सल्फ्यूरिक एसिड के भौतिक और रासायनिक गुणों की चर्चा कीजिए।

(N/A) $(i)$ भौतिक गुण: सल्फ्यूरिक एसिड $298 \ K$ पर $1.84$ विशिष्ट गुरुत्व वाला एक रंगहीन,गाढ़ा,तैलीय तरल है। इसका हिमांक $283 \ K$ और क्वथनांक $611 \ K$ है। यह पानी में घुलने पर भारी मात्रा में ऊष्मा उत्पन्न करता है। इसलिए,एसिड को पतला करते समय,एसिड को पानी में मिलाया जाना चाहिए,न कि पानी को एसिड में,और इसे लगातार हिलाते रहना चाहिए।
$(ii)$ रासायनिक गुण: सल्फ्यूरिक एसिड की रासायनिक अभिक्रियाएं निम्नलिखित विशेषताओं के कारण होती हैं:
$(a)$ कम वाष्पशीलता
$(b)$ प्रबल अम्लीय गुण
$(c)$ पानी के लिए प्रबल आकर्षण
$(d)$ ऑक्सीकरण एजेंट के रूप में कार्य करने की क्षमता
जलीय माध्यम में,सल्फ्यूरिक एसिड दो चरणों में आयनित होता है:
$H_2SO_{4(aq)} + H_2O_{(l)} \rightarrow H_3O^{+}_{(aq)} + HSO^{-}_{4(aq)} ; Ka_1 = \text{बहुत अधिक } (Ka_1 > 10)$
$HSO^{-}_{4(aq)} + H_2O_{(l)} \rightarrow H_3O^{+}_{(aq)} + SO^{2-}_{4(aq)} ; Ka_2 = 1.2 \times 10^{-2}$
$Ka_1$ का बड़ा मान यह दर्शाता है कि $H_2SO_4$ काफी हद तक $H^{+}$ और $HSO^{-}_4$ में वियोजित हो जाता है। वियोजन स्थिरांक $(K_a)$ का मान जितना अधिक होगा,एसिड उतना ही प्रबल होगा। यह दो प्रकार के लवण बनाता है: सामान्य लवण (जैसे सोडियम सल्फेट,कॉपर सल्फेट) और एसिड सल्फेट (जैसे सोडियम हाइड्रोजन सल्फेट)।
सल्फ्यूरिक एसिड अपनी कम वाष्पशीलता के कारण अपने लवणों से अधिक वाष्पशील एसिड बनाने के लिए उपयोग किया जाता है:
$2MX + H_2SO_4 \rightarrow 2HX + M_2SO_4$ (जहाँ $X = F, Cl, NO_3$ और $M = \text{धातु}$).
सांद्र सल्फ्यूरिक एसिड एक प्रबल निर्जलीकरण एजेंट है। यह कार्बोहाइड्रेट पर अपनी चारिंग क्रिया द्वारा पानी को हटा देता है:
$C_{12}H_{22}O_{11} \xrightarrow{H_2SO_4} 11H_2O + 12C$
गर्म सांद्र सल्फ्यूरिक एसिड एक मध्यम प्रबल ऑक्सीकरण एजेंट है। यह धातुओं और अधातुओं दोनों का ऑक्सीकरण करता है और स्वयं $SO_2$ में अपचयित हो जाता है।