Структура, свойства, номенклатура и приложения на сярната киселина



на дисулфонова киселина е една от многото оксо киселини на сярата, чиято химична формула е Н2S2О7. Формулата изрично заявява, че има два серни атома и както се посочва от името им, трябва да има две молекули Н.2SW4 в едно; има седем оксигена вместо осем, така че една сяра трябва да има три.

Тази киселина е един от основните компоненти на олеума (или димяща сярна киселина), която се превръща в "плътна" форма на сярна киселина. Такъв е неговото преобладаване, че някои смятат, че олеумът е синоним на дисулфоновата киселина; който е известен и с традиционното наименование на пиросулфатна киселина.

Изображението показва контейнер с олеум, с концентрация на серен триоксид, SO3, до 20%. Това вещество се характеризира с масленост и безцветност; въпреки че може да стане жълтеникаво или кафяво в зависимост от концентрацията на SO3 и наличието на някои примеси.

Горното се отнася до участието на ИВ3 в Н2S2О7; това е молекула Н2SW4 реагира с един от SO3 за образуване на дисулфонова киселина. Като тогава, H2S2О7 тя може да бъде написана и като H2SW4· SO3.

индекс

  • 1 Структура на дисулфоновата киселина
  • 2 Свойства
    • 2.1 Реакция на дехидратация на захари
  • 3 Номенклатура
  • 4 Използване
    • 4.1 Съхранява сярна киселина
    • 4.2 Синтез на 100% сярна киселина
    • 4.3 Сулфониране
  • 5 Препратки

Структура на дисулфоновата киселина

Над вас има H структура2S2О7 в модел на сфери и барове. Отбележете на пръв поглед симетрията на молекулата: лявата страна на кислородния мост е идентична на дясната. От тази гледна точка структурата може да бъде описана с формулата HO3глупости3Н.

На двата края са всяка хидроксилна група, чийто водород, чрез индуктивен ефект на всички тези кислородни атоми, увеличава своя положителен частичен заряд; и следователно, дисулфоновата киселина има киселинност, дори по-силна от тази на сярната киселина.

Молекулата може да бъде написана като Н2SW4· SO3. Обаче, това се отнася по-скоро до състава на олеума, отколкото до структурата на молекулата.

Обаче, ако към Н се добави водна молекула2S2О7, ще бъдат освободени две Н молекули2SW4:

Н2S2О7 + Н2О <=> 2H2SW4

Балансът може да се придвижи наляво: до образуването на Н2S2О7 от Н2SW4 ако се доставя топлина. Поради тази причина H2S2О7 също така е известен като пиросулфатна киселина; тъй като тя може да се генерира след нагряване на сярната киселина.

Също така, както бе споменато в началото, H2S2О7 се формира от директната комбинация от Н2SW4 и SO3:

SW3 + Н2SW4 <=> Н2S2О7

свойства

Свойствата на дисулфоновата киселина не са много добре дефинирани, тъй като е изключително трудно да се изолира чисто от олеума.

Трябва да се помни, че в олеума може да има други съединения с формули Н2SW4· XSO3, където в зависимост от стойността на х може дори да има полимерни структури.

Един от начините да се визуализира е да си представим, че горната структура на Н2S2О7 става по-продължителен с повече SO единици3 и кислородни мостове.

В почти чисто състояние се състои от нестабилно кристално твърдо вещество (пушач), което се топи при 36 ° C. Тази точка на топене обаче може да варира в зависимост от истинския състав.

Дисулфоновата киселина може да образува така наречените дисулфатни соли (или пиросулфати). Например, ако реагира с калиев хидроксид, той образува калиев пиросулфат, К2S2О7.

Освен това може да се каже, че той има молекулно тегло от 178 g / mol и два киселинни еквивалента (2 Hions).+ които могат да бъдат неутрализирани със силна основа).

Реакция на дехидратация на захари

С това съединение под формата на олеум може да се проведе една любопитна реакция: превръщането на захарните кубчета в въглеродни блокове.

H2S2О7 реагира със захарите, като елиминира всичките си ОН групи под формата на вода, което благоприятства нови връзки между въглеродните атоми; профсъюзи, които произтичат от черния въглерод.

номенклатура

Дисулфоновата киселина се счита за анхидрид на сярна киселина; тоест, той губи молекула от воден продукт на кондензацията между две молекули киселина. С толкова много възможни имена за това съединение, номенклатурата на IUPAC просто препоръчва тази на дисулфоновата киселина.

Терминът „пиро“ се отнася изключително до това, което се образува като продукт от прилагането на топлина. IUPAC не препоръчва това име за H2S2О7; но все още се използва днес от много химици.

Крайният -ico остава непроменен, тъй като серният атом продължава да поддържа валентност от +6. Например, може да се изчисли чрез следната аритметична операция:

2H + 2S + 7O = 0

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

S = 6

приложения

Съхранява сярна киселина

Дисулфоновата киселина, като се има предвид нейната способност да се втвърдява като олеум, може да разтвори и съхранява по-безопасно сярна киселина. Това е така, защото ИВ3 избягва създаването на не-дишаща "мъгла", която е много по-разтворима в Н2SW4 отколкото във вода. За да получите H2SW4, достатъчно е да се добави вода към олеума:

Н2S2О7 + Н2О <=> 2H2SW4

Синтез на 100% сярна киселина

От предишното уравнение, H2SW4 разрежда се с добавената вода. Например, ако имате воден разтвор на Н2SW4, когато ИВ3 има склонност да избяга и представлява риск за работниците, когато добавя олеум към разтвора, той реагира с водата, образувайки повече сярна киселина; това е увеличаване на концентрацията ви.

Ако остане малко вода, се добавя още SO3, който реагира с Н2SW4 за да се получи повече дисулфонова киселина или олеум и след това отново да се хидратира чрез "сушене" на Н2SW4. Процесът се повтаря достатъчно пъти, за да се получи сярна киселина при концентрация 100%.

Подобен процес се използва за получаване на 100% азотна киселина. По същия начин, той е бил използван за дехидратиране на други химически вещества, използвани за производството на експлозиви.

сулфониране

Използва се за сулфонатни структури, като багрила; т.е. добавете -SO групи3Н, който при загуба на киселинния си протон може да бъде закотвен към полимерния текстилен влакно.

От друга страна, киселинността на олеума се използва за постигане на второто нитриране (добавяне на групи -NO2) до ароматни пръстени.

препратки

  1. Shiver & Atkins. (2008 г.). Неорганична химия (четвърто издание). Mc Graw Hill.
  2. Wikipedia. (2018). Дисулфонова киселина. Изтеглено от: en.wikipedia.org
  3. PubChem. (2019). Пиросулфатна киселина. Възстановен от: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
  4. Сонг Кю Ким, Хан Мьонг Лий и Куан С. Ким. (2015). Дисулфатна киселина, отделена от две водни молекули: ab initio и изчисления на теорията за функционалност на плътността. Phys., Chem., Phys., 2015, 17, 28556
  5. Срещу Costa Health Services. (Н.О.). Олеум / серен триоксид: химическа справка. [PDF]. Възстановен от: cchealth.org