酸

本页面列出一些酸的性质及制法。

硫酸（[math]\ce{ H2SO4 }[/math]）

密度	熔点	沸点	闪点 （着火点）	pKa	LD50
[math]\displaystyle{ 1.84 \text{ g/cm}^3 }[/math]	[math]\displaystyle{ 10 \ {}^\circ \text{C} }[/math]	[math]\displaystyle{ 337 \ {}^\circ \text{C} }[/math]	不可燃	[math]\displaystyle{ −3, 1.99 }[/math]	[math]\displaystyle{ 2140 \text{ mg/kg} }[/math] （口服，实验老鼠）

通常情况下为液态，无色无臭、有酸味、清澈而黏稠。

溶质质量分数	密度 （[math]\displaystyle{ \text{g/cm}^3 }[/math]）	俗称
10%	1.07	稀硫酸
29－32%	1.25－1.28	铅酸蓄电池酸
62－70%	1.52－1.60	室酸 肥料酸
98%	1.83	浓硫酸

工业制法

制取[math]\ce{ SO2 }[/math]

鉴于我国缺乏天然硫磺矿，而硫铁矿资源却比较丰富的情况，常用隔绝空气给硫铁矿（[math]\ce{ FeS2 }[/math]）加强热的方法制取硫磺（[math]\ce{ S }[/math]），即土法制硫磺，《天工开物》即有记载并沿用至今：

[math]\ce{ FeS2 \xlongequal{高温} FeS + S (^) }[/math]

可燃烧硫磺、加热硫铁矿、闪锌矿（[math]\ce{ ZnS }[/math]）、硫化汞（[math]\ce{ HgS }[/math]）等获得[math]\ce{ SO2 }[/math]：

[math]\ce{ S + O2 \xlongequal{点燃} SO2 }[/math]

[math]\ce{ 4FeS2 + 11O2 \xlongequal{\vartriangle} 2Fe2O3 + 8SO2 }[/math]

[math]\ce{ 2ZnS + 3O2 \xlongequal{\vartriangle} 2ZnO + 2SO2 }[/math]

[math]\ce{ HgS + O2 \xlongequal{\vartriangle} Hg + SO2 }[/math]

硝化法

分为铅室法和塔式法两种，现已几乎不再使用。简化原理即氧化[math]\ce{ SO2 }[/math]得到[math]\ce{ SO3 }[/math]，并与水反应得到硫酸：

[math]\ce{ NO }[/math]与[math]\ce{ O2 }[/math]反应生成[math]\ce{ NO2 }[/math]，[math]\ce{ SO2 }[/math]与[math]\ce{ NO2 }[/math]反应生成[math]\ce{ SO3 }[/math]，再与[math]\ce{ H2O }[/math]反应可得浓度为70%左右的硫酸：

[math]\ce{ 2NO + O2 \xlongequal{} 2NO2 }[/math]

[math]\ce{ SO2 + NO2 \xlongequal{} SO3 + NO }[/math]

[math]\ce{ SO3 + H2O \xlongequal{} H2SO4 }[/math]

或使用[math]\ce{ N2O3 }[/math]，生成的[math]\ce{ NO }[/math]又迅速氧化生成[math]\ce{ NO2 }[/math]，再生成[math]\ce{ N2O3 }[/math]：

[math]\ce{ SO2 + N2O3 + H2O \xlongequal{} H2SO4 + 2NO }[/math]

[math]\ce{ 2NO + O2 \xlongequal{} 2NO2 }[/math]

[math]\ce{ NO + NO2 \xlongequal{} N2O3 }[/math]

硝化法所得硫酸纯度较低，且无法除去[math]\ce{ NO }[/math]及[math]\ce{ NO2 }[/math]，因此混有亚硝酸（[math]\ce{ HNO2 }[/math]）和硝酸（[math]\ce{ HNO3 }[/math]）：

[math]\ce{ NO + NO2 + H2O \xlongequal{} 2HNO2 }[/math]

