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硫酸

硫酸の化学構造式

硫酸Sulfuric acidは,化学式 H2SO4 で表される無機化合物です。

目次
  1. 1名称
  2. 2化学式と構造
  3. 3物質情報
  4. 4構成要素
  5. 5熱力学的性質
  6. 6溶解度
  7. 7危険有害性
  8. 8製法
  9. 9化学反応
  10. 10参考文献
  11. 11関連物質
  12. 12関連カテゴリ

名称

物質名称一覧

命名法
Nomenclature
名称
Name
代表的名称
Typical name
硫酸
Sulfuric acid
組成命名法
Compositional nomenclature
硫酸水素
Hydrogen sulfate
付加命名法
Additive nomenclature
ジヒドロキシドジオキシド硫黄
Dihydroxidodioxidosulfur
水素命名法
Hydrogen nomenclature
(テトラオキシド硫酸)二水素
Dihydrogen(tetraoxidosulfate)
IUPAC許容慣用名
IUPAC acceptable common names
硫酸
Sulfuric acid
別名
Other names
礬油
Oil of vitriol

化学式と構造

化学式一覧

化学式名称
Formula name
化学式
Formula
代表的化学式
Typical formula
H2SO4
分子式
Molecular formula
H2SO4
組成式
Compositional formula
H2SO4
構造式
Structural formula
硫酸の化学構造式
その他の構造式
Other structural formulas
硫酸の化学構造式 (二重結合表記)
電子式 (ルイス構造式)
Lewis structure
硫酸の電子式 (ルイス構造式)
電子式 (ルイス構造式, 色付き)
Colored Lewis structure
硫酸の電子式 (ルイス構造式, 色付き)

物質情報

物質情報一覧

項目
Item
Value
名称
Name
硫酸
Sulfuric acid
化学式
Formula
H2SO4
外観
Appearance
無色の液体
Colorless liquid
臭気
Odor
無臭
Odorless
モル質量
Molar mass
98.07 g/mol
密度
Density
1.8318 g/cm3[1]
液体, 20°C
1.8305 g/cm3[2]
液体, 20°C
融点
Melting point
10.38 °C[1]
10.31 °C[2]
沸点
Boiling point
335.5 °C[1]
337 °C[2]

構成要素

構成原子

原子
Atom
名称
Name
酸化数
Oxidation state
個数
Number
H水素+12
S硫黄+61
O酸素−24

原子の比率

原子
Atom
原子量
Atomic weight
個数
Number
原子比率
Atomic ratio
重量比率
Weight ratio
H1.008228.57%2.06%
S32.06114.29%32.69%
O15.999457.14%65.25%
HSO原子比率
SO重量比率

熱力学的性質

相転移特性

項目
Item
Value
融解熱
Enthalpy of fusion
10.71 kJ · mol−1[1][2]
at 10.38°C
蒸発熱
Enthalpy of vaporization
50.2 kJ · mol−1[1]
at 335.5°C
蒸発熱 (25°C)
Enthalpy of vaporization at 25°C
その他転移エンタルピー
Enthalpy of other transition

標準熱力学特性

状態
State
標準生成
エンタルピー
ΔfH°
kJ · mol−1
標準生成
ギブス
エネルギー
ΔfG°
kJ · mol−1
標準モル
エントロピー
S°
J · K−1 · mol−1
標準モル
定圧熱容量
Cp°
J · K−1 · mol−1
結晶性固体
液体−813.989[3]−690.003[3]156.904[3]138.91[3]
水溶液 (解離状態)−909.27[3]−744.53[3]20.1[3]−293.[3]
液体
1水和物
−1127.621[3]−950.383[3]211.54[3]214.85[3]
液体
2水和物
−1427.100[3]−1199.650[3]276.40[3]260.83[3]
液体
3水和物
−1720.402[3]−1443.980[3]345.39[3]318.95[3]
液体
4水和物
−2011.199[3]−1685.863[3]414.59[3]382.21[3]
液体
6.5水和物
−2733.256[3]−2285.734[3]587.89[3]570.28[3]

