Svovlsyrestruktur, egenskaber, nomenklatur, anvendelser

den  svovlsyre er et oxysyre, som dannes ved opløsningen af ​​svovldioxid, SO₂, i vand Det er en svag og ustabil uorganisk syre, som ikke er blevet detekteret i opløsning, da reaktionen af ​​dens dannelse er reversibel, og syren nedbrydes hurtigt i de reaktanter, der producerede det (SO₂ og H₂O).

Svovlsyremolekylet er kun blevet detekteret i gasfasen i øjeblikket. De konjugerede baser af denne syre er almindelige anioner under formerne af sulfitter og bisulfitter.

Ramans spektrum af SO-opløsninger₂ viser kun signaler på grund af SO molekylet₂ og bisulfitionen, HSO₃^-, i overensstemmelse med følgende balance:

SW₂    +  H₂O    <=> HSO₃^-     +       H⁺

Dette indikerer, at gennem Raman spektret ikke er muligt at detektere tilstedeværelsen af ​​svovlsyre i en opløsning af svovldioxid i vand.

Når den udsættes for atmosfæren, omdannes den hurtigt til svovlsyre. Svovlsyre reduceres til hydrogensulfid ved hjælp af fortyndet svovlsyre og zink.

Forsøget på at koncentrere en SO-løsning₂ Ved fordampning af vandet for at opnå svovlsyre fri for vand gav det ikke noget resultat, da syren nedbrydes hurtigt (reverserer formationsreaktionen), så syren ikke kan isoleres.

indeks

• 1 Naturlig dannelse
• 2 struktur
  • 2.1 Isoleret molekyle
  • 2.2 Molekyl omgivet af vand
  • 2,3 SO2 ∙ nH2O
• 3 Fysiske og kemiske egenskaber
  • 3.1 Molekylformel
  • 3.2 Molekylvægt
  • 3.3 Fysisk udseende
  • 3,4 Tæthed
  • 3,5 Damptæthed
  • 3.6 ætsning
  • 3.7 Opløselighed i vand
  • 3.8 Følsomhed
  • 3.9 Stabilitet
  • 3.10 Syrekonstant (Ka)
  • 3,11 pKa
  • 3,12 pH
  • 3.13 Flammepunkt
  • 3,14 Nedbrydning
• 4 nomenklaturen
• 5 Syntese
• 6 anvendelser
  • 6.1 på træ
  • 6.2 Desinfektionsmiddel og blegemiddel
  • 6.3 Konserveringsmiddel
  • 6.4 Andre anvendelser
• 7 referencer

Naturlig dannelse

Svovlsyre er dannet i naturen ved kombinationen af ​​svovldioxid, produkt af aktiviteten af ​​store fabrikker, med atmosfærisk vand. Af denne grund betragtes det som et mellemprodukt af sur regn og forårsager stor skade på landbruget og miljøet.

Dets syreform er ikke anvendelig i naturen, men fremstilles sædvanligvis i dets natrium-, kalium-, sulfit- og bisulfitsalte.

Sulfit genereres endogent i kroppen som følge af metabolisme af svovlholdige aminosyrer. Ligeledes fremstilles sulfit som et produkt af fermentering af mad og drikkevarer. Sulfit er et allergen, neurotoksisk og metabotoksisk. Det metaboliseres af sulfitoxidasenzymet, der omdanner det til sulfat, en harmløs forbindelse.

struktur

Isoleret molekyle

Strukturen af ​​et isoleret molekyle svovlsyre i gasformen kan ses i billedet. Den gule kugle i midten svarer til svovlatomet, de røde til oxygenatomerne og de hvide til hydrogenatomerne. Dens molekylære geometri omkring S-atomet er trigonal pyramide, hvor O-atomer trækker basen.

Derefter, i gasformen, H-molekylerne₂SW₃ kan betragtes som små trigonale pyramider flydende i luften, idet det antages at det er stabilt nok til at vare i nogen tid uden at reagere.

Strukturen gør det klart, hvor de to sure hydrogener kommer fra: hydroxylgrupperne bundet til svovl, HO-SO-OH. Derfor er det for denne forbindelse ikke korrekt at antage, at en af ​​syreprotonerne, H⁺, frigives fra svovlatomet, H-SO₂(OH).

