硫酸 硫酸(りゅうさん、sulfuric acid)は化学式 H2SO4 で示される無色で酸性の液体。緑バン油とも呼ばれる。化学薬品として最も大量に生産されている。 三酸化硫黄 (SO3) を水と反応させて得られる、やや粘性のある酸性の液体である。水に溶かすと発熱するが、氷と混ぜると逆に寒剤
IUPAC名
別名
組成式H2SO4
式量98.08 g/mol
形状油状の液体
結晶構造
CAS登録番号7664-93-9
密度と相1.84 g/cm3, 液体
(15℃)
水への溶解度g/100 mL ( °C)
融点3 °C
沸点322 °C
出典
目次
1 概要
2 歴史
2.1 イスラム錬金術
2.2 産業革命
3 物理的性質
4 化学的性質
5 工業的製法
6 硫酸の生産能力
7 日本国内の製造史
8 硫酸イオン
9 硫酸塩
9.1 硫酸塩鉱物
10 硫酸エステル
11 関連項目
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硫酸の性質は濃度と温度によって大きく異なる。濃度の低い硫酸(質量パーセント濃度が約 90% 未満)を希硫酸(きりゅうさん)という。希硫酸は強酸性だが酸化力や脱水作用はない。濃度の高い硫酸(質量パーセント濃度が約 90% 以上)を濃硫酸(のうりゅうさん)という。濃硫酸は酸としての性質は実は弱い(ほとんど電離しないため)。そのかわり吸湿性と強い脱水作用があり、有機化合物から水素と酸素を水分子の形で引き抜く。ショ糖に濃硫酸をかけると炭化したり、濃硫酸が皮膚に付くと火傷を起こすのは、この脱水作用と発熱のためである。おもに工業用品、医薬品、肥料、爆薬などの製造や、電池の電解液に用いる。濃硝酸と濃硫酸を混合した混酸は、有機物とニトロ化反応を起こす。
濃硫酸を加熱したものを熱濃硫酸(ねつのうりゅうさん)という。290 ℃以上では濃硫酸は水と三酸化硫黄に分解し、三酸化硫黄は酸化力を持つ。そのため熱濃硫酸には強い酸化力があり、酸化剤として用いられる。イオン化傾向の小さい銅や銀とも反応する。また炭素のような非金属とも反応する。有機物とスルホン化反応を起こす(ただし発煙硫酸を使う方法のほうが一般的である)。
硫酸を発見した人物として2人の名前が知られている。1人は8世紀のイスラム世界の錬金術師、ジャービル・イブン=ハイヤーン(ラテン名ゲベル Geber) であり、ミョウバンもしくは緑礬(りょくばん、硫酸鉄 FeSO4・7H2O)を乾留して硫酸を得たとされている。また、ゲベルは蒸留装置として現在も使用されているランビキ (alembic) の発明者でもある。
もう1人は9世紀のイスラム社会の医者であり錬金術師であったイプン・ザカリア・アルザジ (Ibn Zakariya al-Razi; Rhases) である。"green vitriol" と呼ばれた緑礬あるいは "Blue vitriol" と呼ばれた硫酸銅5水和物を含む鉱石を乾留して硫酸を発見した。乾留の過程で加熱による熱分解で酸化鉄あるいは酸化銅とともに、三酸化硫黄が発生する。これが水を吸って凝縮し、希硫酸が得られた。
この方法は、13世紀のドイツ人アルベルト・マグナスなどによるイスラム文献の翻訳により、ヨーロッパへと伝えられた。このような由来により中世の錬金術師の間では、硫酸は oil of vitriol や spirit of vitriol と呼ばれていた。
14世紀には、ベネディクト会の修道士であり、錬金術学者でもあったバレンティヌス ( ⇒Basilius Valentinus) が硫黄と硝石を併せて燃焼させると、金属を溶かす性質のある液体(硫酸)が得られることを発見した。バレンティヌスの他の功績として、著書 The Triumphal Chariot of Antimony において、初めて金属アンチモンの製法を記したことが挙げられる。
1600年ごろ、オランダ人の発明家コルネリウス・ドレベル (Cornelius Jacobszoon Drebbel) は、熱したイオウと硝石から当時としては最も効率よく硫酸を回収する方法を確立した。ドレベルの手法は150年後に登場するローバックの鉛室法につながっていった。なお、彼は1619年に凸レンズを2つ備えた顕微鏡を発明し、1620年にイギリス海軍のために、世界初の潜水艦を建造している。