Disulfurinsyrestruktur, egenskaber, nomenklatur og anvendelser

den disulfursyre er en af ​​de mange oxo syrer af svovl, hvis kemiske formel er H₂S₂O₇. Formlen gør udtrykkeligt, at der er to svovlatomer, og som deres navn også påpeger, skal der være to H-molekyler.₂SW₄ i en; Der er dog syv oxygener i stedet for otte, så en svovl skal have tre.

Denne syre er en af ​​hovedkomponenterne i oleum (eller brændende svovlsyre), som bliver en "tæt" form af svovlsyre. Sådan er dens overvejelse, at nogle anser oleum som et synonym for disulfursyre; som også er kendt af det traditionelle navn pirosulfonsyre.

Billedet viser en beholder med oleum, med en koncentration af svovltrioxid, SO₃, til 20%. Dette stof er karakteriseret ved at være olieagtigt og farveløst; selvom den kan blive gullig eller brun afhængigt af koncentrationen af ​​SO₃ og tilstedeværelsen af ​​nogle urenheder.

Ovennævnte vedrører deltagelsen af ​​klageproceduren₃ i H₂S₂O₇; det vil sige et H-molekyle₂SW₄ reagerer med en af ​​SO₃ for at danne disulfursyren. At være så her, H₂S₂O₇ det kan også skrives som h₂SW₄· SO₃.

indeks

• 1 Struktur af disulfursyre
• 2 Egenskaber
  • 2.1 Reaktion af dehydrering af sukkerarter
• 3 nomenklaturen
• 4 anvendelser
  • 4.1 Gemmer svovlsyre
  • 4.2 Syntese af 100% svovlsyre
  • 4.3 sulfonering
• 5 referencer

Struktur af disulfursyre

Ovenfor har du H-strukturen₂S₂O₇ i en model af kugler og søjler. Bemærk ved første øjekast molekylets symmetri: den venstre side af oxygenbroen er identisk med højre. Fra dette perspektiv kan strukturen beskrives med formlen HO₃BLA₃H.

I begge ender er hver hydroxylgruppe, hvis brint ved induktiv effekt af alle disse oxygenatomer forøger sin positive partielle ladning; og følgelig har disulfursyre en surhed, der er endnu stærkere end svovlsyren.

Molekylet kan skrives som H₂SW₄· SO₃. Dette henviser imidlertid mere til en sammensætning af oleum end til strukturen af ​​et molekyle.

Men hvis et vandmolekyle sættes til H₂S₂O₇, to H molekyler vil blive frigivet₂SW₄:

H₂S₂O₇ + H₂O <=> 2H₂SW₄

Balancen kan bevæge sig til venstre: til dannelsen af ​​H₂S₂O₇ fra H₂SW₄ hvis varme leveres. Det er derfor, at H₂S₂O₇ det er også kendt som pyrosulfonsyre; da det kan genereres efter opvarmning af svovlsyren.

Også som nævnt i begyndelsen er H₂S₂O₇ er dannet af den direkte kombination af H₂SW₄ og så₃:

SW₃ + H₂SW₄ <=> H₂S₂O₇

egenskaber

Egenskaberne af disulfursyre er ikke særlig veldefinerede, fordi det er yderst vanskeligt at isolere sig udelukkende fra oleum.

Det skal huskes, at der i oleumet kan være andre forbindelser med formler H₂SW₄· XSO₃, hvor afhængigt af værdien af ​​x kan endda have polymere strukturer.

En måde at visualisere det på er at forestille sig, at den øverste struktur af H₂S₂O₇ bliver mere langstrakt med flere SO enheder₃ og iltbroer.

I en næsten ren tilstand består den af ​​et ustabilt krystallinsk faststof (ryger), der smelter ved 36ºC. Dette smeltepunkt kan dog variere afhængigt af den sande sammensætning.

Disulfursyren kan danne det, der er kendt som disulfatsalte (eller pyrosulfater). For eksempel danner det kaliumpyrosulfat, K, hvis det reagerer med kaliumhydroxid₂S₂O₇.