De to OH-grupper tillader svovlsyren at interagere gennem hydrogenbindinger, og oxygenet af S = O-bindingen er desuden en hydrogenacceptor, som omdanner H₂SW₃ både en god donor og acceptor af sådanne broer.

Ifølge ovenstående er H₂SW₃ bør kunne kondensere i en væske, ligesom svovlsyre gør₂SW₄. Dette er dog ikke tilfældet.

Molekyl omgivet af vand

Hidtil har det ikke været muligt at opnå den vandfrie svovlsyre, det vil sige H₂SW₃(L); mens H₂SW₄(ac), på den anden side, efter dehydrering transformeres den til sin vandfri form, H₂SW₄(l), som er en tæt og viskøs væske.

Forudsat at H-molekylet₂SW₃ forbliver uændret, så vil den være i stand til at opløses i stor udstrækning i vandet. De vekselvirkninger, som ville regulere i de vandige opløsninger, ville igen være hydrogenbroerne; Der ville imidlertid også være elektrostatiske interaktioner som følge af hydrolysebalancen:

H₂SW₃(ac) + H₂O (l) <=> HSO₃^-(ac) + H₃O⁺(Aq)

HSO₃^-(ac) + H₂O (l) <=> SW₃^2-(ac) + H₃O⁺

Sulfitionen, SO₃^2- det ville være det samme molekyle ovenfor, men uden de hvide kugler; og hydrogensulfit (eller bisulfit) ion, HSO₃^-, bevarer en hvid kugle. Infiniteter af salte kan opstå fra begge anioner, nogle mere ustabile end andre.

I virkeligheden er det blevet bekræftet, at en ekstremt lille del af løsningerne består af H₂SW₃; det vil sige det forklarede molekyle er ikke det, der interagerer direkte med vandmolekylerne. Årsagen til dette er fordi det lider en nedbrydning med oprindelse SO₂ og H₂Eller som er termodynamisk begunstiget.

SW₂∙nH₂O

Den sande struktur af svovlsyre består af et molekyle svovldioxid omgivet af en vandkugle, der består af n molekyler.

Så SO₂, hvis struktur er vinkelformet (boomerang type) ved siden af ​​dens vandige kugle, er ansvarlig for de sure protoner, der karakteriserer surheden:

SW₂∙ nH₂O (ac) + H₂O (l) <=> H₃O⁺(ac) + HSO₃^-(ac) + nH₂O (l)

HSO₃^-(ac) + H₂O (l) <=> SW₃^2-(ac) + H₃O⁺

Ud over denne balance er der også en opløselighedsbalance for SO₂, hvis molekyle kan undslippe fra vand til gasfasen:

SW₂(G) <=> SW₂(Aq)

Fysiske og kemiske egenskaber

Molekylformel

H₂SW₃

Molekylvægt

82.073 g / mol.

Fysisk udseende

Det er en farveløs væske, med en krydret svovl lugt.

tæthed

1,03 g / ml.

Damptæthed

2,3 (i forhold til den luft, der tages som 1)

ætsende

Det er ætsende for metaller og stoffer.

Opløselighed i vand

Blandbar med vand.

følsomhed

Det er følsomt for luft.

stabilitet

Stabil, men uforenelig med stærke baser.

Surhedskonstant (ka)

1,54 x 10^-2

pKa

1,81

pH

1,5 på pH-skalaen.

Antændelsespunkt

Ikke brandfarlig.

nedbrydning

Når opvarmet svovlholdig syre kan nedbrydes, udsender en giftig røg af svovloxid.

nomenklatur

Svovl har følgende valenser: ± 2, +4 og +6. Fra formel H₂SW₃, det kan beregnes, hvilken valens eller oxidationsnummer svovlet har i forbindelsen. For at gøre dette er det nok at løse en algebraisk sum:

2 (+1) + 1v + 3 (-2) = 0

Da det er en neutral forbindelse, skal summen af ​​ladningerne af de atomer, der udgør den, være 0. Hvis vi løser v for ovenstående ligning, har vi:

v = (6-2) / 1

Således svarer v til +4. Det vil sige, at svovl deltager med sin anden valens, og efter den traditionelle nomenklatur skal suffixet -os tilføjes til navnet. Af denne grund til H₂SW₃ det er kendt som svovlsyrebære.