[math]\ce{ 3NO2 + H2O \xlongequal{} 2HNO3 + NO }[/math]

实际上，可以将[math]\ce{ NO2 }[/math]看作催化剂。从理论上看，[math]\ce{ SO2 }[/math]的氧化是一个气相氧化过程，因此设计在中空的铅室中进行，[math]\ce{ Pb }[/math]可以耐受浓度不太高的硫酸腐蚀。

接触法

硝化法无法直接生产98%浓硫酸，即使蒸馏获得98%浓硫酸，也很难进一步制得发烟硫酸（[math]\ce{ H2S2O7 }[/math]），随着化学工业和军事工业的发展，需要的98%浓硫酸和发烟硫酸越来越多，硝化法显然不能满足需求，于是出现了接触法。

接触法本质是[math]\ce{ SO2 }[/math]的气相催化氧化法，使用空气中的[math]\ce{ O2 }[/math]作为氧化剂，在一定温度和催化剂的作用下，将[math]\ce{ SO2 }[/math]直接氧化为[math]\ce{ SO3 }[/math]，然后与水反应即得到硫酸。由于直接生成了[math]\ce{ SO3 }[/math]，控制水的用量可以制得浓度很高的硫酸，甚至发烟硫酸。

实际上，“接触剂”或者“触媒”本来就是“催化剂”的一种旧称，直到20世纪60年代，中文化学资料中仍然广泛使用“接触剂”这一名词，因此“接触法”就是“催化法”，也就是[math]\ce{ SO2 }[/math]催化氧化法。

接触法最早使用的催化剂是[math]\ce{ Pt }[/math]，在[math]\ce{ Pt }[/math]在[math]\ce{ SO2 }[/math]催化氧化反应中，所需的活化温度最低，仅需300℃—400℃，且[math]\ce{ SO2 }[/math]的转化率可达99%左右。但[math]\ce{ Pt }[/math]价格昂贵，而且很容易发生催化剂中毒，少量杂质都容易使得铂催化剂失效，因此目前已经不再使用。以五氧化二钒（[math]\ce{ V2O5 }[/math]）为主要活性组分的钒催化剂所需的活化温度略高于[math]\ce{ Pt }[/math]，通常为420℃—600℃，[math]\ce{ SO2 }[/math]的转化率也可做到90%以上，且价格相对便宜，不容易发生催化剂中毒失活，因此目前使用的催化剂主要都是这一种。

实际上，[math]\ce{ Cr2O3 }[/math]、[math]\ce{ Fe2O3 }[/math]等都可以作为[math]\ce{ SO2 }[/math]催化氧化的催化剂，但这些催化剂的活化温度更高，[math]\ce{ SO2 }[/math]的转化率会下降，因此工业上不使用，但可以在实验室中使用。例如中学化学实验室中演示[math]\ce{ SO2 }[/math]的催化氧化，可将新制的[math]\ce{ Cr2O3 }[/math]或[math]\ce{ Fe2O3 }[/math]附着在石棉绒或者玻璃棉、玻璃纤维等载体上，再装填进硬质玻璃管、瓷管或者石英管中作为催化剂，并加以强热，同样可以收到一定的实验效果。

[math]\ce{ 2SO2 + O2 <=>[V2O5][\vartriangle] 2SO3 }[/math]

[math]\ce{ SO3 }[/math]与水的反应非常剧烈，如果直接溶于水中，就会释出大量热能，并形成硫酸雾，阻碍溶解过程，而且难以收集。此外，[math]\ce{ SO3 }[/math]在硫酸中的溶解度比水高，因此硫酸制造厂不会把[math]\ce{ SO3 }[/math]直接溶于水，而是用98.3%的硫酸吸收，再用92.5%的硫酸，便继续形成98.3%的硫酸。所制得的硫酸会被冷却及储存：

[math]\ce{ H2SO4 + SO3 \xlongequal{} H2S2O7 }[/math]

[math]\ce{ H2S2O7 + H2O \xlongequal{} 2H2SO4 }[/math]