與水混合并變為硫酸的三氧化硫（SO3)。于是，在1736年，倫敦藥劑師JoshuaWard用此方法開拓大規模的硫酸生產。在1746年，JohnRoebuck則運用這個原則，開創鉛室法，以更低成本有效地大量生產硫酸。經過多番的改良后，這個方法在工業上已被采用了將近兩個世紀。由JohnRoebuck創造的這個生產硫酸的方法能制造出濃度為65%的硫酸，后來，法國化學家約瑟夫·路易·蓋-呂薩克以及英國化學家JohnGlover將其改良，使其能制造出濃度高達78%的硫酸，可是這濃度仍不能滿足一些工業上的用途。

在古代中國，稀硫酸被稱為“綠礬油”。在公元650～683年（唐高宗時），煉丹家孤剛子在其所著《黃帝九鼎神丹經訣》卷九中就記載著“煉石膽取精華法”，即干餾石膽（膽礬）而獲得硫酸。

在18世紀初，硫酸的生產都依賴以下的方法：黃鐵礦（FeS2）被燃燒成硫酸亞鐵（FeSO4），然后再被燃燒，變為能在480°C下分解成氧化鐵以及能用以制造任何濃度硫酸的三氧化硫的硫酸鐵（Fe2(SO4)3）。可惜，此過程的龐大成本阻礙了濃硫酸的廣泛運用。

后來，到了1831年，英國制醋商人PeregrinePhillips想到了接觸法，能以更低成本制造出三氧化硫以及硫酸，這種方法在現今已被廣泛運用。

迅速撤離泄漏污染區人員至安全區，并進行隔離，嚴格限制出入。建議應急處理人員戴自給正壓式呼吸器，穿防酸堿工作服。不要直接接觸泄漏物。盡可能切斷泄漏源。防止流入下水道、排洪溝等限制性空間。小量泄漏：用砂土、干燥石灰或蘇打灰混合。也可以用大量水沖洗，洗水稀釋后放入廢水系統。大量泄漏：構筑圍堤或挖坑收容。用泵轉移至槽車或專用收集器內，回收或運至廢物處理場所處置。

密閉操作，注意通風。操作盡可能機械化、自動化。操作人員必須經過專門培訓，嚴格遵守操作規程。建議操作人員佩戴自吸過濾式防毒面具（全面罩），穿橡膠耐酸堿服，戴橡膠耐酸堿手套。遠離火種、熱源，工作場所嚴禁吸煙。遠離易燃、可燃物。防止蒸氣泄漏到工作場所空氣中。避免與還原劑、堿類、堿金屬接觸。搬運時要輕裝輕卸，防止包裝及容器損壞。配備相應品種和數量的消防器材及泄漏應急處理設備。倒空的容器可能殘留有害物。稀釋或制備溶液時，應把酸加入水中，避免沸騰和飛濺。

儲存于陰涼、通風的庫房。庫溫不超過35℃，相對濕度不超過85%。保持容器密封。應與易（可）燃物、還原劑、堿類、堿金屬、食用化學品分開存放，切忌混儲。儲區應備有泄漏應急處理設備和合適的收容材料。

本品鐵路運輸時限使用鋼制企業自備罐車裝運，裝運前需報有關部門批準。鐵路非罐裝運輸時應嚴格按照鐵道部《危險貨物運輸規則》中的危險貨物配裝表進行配裝。起運時包裝要完整，裝載應穩妥。運輸過程中要確保容器不泄漏、不倒塌、不墜落、不損壞。嚴禁與易燃物或可燃物、還原劑、堿類、堿金屬、食用化學品等混裝混運。運輸時運輸車輛應配備泄漏應急處理設備。運輸途中應防曝曬、雨淋，防高溫。公路運輸時要按規定路線行駛，勿在居民區和人口稠密區停留。

如果不小心將硫酸滴在手上，立即用大量清水沖洗，并涂上濃度為3%左右的碳酸氫鈉溶液，做完急救處理后，迅速到附近醫院做灼傷處理，避免對皮膚有進一步傷害。