- Struktur af disulfurinsyre
- Ejendomme
- Sukkerudtørringsreaktion
- nomenklatur
- Applikationer
- Opbevarer svovlsyre
- 100% svovlsyresyntese
- sulfonering
- Referencer
Den disulfuric syre er en af mange oxosyrer af svovl, med den kemiske formel H 2 S 2 O 7. Formlen udtrykkeligt angiver, at der er to svovlatomer, og som navnet også indikerer, skal der være to H 2 SO 4 molekyler i on; der er dog syv oxygener i stedet for otte, så et svovl skal have tre.
Denne syre betragtes som en af hovedkomponenterne i oleum (eller røg svovlsyre), som er en "tæt" form af svovlsyre. Sådan er dens overvejende, at nogle betragter oleum som et synonym for disulfurinsyre; som også er kendt under det traditionelle navn pyrosulfuric acid.
Oleum. Kilde: W. Oelen, via Wikimedia Commons
Billedet viser en beholder med oleum med en koncentration af svovltrioxid, SO 3, ved 20%. Dette stof er kendetegnet ved at være fedtet og farveløst; skønt det kan blive gulligt eller brunt afhængigt af koncentrationen af SO 3 og tilstedeværelsen af nogle urenheder.
Det foregående angår deltagelse SO 3 i H 2 S 2 O 7; dvs. et molekyle af H 2 SO 4 reagerer med en af SO 3 til dannelse disulfuric syre. Dette er tilfældet, H 2 S 2 O 7 kan også skrives som H 2 SO 4 · SO 3.
Struktur af disulfurinsyre
H2S2O7-molekyle. Kilde:. Jynto (mere fra denne bruger), fra Wikimedia Commons
Ovenfor er strukturen af H 2 S 2 O 7 i en kugle- og stangmodel. Bemærk ved første øjekast molekylets symmetri: venstre side af iltbroen er identisk med højre. Fra dette perspektiv kan strukturen beskrives med formlen HO 3 SOSO 3 H.
I begge ender er hver hydroxylgruppe, hvis hydrogen ved induktiv virkning af alle disse oxygenatomer øger sin positive delvise ladning; og følgelig har svovlsyre en endnu stærkere surhedsgrad end svovlsyre.
Molekylet kan skrives som H 2 SO 4 · SO 3. Imidlertid henviser dette mere til en sammensætning af oleum end strukturen af et molekyle.
Men hvis et molekyle vand tilsættes til H, 2 S 2 O 7, to molekyler af H 2 SO 4 vil blive frigivet:
H 2 S 2 O 7 + H 2 O <=> 2H 2 SO 4
Ligevægten kan forskydes til venstre: til dannelsen af H 2 S 2 O 7 fra H 2 SO 4, hvis der tilføres varme. Det er grunden til, at H 2 S 2 O 7 er også kendt som pyrosvovlsyre; da den kan frembringes efter opvarmning af svovlsyre.
Også, som nævnt i begyndelsen, H 2 S 2 O 7 dannes ved direkte kombination af H 2 SO 4 og SO 3:
SO 3 + H 2 SO 4 <=> H 2 S 2 O 7
Ejendomme
Egenskaberne ved disulfurinsyre er ikke særlig veldefinerede, fordi det er ekstremt vanskeligt at isolere rent fra oleum.
Det bør erindres, at i oleum kan der være andre forbindelser, med formlerne H 2 SO 4 · xSO 3, hvor afhængigt af værdien af x, selv polymere strukturer kan være havde.
En måde at visualisere det på er at forestille sig, at den øverste struktur af H 2 S 2 O 7 bliver mere langstrakt af flere SO 3- enheder og iltbroer.
I næsten ren tilstand består det af et ustabilt krystallinsk fast stof (røg), der smelter ved 36 ° C. Imidlertid kan dette smeltepunkt variere afhængigt af den rigtige sammensætning.
Disulfuric acid kan danne såkaldte disulfate (eller pyrosulfate) salte. For eksempel, hvis den reagerer med kaliumhydroxid, danner kalium pyrosulfat, K 2 S 2 O 7.
