浓硫酸加水放热的主要原因是水合反应放热,具体分析如下:
水合反应放热
浓硫酸(H₂SO₄)与水混合时,硫酸分子中的氢离子(H⁺)与水分子形成水合氢离子(H₃O⁺),同时硫酸根离子(SO₄²⁻)与水分子形成水合硫酸根离子(HSO₄⁻)。这些水合过程释放出大量热量,且放热量远大于溶解过程中吸收的热量,导致整体表现为放热现象。
电离过程贡献
浓硫酸为强酸,在水中完全电离生成H⁺和SO₄²⁻。电离过程本身是吸热的,但浓硫酸中H⁺浓度极高,电离释放的热量显著高于电离吸热,因此净效果为放热。
物理扩散与体积变化
溶解过程中硫酸分子扩散至水中需吸收少量热量,同时浓硫酸与水混合后体积收缩,分子势能释放,这部分能量也间接促进放热。
注意事项 :稀释浓硫酸时,应沿器壁缓慢倒入水并搅拌,避免水滴飞溅。若硫酸不慎接触皮肤或衣物,需立即用大量水冲洗并涂碳酸氢钠溶液。