Disulfurinsyrestruktur, egenskaper, nomenklatur og bruk



den disulfursyre er en av de mange oksosyrene av svovel, hvis kjemiske formel er H2S2O7. Formelen uttrykker eksplisitt at det er to svovelatomer, og som navnet også peker på, må det være to H molekyler.2SW4 i ett; Det er imidlertid syv oksygener i stedet for åtte, så en svovel må ha tre.

Denne syre er en av hovedkomponentene i oleum (eller brennende svovelsyre), som blir en "tett" form av svovelsyre. Slike er dens overveielse, at noen anser oleum som et synonym for disulfursyre; som også er kjent av det tradisjonelle navnet pirosulfuric acid.

Bildet viser en beholder med oleum, med en konsentrasjon av svoveltrioksyd, SO3, til 20%. Dette stoffet er karakterisert ved å være fet og fargeløs; selv om det kan bli gulaktig eller brun avhengig av konsentrasjonen av SO3 og tilstedeværelsen av noen urenheter.

Ovennevnte gjelder deltakelsen av SO3 i H2S2O7; det vil si en H-molekyl2SW4 reagerer med en av SO3 for å danne disulfursyren. Å være så her, H2S2O7 det kan også skrives som h2SW4· SO3.

index

  • 1 Struktur av disulfursyre
  • 2 Egenskaper
    • 2.1 Reaksjon på dehydrering av sukker
  • 3 Nomenklatur
  • 4 bruksområder
    • 4.1 Lagrer svovelsyre
    • 4.2 Syntese av 100% svovelsyre
    • 4.3 sulfonering
  • 5 referanser

Struktur av disulfursyre

Over har du H-strukturen2S2O7 i en modell av kuler og barer. Merk ved første øyekast molekylets symmetri: venstre side av oksygenbroen er identisk med høyre. Fra dette perspektivet kan strukturen beskrives med formelen HO3BLAH3H.

I begge ender er hver hydroksylgruppe, hvis hydrogen, ved induktiv virkning av alle disse oksygenatomer, øker sin positive partielle ladning; og følgelig har disulfursyre en surhet enda sterkere enn svovelsyren.

Molekylet kan skrives som H2SW4· SO3. Dette viser imidlertid mer til en sammensetning av oleum enn til molekylets struktur.

Men hvis et vannmolekyl er tilsatt til H2S2O7, to H molekyler vil bli utgitt2SW4:

H2S2O7 + H2O <=> 2H2SW4

Balansen kan bevege seg til venstre: til dannelsen av H2S2O7 fra H2SW4 hvis varmen leveres. Det er av denne grunn at H2S2O7 det er også kjent som pyrosulfonsyre; siden det kan genereres etter oppvarming av svovelsyren.

Også, som nevnt i begynnelsen, er H2S2O7 dannes av den direkte kombinasjonen av H2SW4 og så3:

SW3 + H2SW4 <=> H2S2O7

egenskaper

Egenskapene til disulfursyre er ikke veldig godt definert, fordi det er ekstremt vanskelig å isolere seg rent fra oleum.

Det må huskes at i oleum kan det være andre forbindelser med formler H2SW4· XSO3, hvor avhengig av verdien av x kan til og med ha polymere strukturer.

En måte å visualisere det på er å forestille seg at den øvre strukturen til H2S2O7 blir lengre av flere SO-enheter3 og oksygenbroer.

I en nesten ren tilstand består den av et ustabilt krystallinsk fast stoff (smoker) som smelter ved 36ºC. Dette smeltepunktet kan imidlertid variere avhengig av den sanne sammensetningen.

Disulfursyren kan danne det som er kjent som disulfatsalter (eller pyrosulfater). For eksempel danner det kaliumpyrosulfat, K, hvis det reagerer med kaliumhydroksyd2S2O7.

I tillegg kan det sies at den har en molekylvekt på 178 g / mol og to syreekvivalenter (2 Hioner)+ som kan nøytraliseres med en sterk base).

Dehydreringsreaksjon av sukker

Med denne forbindelsen i form av oleum kan det utføres en nysgjerrig reaksjon: omdannelsen av sukkerbiter til karbonblokker.

H2S2O7 det reagerer med sukkerarter som eliminerer alle dets OH-grupper i form av vann, hvilket favoriserer nye forbindelser mellom karbonatomer; fagforeninger som ender opp med opprinnelse av svart karbon.

nomenklatur

Disulfursyren betraktes som svovelsyreanhydridet; det vil si det mister et molekyl vannprodukt av kondensasjonen mellom to molekyler syre. Med så mange mulige navn for denne forbindelsen, anbefaler IUPAC-nomenklaturen det enkelt av disulfonsyre.

Begrepet "pyro" refererer utelukkende til det som er dannet som et produkt av anvendelse av varme. IUPAC anbefaler ikke dette navnet for H2S2O7; men det er fortsatt brukt i dag av mange kjemikere.

Endningen -ico forblir uendret siden svovelatomet fortsetter å opprettholde en valens på +6. For eksempel kan det beregnes ved følgende aritmetiske operasjon:

2H + 2S + 7O = 0

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

S = 6

søknader

Lagrer svovelsyre

Disulfursyren, gitt sin egenskap av størkning som oleum, er i stand til å oppløse og lagre mer trygt svovelsyre. Dette er fordi SO3 unngår å skape en ubåtbar "tåke", som er mye mer løselig i H2SW4 enn i vann. Å få H2SW4, det ville være nok å legge vann til oleumet:

H2S2O7 + H2O <=> 2H2SW4

Syntese av 100% svovelsyre

Fra den forrige ligningen er H2SW4 Det fortynnes i det tilsatte vannet. For eksempel, hvis du har en vandig løsning av H2SW4, hvor SO3 det har en tendens til å unnslippe og representerer en risiko for arbeiderne, når man tilsetter oleum til løsningen reagerer det med vannet som danner mer svovelsyre; det vil si øke konsentrasjonen.

Hvis det er noe vann igjen, er mer SO lagt til3, som reagerer med H2SW4 for å produsere mer disulfursyre eller oleum, og så hydrerer den igjen ved å "tørke" H2SW4. Prosessen blir gjentatt nok ganger for å oppnå svovelsyre i en konsentrasjon på 100%.

En lignende prosess brukes til å oppnå 100% salpetersyre. På samme måte har det vært vant til å dehydrere andre kjemiske stoffer som brukes til produksjon av sprengstoff.

sulfoneringen

Det brukes til å sulfonere strukturer, som fargestoffer; det vil si, legg til -SO grupper3H, som når man mister sin syreproton, kan forankres til tekstilfiberpolymeren.

På den annen side brukes surheten av oleumet til å oppnå den andre nitrering (tilsett grupper -NO2) til aromatiske ringer.

referanser

  1. Shiver & Atkins. (2008). Uorganisk kjemi (fjerde utgave). Mc Graw Hill.
  2. Wikipedia. (2018). Disulfurinsyre. Hentet fra: en.wikipedia.org
  3. Pubchem. (2019). Pyrosvovelsyre. Hentet fra: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
  4. Seong Kyu Kim, Han Myoung Lee, og Kwang S. Kim. (2015). Disulfursyre dissosiert av to vannmolekyler: ab initio og densitet funksjonelle teori beregninger. Phys. Chem. Chem. Phys., 2015, 17, 28556
  5. Mot Costa Health Services. (N.d.). Oleum / svoveltrioksyd: kjemisk faktablad. [PDF]. Hentet fra: cchealth.org