Warum sollte Wasser niemals tropfenweise in konzentrierte Schwefelsäure gegeben werden?
Es gibt einen alten Chemiker-Spruch: «Gießt du Wasser in die Säure, dann geschieht das Ungeheure. Gießt du Säure in das Wasser, dann wird nur die Säure nasser.» Bei der Fragestellung sollte "niemals tropfenweise" schlicht durch "niemals" ersetzt werden. Ich würde mich vor einem kräftigen Guß Wasser mehr fürchten als vor einem Tropfen. Warum? Es wird dann (siehe unten) viel mehr Wärme frei.
Konzentrierte Schwefelsäure ist wasserfrei und besteht aus undissoziierten Molekülen H2SO4 neben SO3-Molekülen. Man nennt das auch "rauchende Schwefelsäure". Was da raucht, ist das Abdampfen von SO3 als Gas. In verdünnter Schwefelsäure dagegen sind die Moleküle dissoziiert als (schematisch) H+ und HSO4- -Ionen; die Ionen sind dabei mit einer Hülle aus H2O-Molekülen umgeben. Den derart kombinierten Verdünnungsprozess nennt man Dissoziation und Solvatation. Er ist stark exotherm, d.h., beim Verdünnen entwickelt sich Hitze. Gießt man beim Verdünnen die Säure in das Wasser, so verteilt sich die Hitzeentwicklung über ein hinreichend großes Volumen; es stehen auch genug Wassermoleküle zur Verfügung, so dass die Solvatation in einem hinreichend großen Volume stattfinden kann. Es ist ähnlich dem Vorgang, als würde man ein Gas in einen großen leeren Raum strömen lassen. Gießt man jedoch Wasser in die Säure, so liegt das Wasser lokal im Unterschuss vor. Die Säuremoleküle "streiten sich" quasi heftig um die wenigen Wassermoleküle, es gibt heftigste Wirbel und Turbulenzen; die Hitzeentwicklung ist ebenfalls lokal konzentriert und daher extrem hoch, bis über den Siedepunkt hinaus. Das ganze fliegt einem also als turbulentes Flüssigkeits-Dampf-Gemisch um die Ohren. Beim einzelnen Tropfen spritzt und zischt es schon kräftig, bei einem Guß geschieht das Ungeheure.