Svavelsyrastruktur, egenskaper, nomenklatur, användningsområden

den  svavelsyra är en oxacid som bildas genom upplösning av svaveldioxid, SO₂, i vatten Det är en svag och instabil oorganisk syra, som inte har detekterats i lösning, eftersom reaktionen av dess bildning är reversibel och syran sönderdelas snabbt i reaktanterna som producerat den (SO₂ och H₂O).

Svavelsyramolekylen har just detekterats i gasfasen just nu. De konjugerade baserna av denna syra är gemensamma anjoner under former av sulfiter och bisulfiter.

Ramans spektrum av SO-lösningar₂ visar endast signaler på grund av SO-molekylen₂ och bisulfitjonen, HSO₃^-, överensstämmer med följande balans:

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

Detta indikerar att genom Ramans spektrum är det inte möjligt att detektera närvaron av svavelsyra i en lösning av svaveldioxid i vatten.

När den utsätts för atmosfären omvandlas den snabbt till svavelsyra. Svavelsyra reduceras till vätesulfid genom verkan av utspädd svavelsyra och zink.

Försöket att koncentrera en SO-lösning₂ Genom att indunsta vattnet för att erhålla svavelsyra utan vatten resulterade det inget resultat, eftersom syran sönderdelas snabbt (omvänd formationsreaktionen), så syran kan inte isoleras.

index

• 1 Naturlig bildning
• 2 struktur
  • 2.1 Isolerad molekyl
  • 2.2 Molekyl omgiven av vatten
  • 2,3 SO2 ∙ nH2O
• 3 Fysikaliska och kemiska egenskaper
  • 3.1 Molekylformel
  • 3,2 molekylvikt
  • 3.3 Fysisk utseende
  • 3,4 Densitet
  • 3,5 ångdensitet
  • 3.6 Frätande
  • 3.7 Löslighet i vatten
  • 3.8 Känslighet
  • 3.9 Stabilitet
  • 3.10 surhetskonstant (Ka)
  • 3,11 pKa
  • 3,12 pH
  • 3.13 Flampunkt
  • 3,14 Nedbrytning
• 4 nomenklaturen
• 5 Syntes
• 6 användningsområden
  • 6.1 På trä
  • 6.2 Desinfektionsmedel och blekmedel
  • 6.3 Konserveringsmedel
  • 6.4 Andra användningsområden
• 7 referenser

Naturlig bildning

Svavelsyra bildas i naturen genom kombinationen av svaveldioxid, produkt av verksamheten hos stora fabriker, med atmosfäriskt vatten. Av den anledningen anses den vara en mellanprodukt av surt regn, vilket orsakar stor skada på jordbruket och miljön.

Dess syraform är inte användbar i naturen, men framställs vanligtvis i dess natrium-, kalium-, sulfit- och bisulfitsalter.

Sulfit genereras endogent i kroppen som en följd av metabolism av svavelhaltiga aminosyror. På samma sätt framställs sulfit som en produkt av fermentering av mat och drycker. Sulfit är en allergen, neurotoxisk och metabotoxisk. Det metaboliseras av sulfitoxidasenzymet som omvandlar det till sulfat, en ofarlig förening.

struktur

Isolerad molekyl

Strukturen av en isolerad molekyl av svavelsyra i gasformen kan ses i bilden. Den gula sfären i mitten motsvarar svavelatomen, de röda till syreatomerna och de vita till väteatomerna. Dess molekylära geometri runt S-atomen är trigonalpyramid, med O-atomen som drar basen.

Därefter, i gasformen, H-molekylerna₂SW₃ kan betraktas som små trigonalpyramider som flyter i luften, förutsatt att det är tillräckligt stabilt för att vara en viss tid utan att reagera.

Strukturen klargör var de två sura vätena kommer från: hydroxylgrupperna bundna till svavel, HO-SO-OH. För denna förening är det därför inte korrekt att anta att en av syraprotonerna, H⁺, frigörs från svavelatomen, H-SO₂(OH).

De två OH-grupperna tillåter svavelsyran att interagera genom vätebindningar och dessutom är syret av S = O-bindningen en väteacceptor, som omvandlar H₂SW₃ både en bra givare och acceptor av sådana broar.

Enligt ovanstående har H₂SW₃ bör kunna kondensera i en vätska, precis som svavelsyra gör,₂SW₄. Detta är dock inte fallet.

Molekyl omgiven av vatten

Hittills har det inte varit möjligt att erhålla den vattenfria svavelsyra, det vill säga H₂SW₃(L); medan H₂SW₄(ac), å andra sidan, efter dehydratisering transformeras den till sin vattenfria form, H₂SW₄(1), vilket är en tät och viskös vätska.

Antag att H-molekylen₂SW₃ förblir oförändrad, då kommer det att kunna lösas i stor utsträckning i vattnet. De interaktioner som skulle reglera i nämnda vattenhaltiga lösningar skulle återigen vara vätebroar; emellertid skulle det också finnas elektrostatiska interaktioner som härrör från hydrolysbalansen:

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

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

Sulfitjonen, SO₃^2- det skulle vara samma molekyl ovan, men utan de vita kulorna; och hydrogensulfit (eller bisulfit) jon, HSO₃^-, behåller en vit sfär. Infiniteter av salter kan uppstå av båda anjoner, något mer instabila än andra.

I verkligheten har det bekräftats att en extremt liten del av lösningarna består av H₂SW₃; det vill säga molekylen som förklaras är inte den som interagerar direkt med vattenmolekylerna. Anledningen till detta är att den lider av sönderdelning med ursprung SO₂ och H₂Eller, som är termodynamiskt gynnad.

