SVOVLSYRE: STRUKTUR, EGENSKABER, NOMENKLATUR, ANVENDELSER - KEMI - 2025

Den svovlsyrling er en oxysyre dannet ved opløsning af svovldioxid, SO ₂, 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 reagenserne, der producerede det (SO ₂ og H ₂ O).

Svovlsyremolekylet er hidtil kun detekteret i gasfasen. De konjugerede baser af denne syre er almindelige anioner i form af sulfitter og bisulfitter.

Kilde: Benjah-bmm27, fra Wikimedia Commons Raman-spektret af SO _2- løsninger viser kun signaler på grund af SO _2- molekylet og bisulfitionen, HSO ₃ ^-, der stemmer overens med følgende ligevægt:

SO ₂ + H ₂ O <=> HSO ₃ ^- + H ⁺

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

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

Forsøget på at koncentrere en opløsning af SO ₂ ved at afdampe vand til opnåelse af svovlsyrling fri for vand, ikke giver resultater, da syren nedbrydes hurtigt (reversere dannelsen reaktion), så syren ikke kan være isoleret.

Naturlig dannelse

Svovlsyre dannes i naturen ved kombinationen af ​​svovldioxid, et produkt af aktiviteten i store fabrikker med atmosfærisk vand. Af denne grund betragtes det som et mellemprodukt af sur nedbør, der forårsager store skader på landbruget og miljøet.

Dens sure form er ikke anvendelig i naturen, men den fremstilles normalt i dens natrium- og kaliumsalte, sulfit og bisulfit.

Sulfit genereres endogent i kroppen som et resultat af metabolismen af ​​svovlholdige aminosyrer. Ligeledes produceres sulfit som et produkt til gæring af fødevarer og drikkevarer. Sulfit er allergifremkaldende, neurotoksisk og metabolisk. Det metaboliseres af enzymet sulfitoxidase, der omdanner det til sulfat, en ufarlig forbindelse.

Struktur

Isoleret molekyle

På billedet kan du se strukturen af ​​et isoleret svovlsyremolekyle i gasform. Den gule kugle i midten svarer til svovlatomet, de røde til iltatomerne og de hvide med hydrogeler. Dens molekylære geometri omkring S-atomet er en trigonal pyramide, hvor O-atomerne trækker basen.

Derefter, i gasformig tilstand, H ₂ SO ₃ molekyler kan betragtes som små trigonale pyramider svævende i luften, forudsat at den er stabil nok til at vare en vis tid uden at reagere.

Strukturen gør det klart, hvor de to sure hydrogener kommer fra: fra de svovlbundne hydroxylgrupper, HO-SO-OH. Derfor for denne forbindelse er det ikke korrekt at antage, at en af de sure protoner, H ⁺, frigives fra svovlatomet, H-SO ₂ (OH).

De to OH-grupper tillader svovlsyrling til interagere gennem hydrogenbindinger og desuden ilt S = O-bindingen er en hydrogenacceptor, hvilket gør H ₂ SO ₃ både en god donor og acceptor af disse bindinger.

Ifølge ovenstående, H ₂ SO ₃ skal kunne kondensere til en væske, som svovlsyre gør, H ₂ SO ₄. Ikke desto mindre er det ikke sådan, det sker.

Molekyle omgivet af vand

Hidtil har det ikke været muligt at finde vandfri svovlsyrling, dvs. H ₂ SO ₃ (1); mens H ₂ SO ₄ (aq), på den anden side, efter at være dehydreret, transformationer på dets vandfri form, H ₂ SO ₄ (l), som er en tæt og viskos væske.

Hvis H ₂ SO ₃ antages molekyle til forblive uændret, så vil det være i stand til at opløse i vid udstrækning i vand. De interaktioner, der ville styre i de nævnte vandige opløsninger, ville igen være brintbindinger; Der ville imidlertid også være elektrostatiske interaktioner som et resultat af hydrolyse-ligevægten:

H ₂ SO ₃ (aq) + H ₂ O (l) <=> HSO ₃ ^- (aq) + H ₃ O ⁺ (aq)

HSO ₃ ^- (aq) + H ₂ O (l) <=> SO ₃ ^2- (aq) + H ₃ O ⁺

Den sulfition, SO ₃ ^2- ville være det samme molekyle som ovenfor, men uden de hvide kugler; og hydrogensulfit (eller bisulfit) ion, HSO ₃ ^-, bevarer en hvid kugle. Infinity af salte kan opstå fra begge anioner, nogle mere ustabile end andre.

I virkeligheden er det blevet bekræftet, at en meget lille del af opløsningerne består af H ₂ SO ₃; dvs. det forklarede molekyle er ikke det, der interagerer direkte med vandmolekylerne. Grunden til dette skyldes det faktum, at det undergår en nedbrydning oprindelse SO ₂ og H ₂ O, som er termodynamisk begunstiget.

