Disulfursyrastruktur, egenskaper, nomenklatur och användningsområden



den disulfursyra är en av de många oxo-syrorna av svavel, vars kemiska formel är H2S2O7. Formeln anger uttryckligen att det finns två svavelatomer, och som deras namn påpekar, måste det finnas två H-molekyler.2SW4 i en; Det finns dock sju oxygener istället för åtta, så en svavel måste ha tre.

Denna syra är en av huvudkomponenterna i oleum (eller smörj svavelsyra), som blir en "tät" form av svavelsyra. Sådan är dess övervägande, att vissa anser oleum som en synonym för disulfursyra; vilket också är känt av det traditionella namnet pirosulfonsyra.

Bilden visar en behållare med oleum, med en koncentration av svaveltrioxid, SO3, till 20%. Denna substans kännetecknas av att den är oljig och färglös; även om det kan bli gult eller brunt beroende på koncentrationen av SO3 och närvaron av vissa föroreningar.

Ovanstående avser deltagandet av meddelandet om invändningar3 i H2S2O7; det vill säga en H-molekyl2SW4 reagerar med en av SO3 för att bilda disulfursyran. Att vara så här, H2S2O7 Det kan också skrivas som H2SW4· SO3.

index

  • 1 Struktur av disulfursyra
  • 2 egenskaper
    • 2.1 Reaktion av dehydrering av sockerarter
  • 3 nomenklaturen
  • 4 användningsområden
    • 4.1 Lagrar svavelsyra
    • 4.2 Syntes av 100% svavelsyra
    • 4.3 sulfonering
  • 5 referenser

Struktur av disulfursyra

Ovan har du H-strukturen2S2O7 i en modell av sfärer och barer. Observera vid första anblicken molekylens symmetri: syrebroens vänstra sida är identisk med höger. Ur det perspektivet kan strukturen beskrivas med formeln HO3STRUNT3H.

I båda ändar är varje hydroxylgrupp, vars väte, genom induktiv effekt av alla dessa syreatomer, ökar sin positiva partiella laddning; och följaktligen har disulfursyra en surhet än starkare än svavelsyran.

Molekylen kan skrivas som H2SW4· SO3. Detta hänvisar emellertid mer till en sammansättning av oleum än till strukturen hos en molekyl.

Om en vattenmolekyl tillsätts till H2S2O7, två H-molekyler kommer att släppas2SW4:

H2S2O7 + H2O <=> 2H2SW4

Saldot kan röra sig till vänster: till bildandet av H2S2O7 från H2SW4 om värme tillförs. Det är av denna anledning att H2S2O7 det är också känt som pyrosulfonsyra; eftersom det kan genereras efter uppvärmningen av svavelsyran.

Också, som nämnts i början, H2S2O7 bildas av den direkta kombinationen av H2SW4 och så3:

SW3 + H2SW4 <=> H2S2O7

egenskaper

Egenskaperna av disulfursyra är inte särskilt väldefinierade, eftersom det är extremt svårt att isolera sig rent från oleum.

Man måste komma ihåg att i oleum kan det finnas andra föreningar med formlerna H2SW4· XSO3, där beroende på värdet på x kan det även ha polymera strukturer.

Ett sätt att visualisera det är att föreställa sig att den övre strukturen hos H2S2O7 blir mer långsträckt av fler SO-enheter3 och syrebroar.

I ett nästan rent tillstånd består det av en instabil kristallin fast substans (rökare) som smälter vid 36ºC. Denna smältpunkt kan emellertid variera beroende på den sanna kompositionen.

Disulfursyran kan bilda det som är känt som disulfatsalter (eller pyrosulfater). Om det till exempel reagerar med kaliumhydroxid bildar det kaliumpyrosulfat, K2S2O7.

Dessutom kan man säga att den har en molekylvikt av 178 g / mol och två syraekvivalenter (2 Hions)+ som kan neutraliseras med en stark bas).

Dehydreringsreaktion av sockerarter

Med denna förening i form av oleum kan utförs en nyfiken reaktion: omvandlingen av sockerbitar till kolblock.

H2S2O7 det reagerar med sockerarterna som eliminerar alla sina OH-grupper i form av vatten, vilket gynnar nya kopplingar mellan kolatomerna; fackföreningar som hamnar ur svart kol.

nomenklatur

Disulfursyran anses vara svavelsyraanhydrid; det vill säga det förlorar en molekyl vattenprodukt av kondensationen mellan två molekyler av syra. Med så många möjliga namn för denna förening rekommenderar IUPAC-nomenklaturen enkelt det för disulfonsyra.

Termen "pyro" avser uteslutande den som bildas som en produkt av värmepåverkan. IUPAC rekommenderar inte detta namn för H2S2O7; men det används fortfarande idag av många kemister.

Slutet -ico förblir oförändrat eftersom svavelatomen fortsätter att bibehålla en valens av +6. Till exempel kan det beräknas med följande aritmetiska operation:

2H + 2S + 7O = 0

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

S = 6

tillämpningar

Lagrar svavelsyra

Disulfursyran, med tanke på dess egenskaper att stelna som oleum, kan lösa och lagra säkrare svavelsyra. Detta beror på att SO3 undviker att skapa en otränglig "dimma", som är mycket mer löslig i H2SW4 än i vatten. För att få H2SW4, det skulle räcka till att lägga vatten till oleumet:

H2S2O7 + H2O <=> 2H2SW4

Syntes av 100% svavelsyra

Från den tidigare ekvationen är H2SW4 den utspädes i det tillsatta vattnet. Om du till exempel har en vattenhaltig lösning av H2SW4, där SO3 det tenderar att fly och utgör en risk för arbetarna, när man tillsätter oleum till lösningen reagerar det med vattnet som bildar mer svavelsyra; det vill säga öka din koncentration.

Om det finns lite vatten kvar, läggs mer SO till3, som reagerar med H2SW4 för att producera mer disulfursyra eller oleum, och sedan hydreras den igen genom att "torka" H2SW4. Processen upprepas tillräckligt gånger för erhållande av svavelsyra i en koncentration av 100%.

En liknande process används för att erhålla 100% salpetersyra. På samma sätt har den använts för att dehydrera andra kemiska ämnen, som används för framställning av sprängämnen.

sulfonering

Det används för att sulfonera strukturer, såsom färgämnen; det vill säga lägga till -SO grupper3H, som vid förlust av dess syraproton kan förankras i textilfiberpolymeren.

Å andra sidan användes surheten hos oleum för att uppnå den andra nitreringen (tillsätt grupper -NO2) till aromatiska ringar.

referenser

  1. Shiver & Atkins. (2008). Oorganisk kemi (fjärde upplagan). Mc Graw Hill.
  2. Wikipedia. (2018). Disulvsyra. Hämtad från: en.wikipedia.org
  3. PubChem. (2019). Pyrosulfonsyra. Hämtad från: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
  4. Seong Kyu Kim, Han Myoung Lee och Kwang S. Kim. (2015). Disulfursyra dissocierad av två vattenmolekyler: ab initio och densitetsfunktionella teoriberäkningar. Phys. Chem. Chem. Phys., 2015, 17, 28556
  5. Mot Costa Health Services. (N.D.). Oleum / svaveltrioxid: kemiskt faktablad. [PDF]. Hämtad från: cchealth.org