SW₂∙nH₂O

Den sanna strukturen av svavelsyra består av en molekyl svaveldioxid omgiven av en sfär av vatten som består av n molekyler.

Så, SO₂, vars struktur är vinklad (boomerangtyp), bredvid dess vattenhaltiga sfär, är ansvarig för de sura protonerna som karakteriserar surheten:

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

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

Förutom denna balans finns också en löslighetsbalans för SO₂, vars molekyl kan fly från vatten till gasfasen:

SW₂(G) <=> SW₂(Aq)

Fysikaliska och kemiska egenskaper

Molekylformel

H₂SW₃

Molekylvikt

82,073 g / mol.

Fysiskt utseende

Det är en färglös vätska, med en kryddig svavel lukt.

densitet

1,03 g / ml.

Ångdensitet

2,3 (i förhållande till den luft som tas som 1)

korrosivitet

Det är frätande för metaller och tyger.

Löslighet i vatten

Blandbar med vatten.

känslighet

Det är känsligt för luft.

stabilitet

Stabil, men oförenlig med starka baser.

Surhetskonstant (ka)

1,54 x 10^-2

pKa

1,81

pH

1,5 på pH-skalan.

Tändpunkt

Ej brandfarligt.

sönderdelning

När uppvärmd svavelsyra kan sönderfalla, emitterar en giftig rök av svaveloxid.

nomenklatur

Svavel har följande valenser: ± 2, +4 och +6. Från formel H₂SW₃, det kan beräknas vilken valens eller oxidationsnummer svavelhalten har i föreningen. För att göra detta är det tillräckligt att lösa en algebraisk summa:

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

Eftersom det är en neutral förening, måste summan av laddningarna för de atomer som utgör den vara 0. Om vi ​​löser v för ovanstående ekvation har vi:

v = (6-2) / 1

Således är v lika med +4. Det vill säga, svavel deltar med sin andra valens, och enligt den traditionella nomenklaturen måste suffixet -os läggas till namnet. Av denna anledning till H₂SW₃ det är känt som svavelsyrabära.

Ett annat snabbare sätt att bestämma denna valens är att jämföra H₂SW₃ med H₂SW₄. I H₂SW₄ svavel har valens +6, så om en O avlägsnas faller valensen till +4; och om en annan tas bort faller valensen ner till +2 (vilket skulle vara fallet för syran hickasvavelbära, H₂SW₂).

Även om mindre känt, till H₂SW₃ Det kan också kallas trioxosvavelsyra (IV) enligt lagernomenklaturen.

syntes

Tekniskt bildas den genom brinnande svavel för att bilda svaveldioxid. Sedan löses det i vatten för att bilda svavelsyran. Reaktionen är dock reversibel och syran sönderdelas snabbt tillbaka i reaktanterna.

Detta är en förklaring till varför svavelsyra inte finns i vattenlösning (som nämns i avsnittet om dess kemiska struktur).

tillämpningar

I allmänhet kan användningen och användningen av svavelsyra, eftersom dess närvaro inte detekteras, hänvisa till användningar och tillämpningar av svaveldioxidlösningar och baserna och salterna av syran.

I skogen

Vid sulfitprocessen produceras vedmassa i form av nästan rena cellulosafibrer. Flera salter av svavelsyra används för extraktion av lignin från träflis, med användning av högtryckskärl som kallas digistorer..

De salter som används vid förfarandet för att erhålla trämassan är sulfit (SO₃^2-) eller bisulfit (HSO)₃^-), beroende på pH. Motjonen kan vara Na⁺, Ca²⁺, K⁺ eller NH₄⁺.

Desinfektionsmedel och blekmedel

-Svavelsyra används som ett desinfektionsmedel. Det används också som ett mildt blekmedel, särskilt för klorkänsliga material. Dessutom används det som tandblekmedel och livsmedelstillsats.

-Det är en ingrediens i olika kosmetika för hudvård och användes som ett bekämpningsmedel vid eliminering av råttor. Eliminerar fläckar som orsakas av vin eller frukt i olika tyger.

-Det fungerar som ett antiseptiskt medel, vilket är effektivt för att förhindra hudinfektioner. På några stunder användes det i fumigations för att desinficera fartyg, tillhörigheter till sjuka offer för epidemier etc..

Konserveringsmedel

Svavelsyra används som konserveringsmedel för frukt och grönsaker och förhindrar jäsning av drycker som vin och öl, som är ett antioxidant, antibakteriellt och fungicidelement.

Andra användningsområden

-Svavelsyra används vid syntes av läkemedel och kemiska produkter; vid produktion av vin och öl raffinering av petroleumprodukter och det används som ett analytiskt reagens.

-Bisulfiten reagerar med pyrimidin-nukleosiderna och sättes till dubbelbindningen mellan position 5 och 6 i pyrimidin, modifiering av bindningen. Bisulfittransformationen används för att testa de sekundära eller högre strukturerna av polynukleotiderna.

referenser

1. Wikipedia. (2018). Svavelsyra. Hämtad från: en.wikipedia.org
2. Nomenklatur av syror. [PDF]. Hämtad från: 2.chemistry.gatech.edu
3. Voegele F. Andreas & col. (2002). Om stabiliteten hos svavelsyra (H₂SW₃) och dess dimer. Chem. Eur. J. 2002. 8, No.24.
4. Shiver & Atkins. (2008). Oorganisk kemi (Fjärde upplagan., S. 393). Mc Graw Hill.
5. Calvo Flores F. G. (s.f.). Formulering av oorganisk kemi. [PDF]. Hämtad från: ugr.es
6. PubChem. (2018). Svavelsyra. Hämtad från: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
7. Steven S. Zumdahl. (15 augusti 2008). Oxisyra. Encyclopædia Britannica. Hämtad från: britannica.com