Derudover kan det siges, at det har en molekylvægt på 178 g / mol og to syreækvivalenter (2 H + ioner, der kan neutraliseres med en stærk base).
Sukkerudtørringsreaktion
Med denne forbindelse i form af oleum kan der udføres en mærkelig reaktion: omdannelse af sukkerterninger til kulstofblokke.
H 2 S 2 O 7 reagerer med sukker, hvilket eliminerer alle deres OH-grupper i form af vand, hvilket favoriserer nye bindinger mellem carbonatomer; fagforeninger, der ender med at forårsage sort kulstof.
nomenklatur
Disulfuric acid betragtes som anhydridet af svovlsyre; det vil sige, at det mister et vandmolekyle som et resultat af kondensationen mellem to sure molekyler. Givet så mange mulige navne på denne forbindelse, anbefaler IUPAC-nomenklaturen simpelthen svovlsyre.
Udtrykket 'pyro' henviser udelukkende til det, der dannes som et produkt til anvendelse af varme. IUPAC rådgiver ikke dette navn til H 2 S 2 O 7; men det bruges stadig i dag af mange kemikere.
Enden af -ico forbliver uændret, da svovlatomet fortsætter med at opretholde en valens på +6. For eksempel kan det beregnes ved hjælp af følgende aritmetiske operation:
2H + 2S + 7O = 0
2 (+1) + 2S + 7 (-2) = 0
S = 6
Applikationer
Opbevarer svovlsyre
På grund af sin egenskab ved størkning som oleum er svovlsyre i stand til at opløse og opbevare svovlsyre mere sikkert. Dette skyldes SO 3 undslipper skabe en åndbare "tåge", som er langt mere opløselig i H 2 SO 4 end i vand. Til opnåelse af H 2 SO 4, ville det være tilstrækkeligt at tilsætte vand til oleum:
H 2 S 2 O 7 + H 2 O <=> 2H 2 SO 4
100% svovlsyresyntese
Fra den foregående ligning, H 2 SO 4 fortyndes i det tilsatte vand. For eksempel, hvis du har en vandig opløsning af H 2 SO 4, hvor SO 3 har tendens til at undslippe og udgør en risiko for arbejdere, når oleum tilsættes til opløsningen det reagerer med vand under dannelse af mere svovlsyre; det vil sige øge din koncentration.
Hvis nogle vand rester, mere SO sættes 3, som reagerer med H 2 SO 4 til at producere mere disulfuric syre eller oleum, og derefter dette hydrerer ved "tørring" H 2 SO 4. Processen gentages nok gange til opnåelse af svovlsyre i en koncentration på 100%.
En lignende fremgangsmåde anvendes til opnåelse af 100% salpetersyre. Ligeledes er det blevet brugt til at dehydrere andre kemiske stoffer, der bruges til at fremstille eksplosiver.
sulfonering
Det bruges til sulfonatstrukturer, såsom farvestoffer; det vil sige, det tilføjer -SO 3 H -grupper, som ved at miste deres sur proton kan forankre sig til polymeren af tekstilfibren.
På den anden side er surheden af oleum anvendes til at opnå den anden nitrering (tilføj -NO 2 grupper) til de aromatiske ringe.
Referencer
- Shiver & Atkins. (2008). Uorganisk kemi. (fjerde udgave). Mc Graw Hill.
- Wikipedia. (2018). Disulfuric acid. Gendannet fra: en.wikipedia.org
- Pubchem. (2019). Pyrosulfuric acid. Gendannes fra: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
- Seong Kyu Kim, Han Myoung Lee og Kwang S. Kim. (2015). Disulfuric acid dissocieret med to vandmolekyler: ab initio og funktionstæthed teoretiske beregninger. Phys. Chem. Chem. Phys., 2015, 17, 28556
- Contra Costa Health Services. (Sf). Oleum / svovltrioxid: kemisk faktablad.. Gendannes fra: cchealth.org