กรดซัลฟิวริก

กรดกำมะถัน หรือ กรดซัลฟิวริก (อังกฤษ: sulfuric acid หรือ sulphuric acid) มีสูตรเคมีว่า H₂SO₄ เป็นกรดแร่ (mineral acid) แก่ ละลายได้ในน้ำในทุกความเข้มข้น ค้นพบโดย ญาบิร อิบิน ฮัยยาน (Jabir Ibn Hayyan) นักเคมีชาวอาหรับ พบว่ากรดซัลฟิวริกมีประโยชน์มากมายและเป็นสารเคมีที่มีการผลิตมากที่สุด รองจากน้ำ ในปี ค.ศ. 2001 ทั่วโลกผลิตรวมกันประมาณ 165 ล้านตัน ซึ่งมูลค่าประมาณ 320,000 ล้านบาท (8 พันล้านดอลลาร์สหรัฐ) ประโยชน์ของกรดกำมะถันได้แก่ ใช้ในการผลิตปุ๋ย กระบวนการผลิตแร่ การสังเคราะห์เคมี การกำจัดน้ำเสีย ใช้เป็นสารละลายอิเล็กทรอไลต์ในแบตเตอรี่และกระบวนการกลั่นน้ำมัน กรดกำมะถันมีชื่อเดิมคือ "Zayt al-Zaj" หรือ "ออยล์ออฟวิตริออล" (oil of vitriol)

กรดซัลฟิวริก

Space-filling model Ball-and-stick model S=O bond length = 142.2 pm, S-O bond length = 157.4 pm, O-H bond length = 97 pm
ชื่อ
IUPAC name Sulfuric acid
ชื่ออื่น Oil of vitriol Hydrogen sulfate
เลขทะเบียน
เลขทะเบียน CAS	7664-93-9 Y
3D model (JSmol)	รูปภาพแบบโต้ตอบ
ChEBI	CHEBI:26836 Y
ChEMBL	ChEMBL572964 Y
เคมสไปเดอร์	1086 Y
ECHA InfoCard	100.028.763
EC Number	231-639-5
เลขอี	E513 (acidity regulators, ...)
Gmelin Reference	2122
KEGG	D05963 Y
ผับเคม CID	1118
RTECS number	WS5600000
UNII	O40UQP6WCF Y
UN number	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
คุณสมบัติ
สูตรเคมี	H2SO4, sometimes expressed (HO)2SO2
มวลโมเลกุล	98.079 g/mol
ลักษณะทางกายภาพ	Colorless viscous liquid
กลิ่น	Odorless
ความหนาแน่น	1.8302 g/cm3, liquid[1]
จุดหลอมเหลว	10.31[1] องศาเซลเซียส (50.56 องศาฟาเรนไฮต์; 283.46 เคลวิน)
จุดเดือด	337[1] องศาเซลเซียส (639 องศาฟาเรนไฮต์; 610 เคลวิน) When sulfuric acid is above 300 °C (572 °F; 573 K), it gradually decomposes to SO3 + H2O
ละลายในน้ำ	miscible, exothermic
ความดันไอ	0.001 mmHg (20 °C)[2]
pKa	pKa1 = −2.8 pKa2 = 1.99
เบส	Bisulfate
ความหนืด	26.7 cP (20 °C)
โครงสร้าง[3]
โครงสร้างผลึก	monoclinic
Space group	C2/c
Lattice constant	a = 818.1(2) pm, b = 469.60(10) pm, c = 856.3(2) pm α = 90°, β = 111.39(3) °, γ = 90°
หน่วยสูตร (Z)	4
อุณหเคมี
Std molar entropy (S⦵298)	157 J/(mol·K)[4]
Std enthalpy of formation (ΔfH⦵298)	−814 kJ/mol[4]
ความอันตราย
GHS labelling:
Pictograms
Signal word	อันตราย
Hazard statements	H314
Precautionary statements	P260, P264, P280, P301+P330+P331, P303+P361+P353, P304+P340, P305+P351+P338, P310, P321, P363, P405, P501
NFPA 704 (fire diamond)	3 0 2 W OX
จุดวาบไฟ	Non-flammable
ค่าขีดจำกัดเกณฑ์ (TLV)	15 mg/m3 (IDLH), 1 mg/m3 (TWA), 2 mg/m3 (STEL)
ปริมาณหรือความเข้มข้น (LD, LC):
LD50 (median dose)	2140 mg/kg (rat, oral)[5]
LC50 (median concentration)	50 mg/m3 (guinea pig, 8 hr) 510 mg/m3 (rat, 2 hr) 320 mg/m3 (mouse, 2 hr) 18 mg/m3 (guinea pig) [5]
LCLo (lowest published)	87 mg/m3 (guinea pig, 2.75 hr)[5]
NIOSH (US health exposure limits):
PEL (Permissible)	TWA 1 mg/m3[2]
REL (Recommended)	TWA 1 mg/m3[2]
IDLH (Immediate danger)	15 mg/m3[2]
เอกสารข้อมูลความปลอดภัย (SDS)	External MSDS
สารประกอบอื่นที่เกี่ยวข้องกัน
strong acidsที่เกี่ยวข้อง	Selenic acid Hydrochloric acid Nitric acid Chromic acid
สารประกอบที่เกี่ยวข้อง	Sulfurous acid Peroxymonosulfuric acid Sulfur trioxide Oleum
หากมิได้ระบุเป็นอื่น ข้อมูลข้างต้นนี้คือข้อมูลสาร ณ ภาวะมาตรฐานที่ 25 °C, 100 kPa อ้างอิงกล่องข้อมูล

คุณสมบัติทางเคมี

ถึงแม้ว่าเราสามารถผลิตกรดซัลฟิวริกความเข้มข้น 100% แต่จะมีการสูญเสีย SO₃ ที่จุดเดือดทำให้กรดที่ได้เหลือความเข้มข้นประมาณ 98.3% กรดความเข้มข้น 98% มีเสถียรภาพมากในการเก็บรักษา รูปแบบผลิตภัณฑ์นี้ของกรดจะถูกเรียกว่า กรดซัลฟิวริก เข้มข้น ("concentrated" sulfuric acid) ผลิตภัณฑ์ของ กรดซัลฟิวริก ที่ความเข้มข้นอื่นมีดังนี้:

• 33.5%, เรียก กรดแบตเตอรี่ (battery acid) ใช้ใน แบตเตอรี่ประเภทตะกั่ว-กรด
• 62.18%, เรียก แชมเบอร์ (chamber) หรือ กรดปุ๋ย (fertilizer acid)
• 77.67%, เรียก โทเวอร์ (tower) หรือ กรดโกลเวอร์ (Glover acid)
• 98%, เรียก กรดซัลฟิวริก เข้มข้น (concentrated) (กรดซัลฟิวริก สามารถละลายผิวหนังชั้นนอกจนเหลือแต่กระดูกสบายๆภายใน3-5นาที และสามารถละลายกระดูกได้เช่นกันแต่จะช้ากว่าเนื้อเยื้อหรือผิวหนัง) และ สามารถพบได้ในเขตน้ำพุร้อน บางที่จุดจะมีความเข้มข้นสูง ซึ่งในอดีตเคยมีมนุษย์สูดดมอากาศที่ปนเปื้อนจนทำให้ถึงแก่ความตาย และเคยมีมนุษย์ตกไปในบ่อน้ำจนเสียชีวิตมากมาย ถึงแม้จะมีป้ายเตือนเช่นกัน