Svovelsyrestruktur, egenskaper, nomenklatur, bruk

den  svovelsyre er et oksygen som dannes ved oppløsning av svoveldioksid, SO₂, i vann Det er en svak og ustabil uorganisk syre, som ikke har blitt detektert i oppløsning, siden reaksjonen av dannelsen er reversibel og syren nedbrytes raskt i reaktantene som produserte den (SO₂ og H₂O).

Svovelsyremolekylet har bare blitt detektert i gassfasen for øyeblikket. De konjugerte basene av denne syren er vanlige anioner under former av sulfitter og bisulfitter.

Ramans spektrum av SO-løsninger₂ viser bare signaler på grunn av SO molekylet₂ og bisulfitt-ion, HSO₃^-, i samsvar med følgende balanse:

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

Dette indikerer at gjennom Raman-spektret ikke er mulig å detektere tilstedeværelsen av svovelsyre i en oppløsning av svoveldioksid i vann.

Når den blir utsatt for atmosfæren, forvandles den raskt til svovelsyre. Svovelsyre reduseres til hydrogensulfid ved påvirkning av fortynnet svovelsyre og sink.

Forsøket på å konsentrere en SO-løsning₂ ved fordampning av vann under dannelse av fri svovelsyrling vann produsert uten resultat, ettersom syren spaltes hurtig (reversering dannelsesreaksjonen), slik at syren kan ikke isoleres.

index

• 1 Naturlig formasjon
• 2 struktur
  • 2.1 Isolert molekyl
  • 2.2 Molekyl omgitt av vann
  • 2,3 SO2 ∙ nH2O
• 3 Fysiske og kjemiske egenskaper
  • 3.1 Molekylær formel
  • 3,2 Molekylvekt
  • 3.3 Fysisk utseende
  • 3,4 tetthet
  • 3,5 Damptetthet
  • 3.6 Korrosivitet
  • 3.7 Løselighet i vann
  • 3.8 Følsomhet
  • 3.9 Stabilitet
  • 3.10 Syrekonstant (Ka)
  • 3,11 pKa
  • 3,12 pH
  • 3.13 Flammepunkt
  • 3,14 Nedbrytning
• 4 Nomenklatur
• 5 Syntese
• 6 bruksområder
  • 6.1 På tre
  • 6.2 Desinfeksjonsmiddel og blekemiddel
  • 6.3 Konserveringsmiddel
  • 6.4 Andre anvendelser
• 7 referanser

Naturlig formasjon

Svovelsyre er dannet i naturen ved kombinasjon av svoveldioksid, produkt av aktiviteten til store fabrikker, med atmosfærisk vann. Av denne grunn betraktes det som et mellomprodukt av surt regn, og forårsaker stor skade på jordbruk og miljø.

Syrformen er ikke anvendelig i naturen, men er vanligvis tilberedt i natrium-, kalium-, sulfitt- og bisulfitt-salter.

Sulfitt genereres endogent i kroppen som følge av metabolismen av svovelholdige aminosyrer. På samme måte produseres sulfitt som et produkt av gjæring av mat og drikkevarer. Sulfitt er et allergen, nevrotoksisk og metabotoksisk. Det metaboliseres av sulfittoksidasenzymet som omdanner det til sulfat, en ufarlig forbindelse.

struktur

Isolert molekyl

Strukturen av et isolert molekyl av svovelsyre i gassformet tilstand kan ses i bildet. Den gule sfæren i midten tilsvarer svovelatomet, de røde til oksygenatomer og de hvite til hydrogenatomer. Dens molekylære geometri rundt S-atomet er trigonalpyramid, med O-atomene som tegner basen.

Deretter, i gassformen, H-molekylene₂SW₃ kan betraktes som små trigonalpyramider som flyter i luften, forutsatt at den er stabil nok til å vare i noen tid uten å reagere.