Derudover kan det siges, at den har en molekylvægt på 178 g / mol og to syreækvivalenter (2 hioner)⁺ som kan neutraliseres med en stærk base).

Dehydreringsreaktion af sukkerarter

Med denne forbindelse i form af oleum kan udføres en nysgerrig reaktion: omdannelsen af ​​sukkerbiter til carbonblokke.

H₂S₂O₇ det reagerer med sukkerarterne, der eliminerer alle dets OH-grupper i form af vand, hvilket favoriserer nye forbindelser mellem carbonatomerne; fagforeninger, der ender med oprindelse af sort kulstof.

nomenklatur

Disulfursyren betragtes som svovlsyreanhydridet; det vil sige det mister et molekyle vandprodukt af kondensationen mellem to molekyler af syre. Med så mange mulige navne for denne forbindelse anbefaler IUPAC-nomenklaturen simpelthen den for disulfonsyre.

Udtrykket "pyro" henviser udelukkende til det, der er dannet som et produkt af anvendelsen af ​​varme. IUPAC rådgiver ikke dette navn for H₂S₂O₇; men det bruges stadig i dag af mange kemikere.

Slutningen -ico forbliver uændret, da svovlatom fortsætter med at opretholde en valens på +6. For eksempel kan det beregnes ved følgende aritmetiske operation:

2H + 2S + 7O = 0

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

S = 6

applikationer

Gemmer svovlsyre

Disulfursyren, givet sin egenskab af størkning som oleum, er i stand til at opløse og opbevare mere sikkert svovlsyre. Dette skyldes SO₃ undslipper at skabe en ubådelig "tåge", som er meget mere opløselig i H₂SW₄ end i vand. For at få H₂SW₄, det ville være nok at tilføje vand til oleumet:

H₂S₂O₇ + H₂O <=> 2H₂SW₄

Syntese af 100% svovlsyre

Fra den foregående ligning er H₂SW₄ den fortyndes i det tilsatte vand. For eksempel, hvis du har en vandig opløsning af H₂SW₄, hvor SO₃ det har tendens til at undslippe og udgør en risiko for arbejderne, når der tilsættes oleum til opløsningen reagerer det med vandet, som danner mere svovlsyre; det vil sige at øge din koncentration.

Hvis der er noget vand tilbage, tilføjes mere SO₃, som reagerer med H₂SW₄ for at producere mere disulfursyre eller oleum, og så hydrerer den igen ved "tørring" af H₂SW₄. Processen gentages nok gange til opnåelse af svovlsyre i en koncentration på 100%.

En lignende proces anvendes til opnåelse af 100% salpetersyre. Ligeledes har det været vant til at dehydrere andre kemiske stoffer, der anvendes til fremstilling af sprængstoffer.

sulfonering

Det bruges til at sulfonere strukturer, såsom farvestoffer; det vil sige add -SO grupper₃H, som, når man mister sin syre proton, kan forankres til tekstilfiberpolymeren.

På den anden side anvendes surheden af ​​oleumet til opnåelse af den anden nitrering (tilsæt grupper -NO₂) til aromatiske ringe.

referencer

1. Shiver & Atkins. (2008). Uorganisk kemi (fjerde udgave). Mc Graw Hill.
2. Wikipedia. (2018). Disulfurinsyre. Hentet fra: en.wikipedia.org
3. Pubchem. (2019). Pyrosulfonsyre. Hentet fra: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
4. Seong Kyu Kim, Han Myoung Lee, & Kwang S. Kim. (2015). Disulfurinsyre dissocieret af to vandmolekyler: ab initio og densitet funktionelle teori beregninger. Phys. Chem. Chem. Phys., 2015, 17, 28556
5. Mod Costa Health Services. (N.D.). Oleum / svovltrioxid: kemisk faktablad. [PDF]. Hentet fra: cchealth.org