溶解度

溶解性

反応
Reactive
混和
Miscible
易溶
Very soluble
可溶
Soluble
微溶
Slightly soluble
難溶
Very slightly soluble
不溶
Insoluble

ベンゼンへの溶解度 (g/100 g solution)[4]

18°C
0

溶解度曲線 (g/100 g solution)

0°C20°C40°C60°C80°C100°C温度 (°C)020406080100溶解度 (g/100 g solution)

危険有害性

GHSラベル[5]

物理的危険性[5]

健康有害性[5]

環境有害性[5]

製法

酸性酸化物の反応

三酸化硫黄が反応すると,硫酸が生成します。

三酸化硫黄の反応
ΔrG−79.12 kJ/mol
K7.26 × 1013
pK−13.86

非金属の反応

硫黄が反応すると,硫酸硫化水素が生成します。

硫黄の反応
ΔrG157.83 kJ/mol
K0.22 × 10−27
pK27.65

化学反応

電離反応

硫酸が電離すると,水素イオン陰イオンが生成します。

硫酸の電離
ΔrG−65.91 kJ/mol
K3.52 × 1011
pK−11.55
H2SO4硫酸
H+水素イオン + HSO4硫酸水素イオン
硫酸の電離
ΔrG−54.53 kJ/mol
K3.57 × 109
pK−9.55
H2SO4硫酸
2H+水素イオン + SO42−硫酸イオン

塩基との反応

硫酸塩基が反応すると,が生成します。

硫酸アンモニアの反応
ΔrG−178.77 kJ/mol
K2.09 × 1031
pK−31.32
硫酸アンモニアの反応
ΔrG−64.18 kJ/mol
K1.75 × 1011
pK−11.24
硫酸水酸化ナトリウムの反応
ΔrG−295.43 kJ/mol
K5.72 × 1051
pK−51.76

塩基性酸化物との反応

塩基性酸化物硫酸が反応すると,が生成します。

酸化ナトリウム硫酸の反応
ΔrG−441.83 kJ/mol
K2.54 × 1077
pK−77.41
酸化カリウム硫酸の反応
ΔrG−546.4 kJ/mol
K5.31 × 1095
pK−95.73
酸化カルシウム硫酸の反応
ΔrG−264.89 kJ/mol
K2.55 × 1046
pK−46.41

弱酸の塩との反応

弱酸の塩硫酸が反応すると,強酸の塩弱酸が生成します。

揮発性の酸の塩との反応

揮発性の酸の塩硫酸が反応すると,不揮発性の酸の塩揮発性の酸が生成します。

フッ化カリウム硫酸の反応
ΔrG−102.3 kJ/mol
K8.36 × 1017
pK−17.92

との反応

硫酸が反応すると,酸性塩が生成します。

硫酸カリウム硫酸の反応
ΔrG−51.2 kJ/mol
K9.33 × 108
pK−8.97

オキソ酸塩との反応

オキソ酸塩硫酸が反応すると,酸性酸化物が生成します。

陰イオンとの反応

硫酸硫酸イオンが反応すると,硫酸水素イオンが生成します。

硫酸硫酸イオンの反応
ΔrG−22.76 kJ/mol
K9.71 × 103
pK−3.99
H2SO4硫酸 + SO42−硫酸イオン
2HSO4硫酸水素イオン

活性金属との反応

活性金属硫酸が反応すると,水素が生成します。

ナトリウム硫酸の反応
ΔrG−580.16 kJ/mol
K4.36 × 10101
pK−101.64
マグネシウム硫酸の反応
ΔrG−480.6 kJ/mol
K1.58 × 1084
pK−84.20
アルミニウム硫酸の反応
ΔrG−1029.93 kJ/mol
K2.73 × 10180
pK−180.44
カリウム硫酸の反応
ΔrG−631.37 kJ/mol
K4.09 × 10110
pK−110.61
カルシウム硫酸の反応
ΔrG−631.79 kJ/mol
K4.84 × 10110
pK−110.68