SW

Den ægte struktur af svovlsyre består af et molekyle svovldioxid omgivet af en kugle af vand, der består af n molekyler.

Således er SO ₂, hvis struktur er vinkelformet (boomerang-type) sammen med dens vandige kugle, ansvarlige for de sure protoner, der karakteriserer surhedsgraden:

SO ₂ ∙ nH ₂ O (aq) + H ₂ O (l) <=> H ₃ O ⁺ (aq) + HSO ₃ ^- (aq) + nH ₂ O (l)

HSO ₃ ^- (aq) + H ₂ O (l) <=> SO ₃ ^2- (aq) + H ₃ O ⁺

Ud over denne balance er der også en opløselighedsbalance for SO ₂, hvis molekyle kan flygte fra vand ind i gasfasen:

SO ₂ (g) <=> SO ₂ (ac)

Fysiske og kemiske egenskaber

Molekylformel

H ₂ SO ₃

Molekylær vægt

82,073 g / mol.

Fysisk fremtoning

Det er en farveløs væske med en skarp svovllugt.

Massefylde

1,03 g / ml.

Dampdensitet

2.3 (i forhold til luft taget som 1)

ætsende virkning

Det er ætsende over for metaller og stoffer.

Vandopløselighed

Blandbart med vand.

Følsomhed

Det er følsomt over for luft.

Stabilitet

Stabil, men uforenelig med stærke baser.

Aciditetskonstant (Ka)

1,54 x 10- ²

pKa

1,81

pH

1,5 på pH-skalaen.

tændingspunkt

Ikke brandfarligt.

nedbrydning

Når svovlsyre opvarmes, kan den nedbrydes og afgive giftig svovloxidrøg.

nomenklatur

Svovl har følgende valenser: ± 2, +4 og +6. Fra formlen H ₂ SO ₃, kan det beregnes, hvad valensen eller oxidationstal svovlet har i forbindelsen. For at gøre dette skal du bare løse en algebraisk sum:

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

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

v = (6-2) / 1

Således er v lig med +4. Det vil sige, at svovl deltager med sin anden valens, og i henhold til traditionel nomenklatur skal suffikset –og tilføjes navnet. Af denne grund, H ₂ SO ₃ er kendt som svovl syre .

En anden hurtigere måde at bestemme denne valens er ved at sammenligne H ₂ SO ₃ med H ₂ SO ₄. I H ₂ SO ₄, svovl har en valens på +6, så hvis en O fjernes, valensen falder til 4; og hvis en anden er fjernet, den nedre valens +2 (hvilket ville være tilfældet for syre hypo svovl bear, H ₂ SO ₂).

Selvom mindre kendt, H ₂ SO ₃ kan også kaldes trioxosulfuric syre (IV), ifølge bestanden nomenklatur.

syntese

Teknisk dannes det ved forbrænding af svovl til dannelse af svovldioxid. Derefter opløses det i vand til dannelse af svovlsyre. Imidlertid er reaktionen reversibel, og syren nedbrydes hurtigt tilbage i reaktanterne.

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

Applikationer

Kilde: Pxhere

Generelt henviser anvendelser og anvendelser af svovlsyre, da dens tilstedeværelse ikke kan påvises, anvendelserne og anvendelserne af opløsninger af svovldioxid og baserne og saltene af syren.

I træet

Ved sulfitprocessen produceres træmasse i form af næsten rene cellulosefibre. Forskellige salte af svovlsyre bruges til at udvinde lignin fra træflis ved anvendelse af højtryksbeholdere kaldet digistorer.

Saltene, der anvendes i processen med at få træmassen, er sulfit (SO ₃ ^2-) eller bisulfit (HSO ₃ ^-), afhængigt af pH-værdien. Modionen kan være Na ⁺, Ca ²⁺, K ⁺ eller NH ₄ ⁺.

Desinfektions- og blegemiddel

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

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

-Det fungerer som et antiseptisk middel og er effektivt til at undgå hudinfektioner. Til tider blev det brugt i fumigationer til at desinficere skibe, ejendele af syge ofre for epidemier osv.

Konserveringsmiddel

Svovlsyre bruges som konserveringsmiddel til frugt og grønsager og til at forhindre gæring af drikkevarer som vin og øl, idet det er et antioxidant, antibakterielt og fungicidisk element.

Andre anvendelser

-Svovlsyre anvendes til syntese af medikamenter og kemikalier; i produktion af vin og øl; raffinering af olieprodukter; og bruges som et analytisk reagens.

-Bisulfit reagerer med pyrimidin-nukleosiderne og tilføjer dobbeltbindingen mellem pyrimidinets 5 og 6-position og ændrer bindingen. Bisulfit-transformation anvendes til test for sekundære eller højere strukturer af polynukleotider.

Referencer

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