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 ใช้ในการผลิต ปุ๋ย 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/cm^3, liquid
จุดหลอมเหลว	10.31 องศาเซลเซียส (50.56 องศาฟาเรนไฮต์; 283.46 เคลวิน)
จุดเดือด	337 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)
pKa	pKa1 = −2.8 pKa2 = 1.99
เบส	Bisulfate
ความหนืด	26.7 cP (20 °C)
โครงสร้าง
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)
Std enthalpy of formation (ΔfH^⦵298)	−814 kJ/mol
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/m^3 (IDLH), 1 mg/m^3 (TWA), 2 mg/m^3 (STEL)
ปริมาณหรือความเข้มข้น (LD, LC):
LD50 (median dose)	2140 mg/kg (rat, oral)
LC50 (median concentration)	50 mg/m^3 (guinea pig, 8 hr) 510 mg/m^3 (rat, 2 hr) 320 mg/m^3 (mouse, 2 hr) 18 mg/m^3 (guinea pig)
LCLo (lowest published)	87 mg/m^3 (guinea pig, 2.75 hr)
NIOSH (US health exposure limits):
PEL (Permissible)	TWA 1 mg/m^3
REL (Recommended)	TWA 1 mg/m^3
IDLH (Immediate danger)	15 mg/m^3
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

อ้างอิง

• Chenier, Philip J. Survey of Industrial Chemistry, pp 45-57. John Wiley & Sons, New York, 1987. ISBN 0-471-01077-4.
• Greenwood, N.N. and A. Earnshaw. Chemistry of the Elements, pp 837-845. Pergamon Press, Oxford, UK, 1984. ISBN 0-08-022057-6.
• Handbook of Chemistry and Physics, 71st edition, CRC Press, Ann Arbor, Michigan, 1990.
• Khairallah, Amin A. Outline of Arabic Contributions to Medicine, chapter 10. Beirut, 1946.

1. Haynes, William M. (2014). CRC Handbook of Chemistry and Physics (ภาษาอังกฤษ) (95 ed.). CRC Press. pp. 4–92. ISBN 9781482208689. สืบค้นเมื่อ 18 November 2018.
2. NIOSH Pocket Guide to Chemical Hazards. "#0577". National Institute for Occupational Safety and Health (NIOSH).
3. Kemnitz, E.; Werner, C.; Trojanov, S. (15 November 1996). "Reinvestigation of Crystalline Sulfuric Acid and Oxonium Hydrogensulfate". Acta Crystallographica Section C Crystal Structure Communications. 52 (11): 2665–2668. doi:10.1107/S0108270196006749.
4. Zumdahl, Steven S. (2009). Chemical Principles 6th Ed. Houghton Mifflin Company. p. A23. ISBN 978-0-618-94690-7.
5. "Sulfuric acid". Immediately Dangerous to Life and Health Concentrations (IDLH). National Institute for Occupational Safety and Health (NIOSH).