H₂SO₄

Zwavelzuur
Vitriool(olie)

Zuiver diwaterstofsulfaat is bij gewone temperatuur een olieachtige vloeistof. Behoudens voor speciale doeleinden wordt diwaterstofsulfaat steeds gebruikt in oplossing. Zuiver diwaterstofsulfaat is immers zeer hygroscopisch en daardoor moeilijk te bewaren. Zeer geconcentreerd diwaterstofsulfaat bevat nog steeds 1,5 % water. Wordt geconcentreerd zwavelzuur verhit, dan begint het reeds bij 30 °C een weinig damp af te geven, door gedeeltelijke ontleding in H₂O en SO₃.

Zuiver diwaterstofsulfaat komt kan in de natuur niet voor. Het kan wel aangetroffen worden in waters in de omgeving van vulkanen of in streken met veel sulfaatzouten in de ondergrond.
In vulkaanomgevingen ontstaat diwaterstofsulfaat door de reacties van water en dizuurstof met zwavel en de vulkaangassen SO₃ en SO₂.

In sulfaatrijke streken kan diwaterstofsulfaat ontstaan door reactie van sommige sulfaatzouten met water: FeSO₄ + 2 H₂O H₂SO₄ + Fe(OH)₂.

Molaire massa	98,08 g/mol
Smeltpunt	10,4 °C
Kookpunt	338 °C
Dichtheid	1,84 g/cm3 (96-98 massa% oplossing in water)
Oplosbaarheid in water	in alle verhoudingen mengbaar

Er wordt uitgegaan van zuiver zwavel, dat eerst verbrand wordt tot zwaveldioxide:
S + O₂ SO₂

Het gevormde zwaveldioxide wordt katalytisch bij hoge temperatuur in aanwezigheid van platina of vanadium(V)oxide als katalysator omgezet in zwaveltrioxide:

2 SO₂ + O₂ 2 SO₃

Door reactie van zwaveltrioxide met water ontstaat zwavelzuur:
SO₃ + H₂O H₂SO₄

Diwaterstofsulfaat is een zeer sterk zuur voor zijn eerste ionisatie, waarbij één proton wordt vrijgegeven:

H₂SO₄ H⁺ + HSO₄^–
of
H₂SO₄ + H₂O HSO₄^– + H₃O⁺

Als zuur kan diwaterstofsulfaat reageren met basen met vorming van zouten (de waterstofsulfaten en sulfaten):

H₂SO₄ + NaOH NaHSO₄ + H₂O

NaHSO₄ + NaOH Na₂SO₄ + H₂O

Warm geconcentreerd diwaterstofsulfaat is een sterk oxidatiemiddel:

Zn + H₂SO₄ + 2 H⁺ Zn²⁺ + SO₂ + 2 H₂O

De Zn-atomen worden hier geoxideerd: Zn⁰ Zn^+II
De S-atomen worden gereduceerd: S^+VI in H₂SO₄ S^+IV in SO₂

Diwaterstofsulfaat is een sterk wateraantrekkende (hygroscopische) stof.

Diwaterstofsulfaat vormt gemakkelijk ‘hydraten’ (H₂SO₄. x H₂O). De vorming van deze hydraten verloopt echter exotherm en gaat dus gepaard met een grote warmteontwikkeling.

Diwaterstofsulfaat wordt daardoor in laboratoria veel gebruikt als ‘droogmiddel’. Het is immers in staat water te verwijderen uit waterhoudende mengsels. Bij organische verbindingen kan diwaterstofsulfaat zelfs een koolstofskelet geheel of gedeeltelijk vernietigen door dehydratatie, d.w.z. door er watermoleculen aan te ontrekken:

2 C2H5OH + H2SO4		(C2H5)2O + H2SO4.H2O
ethanol		diethylether

C6H12O6 + 6 H2SO4		6 C + 6 H2SO4.H2O
glucose		koolstof

Verkolen van glucose met behulp van zwavelzuur
Er komt veel warmte vrij. Het onttrokken water ontsnapt grotendeels als stoom.
Er blijft koolstof achter.

De combinatie van de sterke zuureigenschappen, het oxiderend vermogen en de sterk wateraantrekkende eigenschappen, maken van dat zwavelzuur een zeer gevaarlijke stof is. Zelfs sterk verdunde oplossingen kunnen lichte brandwonden veroorzaken aan de huid. Geconcentreerde oplossingen moeten zeer voorzichtig behandeld worden.
Zwavelzuur vernietigt kledij (maakt gaten) en kan zo doordringen tot in de onderliggende huid. Bij morsen op huid of kledij moet direct overvloedig nagespoeld worden met water.

Wegens het sterk exotherme karakter van de reactie van zwavelzuur met water, kan het mengen van beide stoffen zeer gevaarlijk verlopen door het opspatten van hete zuurdruppels. Daardoor is zwavelzuur niet geschikt als huishoudelijk droogmiddel! Deze gevaarlijke eigenschap kan wel beheerst worden door het zwavelzuur voorzichtig aan het water toe te voegen, waardoor de aanwezige watermassa een afkoelend effect kan uitoefenen op de warmteontwikkeling van de hydraatvorming:

Altijd zwavelzuur voorzichtig aan water toevoegen! Nooit water aan zwavelzuur toevoegen!