Strukturen klargjør hvor de to sure hydrogenene kommer fra: hydroksylgruppene bundet til svovel, HO-SO-OH. Derfor er det for denne forbindelsen ikke riktig å anta at en av syreprotonene, H⁺, frigjøres fra svovelatomet, H-SO₂(OH).

De to OH-grupper lar svovelsyrling samvirke med hydrogenbinding og også oksygen-bindings S = O er en hydrogenakseptor, noe som gjør H₂SW₃ både en god donor og akseptor for slike broer.

I følge det ovennevnte er H₂SW₃ bør kunne kondensere i en væske, akkurat som svovelsyre gjør,₂SW₄. Dette er imidlertid ikke tilfelle.

Molekylen omgitt av vann

Hittil har det ikke vært mulig å oppnå den vannfrie svovelsyre, det vil si H₂SW₃(L); mens H₂SW₄(ac), derimot, etter dehydrering blir den omdannet til sin vannfrie form H₂SW₄(l), som er en tett og viskøs væske.

Forutsatt at H-molekylet₂SW₃ forblir uendret, så vil det være i stand til å oppløse seg i stor grad i vannet. Interaksjonene som ville regulere i de vandige løsningene ville igjen være hydrogenbroer; Det ville imidlertid også være elektrostatiske interaksjoner som skyldes hydrolysebalansen:

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

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

Sulfittionet, SO₃^2- det ville være det samme molekylet ovenfor, men uten de hvite kuler; og hydrogen-sulfitt (eller bisulfitt) ion, HSO₃^-, beholder en hvit kule. Infiniteter av salter kan oppstå fra begge anioner, noe mer ustabil enn andre.

I virkeligheten er det bekreftet at en ekstremt liten del av løsningene består av H₂SW₃; det vil si at molekylet som er forklart, ikke er det som samhandler direkte med vannmolekylene. Årsaken til dette er fordi det lider en nedbrytning med opprinnelse SO₂ og H₂Eller, som er termodynamisk favorisert.

SW₂∙nH₂O

Den sanne strukturen av svovelsyre består av et molekyl med svoveldioksid omgitt av en sfære av vann som består av n molekyler.

Så, sjefen₂, hvis struktur er vinkelformet (boomerang type) ved siden av dens vandige sfære, er ansvarlig for de sure protonene som karakteriserer surheten:

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

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

I tillegg til denne balansen er det også en oppløselighetsbalanse for SO₂, hvis molekyl kan flykte fra vann til gassfasen:

SW₂(G) <=> SW₂(Aq)

Fysiske og kjemiske egenskaper

Molekylær formel

H₂SW₃

Molekylvekt

82,073 g / mol.

Fysisk utseende

Det er en fargeløs væske, med en krydret svovel lukt.

tetthet

1,03 g / ml.

Damptetthet

2,3 (i forhold til luften som er tatt som 1)

etse

Det er etsende for metaller og stoffer.

Løselighet i vann

Blandbar med vann.

følsomhet

Det er følsomt for luft.

stabilitet

Stabil, men uforenlig med sterke baser.

Surhetskonstant (ka)

1,54 x 10^-2

pKa

1,81

pH-

1,5 på pH-skalaen.

Tennspunkt

Ikke brannfarlig.

nedbrytning

Når oppvarmet svovelholdig syre kan dekomponere, gir en giftig røyk av svoveloksyd.

nomenklatur

Svovel har følgende valenser: ± 2, +4 og +6. Fra formel H₂SW₃, det kan beregnes hvilken valens eller oksidasjonsnummer svovelet har i forbindelsen. For å gjøre dette er det nok å løse en algebraisk sum:

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

Da det er en nøytral sammensetning, skal summen av ladningene for atomene som utgjør det være 0. Hvis vi løser v for den ovennevnte ligningen, har vi:

v = (6-2) / 1

Dermed er v lig med +4. Det vil si at svovel deltar med sin andre valens, og i henhold til den tradisjonelle nomenklaturen må suffiksen -os legges til navnet. Av denne grunn til H₂SW₃ det er kjent som svovelsyrebjørn.