不活性金属との反応

不活性金属硫酸が反応すると,酸性酸化物/中性酸化物が生成します。

硫酸の反応
ΔrG−56.2 kJ/mol
K7.01 × 109
pK−9.85
硫酸の反応
ΔrG−12.86 kJ/mol
K1.79 × 102
pK−2.25
水銀硫酸の反応
ΔrG87.1 kJ/mol
K0.55 × 10−15
pK15.26

自己酸化還元性化学種との反応

自己酸化還元性化学種硫酸が反応すると,種々の生成物が生成します。

炭素硫酸の反応
ΔrG242.6 kJ/mol
K0.32 × 10−42
pK42.50
硫黄硫酸の反応
ΔrG474.33 kJ/mol
K0.80 × 10−83
pK83.10
二酸化窒素硫酸の反応
ΔrG105.9 kJ/mol
K0.28 × 10−18
pK18.55

還元性化学種との反応

還元性化学種硫酸が反応すると,種々の生成物が生成します。

水素硫酸の反応
ΔrG−258.513 kJ/mol
K1.95 × 1045
pK−45.29
硫化水素硫酸の反応
ΔrG−157.83 kJ/mol
K4.47 × 1027
pK−27.65
水素硫酸の反応
ΔrG−292.07 kJ/mol
K1.47 × 1051
pK−51.17
硫化水素硫酸の反応
ΔrG−45.72 kJ/mol
K1.02 × 108
pK−8.01

被酸化性化学種との反応

被酸化性化学種硫酸が反応すると,種々の生成物が生成します。

硫酸の反応
ΔrG−173.9 kJ/mol
K2.92 × 1030
pK−30.47
硫酸の反応
ΔrG−43.73 kJ/mol
K4.58 × 107
pK−7.66
ヨウ化カリウム硫酸の反応
ΔrG−32.8 kJ/mol
K5.58 × 105
pK−5.75
硫酸の反応
ΔrG−179.3 kJ/mol
K2.58 × 1031
pK−31.41
硫酸の反応
ΔrG−5.70 kJ/mol
K9.97 × 100
pK−1.00

沈殿反応

水溶液中に特定の化学種が存在すると,硫酸と反応して沈殿が生成します。

分解反応

硫酸が分解すると,三酸化硫黄が生成します。

硫酸の分解
ΔrG269.46 kJ/mol
K0.62 × 10−47
pK47.21
硫酸の分解
ΔrG656.44 kJ/mol
K0.99 × 10−115
pK115.00
硫酸の分解
ΔrG79.12 kJ/mol
K0.14 × 10−13
pK13.86

電気分解

硫酸を電気分解すると,種々の生成物が生成します。

硫酸の電気分解
ΔrG269.46 kJ/mol
K0.62 × 10−47
pK47.21
硫酸の電気分解
ΔrG656.44 kJ/mol
K0.99 × 10−115
pK115.00

水溶液の電気分解

硫酸水溶液を電気分解すると,種々の生成物が生成します。

の電気分解
ΔrG474.258 kJ/mol
K0.82 × 10−83
pK83.09
2H2O
2H2水素 + O2酸素
硫酸水溶液の電気分解 (水≠反応物)
ΔrG389.809 kJ/mol
K0.51 × 10−68
pK68.29
硫酸水溶液の電気分解 (水≠反応物)
ΔrG690.003 kJ/mol
K0.13 × 10−120
pK120.88
H2SO4硫酸
💧⚡
S硫黄 + 2O2酸素 + H2水素
硫酸水溶液の電気分解 (水=非酸化還元剤)
ΔrG309.82 kJ/mol
K0.53 × 10−54
pK54.28
硫酸水溶液の電気分解 (水=非酸化還元剤)

参考文献

参考文献一覧

  1. 1
  2. 2
    John R. Rumble Jr, David R. Lide, Thomas J. Bruno (2019)
    CRC Handbook of Chemistry and Physics 100th Edition
    CRC Press

  3. 3
  4. 4
    Atherton Seidell (1919)
    Solubilities of Inorganic and Organic Compounds: A Compilation of Quantitative Solubility Data From the Periodical Literature
    D. Van Nostrand Company

  5. 5