Структура, свойства, номенклатура и области применения серной кислоты



дисульфоновая кислота является одной из многих оксокислот серы, чья химическая формула H2S2О7. Формула прямо заявляет, что существует два атома серы, и, как указывает их название, должно быть две молекулы H.2SW4 в одном; однако вместо восьми существует семь атомов кислорода, поэтому в одной сере должно быть три.

Эта кислота является одним из основных компонентов олеума (или дымящей серной кислоты), которая становится «плотной» формой серной кислоты. Таково его преобладание, что некоторые считают олеум синонимом серной кислоты; который также известен под традиционным названием пиросерной кислоты.

На изображении показан контейнер с олеумом, с концентрацией триоксида серы, SO3, до 20%. Это вещество характеризуется жирностью и бесцветностью; хотя он может стать желтоватым или коричневым в зависимости от концентрации SO3 и наличие некоторых примесей.

Вышеизложенное относится к участию СО3 в Н2S2О7; то есть молекула Н2SW4 реагирует с одним из SO3 с образованием дисульфуровой кислоты. Будучи тогда таким, H2S2О7 это также можно записать как H2SW4· ТАК3.

индекс

  • 1 Структура дисульфокислоты
  • 2 свойства
    • 2.1 Реакция обезвоживания сахаров
  • 3 Номенклатура
  • 4 использования
    • 4.1 Магазины серной кислоты
    • 4.2 Синтез 100% серной кислоты
    • 4.3 Сульфонирование
  • 5 ссылок

Структура дисульфуровой кислоты

Выше у вас есть структура H2S2О7 в модели сфер и баров. На первый взгляд обратите внимание на симметрию молекулы: левая сторона кислородного моста идентична правой. С этой точки зрения структура может быть описана формулой HO3BLAH3H.

На обоих концах находятся каждая гидроксильная группа, водород которой благодаря индуктивному действию всех этих атомов кислорода увеличивает свой положительный парциальный заряд; и, следовательно, дисульфуровая кислота имеет кислотность, даже более высокую, чем у серной кислоты.

Молекула может быть записана как H2SW4· ТАК3. Однако это относится скорее к составу олеума, чем к структуре молекулы..

Однако, если молекула воды добавлена ​​к H2S2О7, две молекулы H будут выпущены2SW4:

H2S2О7 + H2О <=> 2H2SW4

Баланс может двигаться влево: до образования Н2S2О7 из Н2SW4 если тепло подается. Именно по этой причине Н2S2О7 это также известно как пиросерная кислота; так как он может генерироваться после нагревания серной кислоты.

Кроме того, как уже упоминалось в начале, H2S2О7 образуется прямой комбинацией H2SW4 и так3:

SW3 + H2SW4 <=> H2S2О7

свойства

Свойства дисульфуровой кислоты не очень хорошо определены, потому что очень трудно полностью изолировать себя от олеума.

Следует помнить, что в олеуме могут присутствовать другие соединения с формулами H2SW4· XSO3, где в зависимости от значения х могут даже иметь полимерные структуры.

Один из способов визуализации - представить, что верхняя структура Н2S2О7 становится более вытянутым из-за большего количества единиц SO3 и кислородные мосты.

В почти чистом состоянии он состоит из нестабильного кристаллического твердого вещества (курильщика), которое плавится при 36ºC. Тем не менее, эта температура плавления может варьироваться в зависимости от истинного состава.

Дисульфоновая кислота может образовывать так называемые дисульфатные соли (или пиросульфаты). Например, если он реагирует с гидроксидом калия, он образует пиросульфат калия, K2S2О7.

Кроме того, можно сказать, что он имеет молекулярную массу 178 г / моль и два кислотных эквивалента (2 Hions)+ что можно нейтрализовать сильной базой).

Реакция дегидратации сахаров

С этим соединением в форме олеума может быть проведена любопытная реакция: превращение сахарных кубиков в углеродные блоки.

H2S2О7 он реагирует с сахарами, удаляя все его ОН-группы в форме воды, что способствует новым связям между атомами углерода; союзы, которые в конечном итоге создают черный углерод.

номенклатура

Дисульфоновая кислота считается ангидридом серной кислоты; то есть он теряет молекулу воды, образующуюся в результате конденсации между двумя молекулами кислоты. Имея так много возможных названий для этого соединения, номенклатура IUPAC просто рекомендует, чтобы из серной кислоты.

Термин «пиро» относится исключительно к тому, что образуется как продукт применения тепла. IUPAC не рекомендует это название для H2S2О7; но это все еще используется сегодня многими химиками.

Конечный -ico остается неизменным, поскольку атом серы продолжает поддерживать валентность +6. Например, его можно рассчитать с помощью следующей арифметической операции:

2H + 2S + 7O = 0

2 (+1) + 2S + 7 (-2) = 0

S = 6

приложений

Магазины серной кислоты

Дисульфуровая кислота, учитывая ее способность затвердевать в виде олеума, способна растворять и более безопасно хранить серную кислоту. Это потому что так3 избегает создания не дышащего "тумана", который намного лучше растворим в H2SW4 чем в воде. Чтобы получить H2SW4, достаточно было бы добавить воды в олеум:

H2S2О7 + H2О <=> 2H2SW4

Синтез 100% серной кислоты

Из предыдущего уравнения, H2SW4 это разбавлено в добавленной воде. Например, если у вас есть водный раствор H2SW4, где так3 это имеет тенденцию убегать и представляет риск для рабочих, добавляя олеум к решению, это реагирует с водой, формируя больше серной кислоты; то есть увеличивая свою концентрацию.

Если осталось немного воды, добавляется больше SO3, который реагирует с Н2SW4 чтобы получить больше серной кислоты или олеума, а затем он снова гидратируется путем «сушки» Н2SW4. Процесс повторяется достаточно много раз, чтобы получить серную кислоту в концентрации 100%.

Аналогичный процесс используется для получения 100% азотной кислоты. Кроме того, он был использован для обезвоживания других химических веществ, используемых для производства взрывчатых веществ.

сульфирование

Он используется для сульфонирования структур, таких как красители; то есть добавить -SO группы3H, который при потере кислотного протона может быть закреплен на полимерном текстильном волокне.

С другой стороны, кислотность олеума используется для достижения второго нитрования (добавляют группы -NO2) к ароматическим кольцам.

ссылки

  1. Дрожь и Аткинс. (2008). Неорганическая химия (четвертое издание). Mc Graw Hill.
  2. Wikipedia. (2018). Дисульфуроновая кислота. Получено с: en.wikipedia.org
  3. PubChem. (2019). Пиросерная кислота. Получено из: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
  4. Сонг Кью Ким, Хан Мён Ли и Кванг С. Ким. (2015). Дисульфуроновая кислота, диссоциированная двумя молекулами воды: ab initio и расчеты теории функционала плотности. Phys. Chem. Chem. Phys., 2015, 17, 28556
  5. Против Коста здравоохранения. (Н.Д.). Олеум / триоксид серы: химический бюллетень. [PDF]. Получено с: cchealth.org