純硫酸一般為無色油狀液體,密度1.84 g/cm?,沸點337℃,能與水以任意比例互溶,同時放出大量的熱,使水沸騰。加熱到290℃時開始釋放出三氧化硫,終變成為98.54%的水溶液,在317℃時沸騰而成為共沸混合物。硫酸的沸點及粘度較高,是因為其分子內部的氫鍵較強的緣故。由于硫酸的介電常數較高,因此它是電解質的良好溶劑,而作為非電解質的溶劑則不太理想。硫酸的熔點是10.371℃,加水或加三氧化硫均會使凝固點下降。

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