En anden hurtigere måde at bestemme denne valence på er at sammenligne H₂SW₃ med H₂SW₄. I H₂SW₄ svovlet har valens +6, så hvis en O fjernes, falder valensen til +4; og hvis en anden er fjernet, falder valensen ned til +2 (hvilket ville være tilfældet for syren hiccoughsvovlbære, H₂SW₂).

Selvom mindre kendt, til H₂SW₃ Det kan også kaldes trioxosvovlsyre (IV) ifølge lagernomenklaturen.

syntese

Teknisk er det dannet ved brændende svovl til dannelse af svovldioxid. Derefter opløses det i vand for at danne den svovlsyre. Reaktionen er imidlertid reversibel, og syren nedbrydes hurtigt tilbage i reaktanterne.

Dette er en forklaring på, hvorfor svovlsyre ikke findes i vandig opløsning (som nævnt i afsnittet om dets kemiske struktur).

applikationer

Generelt kan anvendelsen og anvendelsen af ​​svovlsyre, da dens tilstedeværelse ikke kan påvises, henvise til anvendelser og anvendelser af svovldioxidopløsninger og baserne og saltene af syren.

I skoven

Ved sulfitprocessen fremstilles træmasse i form af næsten rene cellulosefibre. Flere salte af svovlsyre anvendes til udvinding af lignin fra træflis ved anvendelse af højtryksbeholdere kaldet digistorer..

De salte, der anvendes ved fremgangsmåden til opnåelse af træets masse, er sulfit (SO₃^2-) eller bisulfit (HSO)₃^-), afhængigt af pH. Modionen kan være Na⁺, Ca²⁺, K⁺ eller NH₄⁺.

Desinfektionsmiddel og blegemiddel

-Svovlsyre anvendes som et desinfektionsmiddel. Det bruges også som et mildt blegemiddel, især til klorfølsomme materialer. Desuden bruges det som tandblegemiddel og fødevaretilsætningsstof.

-Det er en ingrediens i forskellige kosmetik til hudpleje og blev anvendt som et pesticidelement ved elimination af rotter. Eliminerer pletter forårsaget af vin eller frugt i forskellige stoffer.

-Det tjener som et antiseptisk middel, der er effektivt til at forhindre hudinfektioner. I nogle øjeblikke blev det brugt til fumigations til at desinficere skibe, tilhørsforhold til syge ofre for epidemier mv..

Konserveringsmiddel

Svovlsyre anvendes som konserveringsmiddel til frugt og grønt og for at forhindre gæring af drikkevarer som vin og øl, som er et antioxidant, antibakterielt og fungicidelement.

Andre anvendelser

-Svovlsyre anvendes til syntese af lægemidler og kemiske produkter; i produktionen af ​​vin og øl; raffinering af olieprodukter og det anvendes som et analytisk reagens.

-Bisulfitten reagerer med pyrimidin-nukleosiderne og tilsættes til dobbeltbindingen mellem position 5 og 6 af pyrimidinen, der modificerer bindingen. Bisulfittransformationen anvendes til at teste polynukleotidernes sekundære eller højere strukturer.

referencer

1. Wikipedia. (2018). Svovlsyre. Hentet fra: en.wikipedia.org
2. Nomenklatur af syrer. [PDF]. Hentet fra: 2.chemistry.gatech.edu
3. Voegele F. Andreas & col. (2002). Om stabiliteten af ​​svovlsyre (H₂SW₃) og dens dimer. Chem. Eur. J. 2002. 8, nr. 24.
4. Shiver & Atkins. (2008). Uorganisk kemi (Fjerde udgave., Side 393). Mc Graw Hill.
5. Calvo Flores F. G. (s.f.). Formulering af uorganisk kemi. [PDF]. Hentet fra: ugr.es
6. Pubchem. (2018). Svovlsyre. Hentet fra: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
7. Steven S. Zumdahl. (15. august 2008). Oxysyren. Encyclopædia Britannica. Hentet fra: britannica.com