En annen raskere måte å bestemme denne valensen på, er å sammenligne H₂SW₃ med H₂SW₄. I H₂SW₄ svovelen har valens +6, så hvis en O er fjernet faller valensen til +4; og hvis en annen er fjernet, går valensen ned til +2 (som ville være tilfelle for syren hikkesvovelbjørn, H₂SW₂).

Selv om mindre kjent, til H₂SW₃ det kan også kalles trioksosvovelsyre (IV), i henhold til lagernomenklaturen.

syntese

Teknisk er det dannet ved å brenne svovel for å danne svoveldioksid. Deretter oppløses det i vann for å danne svovelsyren. Reaksjonen er imidlertid reversibel og syren nedbrytes raskt tilbake i reaktantene.

Dette er en forklaring på hvorfor svovelsyre ikke finnes i vandig oppløsning (som nevnt i avsnittet om dets kjemiske struktur).

søknader

Vanligvis bruker og anvendelser av hydrogensulfidet, da det ikke kan påvise deres nærvær, referer til de anvendelser og anvendelser av oppløsningene av svoveldioksid og baser, og salter av.

I skogen

I sulfittprosessen produseres tremasse i form av nesten rene cellulosefibre. Flere salter av svovelsyre brukes til ekstraksjon av lignin fra flis, ved bruk av høytrykksbeholdere som kalles digistorer..

Saltene som anvendes i prosessen med å oppnå massen av treet er sulfitt (SO₃^2-) eller bisulfitt (HSO)₃^-), avhengig av pH. Tellerjonen kan være Na⁺, Ca²⁺, K⁺ eller NH₄⁺.

Desinfeksjonsmiddel og blekemiddel

-Svovelsyre brukes som et desinfeksjonsmiddel. Det brukes også som et mildt blekemiddel, spesielt for klorfølsomme materialer. I tillegg brukes den som tannblekemiddel og matadditiv.

-Det er en ingrediens i ulike kosmetikk for hudpleie og ble brukt som et plantevernmiddel i eliminering av rotter. Eliminerer flekker forårsaket av vin eller frukt i forskjellige stoffer.

-Det fungerer som en antiseptisk, som er effektiv for å hindre hudinfeksjoner. I noen øyeblikk ble det brukt i fumigations å desinfisere skip, tilhøringer av sykeofre av epidemier, etc..

Konserveringsmiddel

svovelsyrling anvendes som et konserveringsmiddel for frukt og grønnsaker, og for å forhindre gjæring av drikkevarer, slik som vin og øl, være en antioksidant, antibakterielt og fungicid element.

Andre bruksområder

-Svovelsyre brukes i syntese av medisiner og kjemiske produkter; i produksjon av vin og øl; raffinering av petroleumsprodukter; og det brukes som et analytisk reagens.

-Bisulfittet reagerer med pyrimidin-nukleosidene og blir tilsatt til dobbeltbindingen mellom posisjon 5 og 6 i pyrimidin, modifisering av bindingen. Bisulfitt-transformasjonen brukes til å teste sekundære eller høyere strukturer av polynukleotidene.

referanser

1. Wikipedia. (2018). Svovelsyre. Hentet fra: en.wikipedia.org
2. Nomenklatur av syrer. [PDF]. Hentet fra: 2.chemistry.gatech.edu
3. Voegele F. Andreas & col. (2002). Om stabiliteten til svovelsyre (H₂SW₃) og dens dimer. Chem. Eur. J. 2002. 8, No.24.
4. Shiver & Atkins. (2008). Uorganisk kjemi (Fjerde utgave., Side 393). Mc Graw Hill.
5. Calvo Flores F. G. (s.f.). Formulering av uorganisk kjemi. [PDF]. Hentet fra: ugr.es
6. Pubchem. (2018). Svovelsyre. Hentet fra: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
7. Steven S. Zumdahl. (15. august 2008). Oksysyre. Encyclopædia Britannica. Hentet fra: britannica.com