什么是发烟硫酸(Fuming Sulfuric Acid)？

发烟硫酸，通常称为发烟硫酸，是将三氧化硫（SO3）溶解在浓硫酸（H2SO4）中制成的。这会产生包括硫酸、二硫酸（H2S2O7）和游离三氧化硫的混合物。三氧化硫是挥发性的，当它从空气中吸收水分时，会使酸冒烟，产生一团微小的硫酸液滴。发烟硫酸是由制造硫酸的正常工业过程生产的，大部分转化成这种化学物质。然而，相对较小的一部分被保留为发烟硫酸，用于制造炸药、药品和染料涉及发烟硫酸的实验通常在硫酸中进行。用于制造硫酸的工业过程首先氧化二氧化硫（SO2）生成三氧化硫；这种物质可以与水（H2O）反应生成硫酸。然而，这种反应过于剧烈，不易控制，因此，将三氧化硫溶解在现有的浓硫酸中形成发烟硫酸。大部分然后通过小心地加入适量的水，将其转化为硫酸。只要将发烟硫酸加入水中，而不是相反，反应虽然放热，但是可控的。剩下的发烟硫酸可用于其他工业用途根据溶解三氧化硫的量，发烟硫酸有不同的等级容器将通过说明游离三氧化硫的比例来指示等级-例如，20%、30%或65%。发烟硫酸通常是一种油性发烟液体，但有些形态在室温下是固态的，三氧化硫与硫酸反应生成二硫酸，也叫焦硫酸：SO3+H2SO4→H2S2O7，纯二硫酸在室温下是固态的，在发烟硫酸中，它与硫酸、游离三氧化硫和一些更复杂的分子共存，发烟硫酸是一种比硫酸更强大的脱水剂酸。它与水发生剧烈反应，释放大量热量和酸雾，除非缓慢地加入水中。就像硫酸一样，它从碳水化合物中除去水，留下碳，使纸张、木材和许多其他有机材料炭化。这种反应释放出的热量太多，可能引起燃烧发烟硫酸的一个主要应用是硝化反应。它与硝酸混合产生硝基（NO2+）离子，将硝基（NO2）基团添加到有机化合物中。对于许多此类反应来说，水是必不可少的这通常是通过将工业硝酸和发烟硫酸混合来实现的，发烟硫酸能吸收所有的水。硝化反应在炸药和染料的生产中很重要。发烟硫酸也是在有机化学中用作磺化剂这意味着它可以在有机化合物中加入磺酸（SO3H）基团。磺化化合物包括磺胺类重要药物以及洗涤剂和染料。由于其脱水特性，发烟硫酸与水和挥发性发生剧烈反应，是一种非常危险的化学品，接触皮肤会引起严重烧伤，吸入烟气可能会对呼吸系统造成严重损害。在实验室，使用这种酸的实验通常在通风橱内进行。