Svovelsyrestruktur, egenskaper, nomenklatur og bruksområder

3516
David Holt

De svovelsyre er en av de mange svoveloksosyrene, hvis kjemiske formel er HtoStoELLER7. Formelen sier eksplisitt at det er to svovelatomer, og som navnet også indikerer, må det være to molekyler av HtoSW4 bare en; det er imidlertid syv oksygener i stedet for åtte, så et svovel må ha tre.

Denne syren regnes som en av hovedkomponentene i oleum (eller gassende svovelsyre), som er en "tett" form av svovelsyre. Slik er dens overvekt, at noen anser oleum som et synonym for svovelsyre; som også er kjent under det tradisjonelle navnet pyrosulfuric acid.

Oleum. Kilde: W. Oelen [CC BY-SA 3.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0)], via Wikimedia Commons

Bildet viser en beholder med oleum, med en konsentrasjon av svoveltrioksid, SO3, på 20%. Dette stoffet er preget av å være fet og fargeløs; selv om den kan bli gulaktig eller brun, avhengig av konsentrasjonen av SO3 og tilstedeværelsen av noen urenheter.

Ovennevnte gjelder deltagelse av SO3 i HtoStoELLER7; det vil si et molekyl av HtoSW4 reagere med en SO3 for å danne svovelsyre. Dette er tilfelle da, HtoStoELLER7 kan også skrives som HtoSW4· SW3.

Artikkelindeks

  • 1 Struktur av disulfuric acid
  • 2 eiendommer
    • 2.1 Sukker dehydrering reaksjon
  • 3 Nomenklatur
  • 4 bruksområder
    • 4.1 Oppbevarer svovelsyre
    • 4.2 Syntese av 100% svovelsyre
    • 4.3 Sulfonering
  • 5 Referanser

Struktur av disulfuric acid

H2S2O7-molekyl. Fontene:. Jynto (mer fra denne brukeren) [CC0], fra Wikimedia Commons

Over er strukturen til HtoStoELLER7 i en modell av kuler og stenger. Legg merke til ved første øyekast molekylens symmetri: venstre side av oksygenbroen er identisk med høyre. Fra dette perspektivet kan strukturen beskrives med formelen HO3SÅ SÅ3H.

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

Molekylet kan skrives som HtoSW4· SW3. Imidlertid refererer dette mer til en sammensetning av oleum enn til strukturen til et molekyl..

Imidlertid, hvis et vannmolekyl blir lagt til HtoStoELLER7, to molekyler av H vil bli frigitttoSW4:

HtoStoELLER7 + HtoELLER <=> 2HtoSW4

Likevekten kan skifte til venstre: til dannelsen av HtoStoELLER7 fra HtoSW4 hvis det tilføres varme til den. Det er av denne grunn at hos HtoStoELLER7 det er også kjent som pyrosulfuric acid; som det kan genereres etter oppvarming av svovelsyre.

Også, som nevnt i begynnelsen, ble HtoStoELLER7 er dannet av den direkte kombinasjonen av HtoSW4 Og så3:

SW3 + HtoSW4 <=> HtoStoELLER7

Eiendommer

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

Det skal huskes at i olje kan det være andre forbindelser, med formlene HtoSW4XSO3, hvor avhengig av verdien av x du til og med kan ha polymere strukturer.

En måte å visualisere det på er å forestille seg at den øvre strukturen til HtoStoELLER7 blir mer langstrakt av flere enheter av SO3 og oksygenbroer.

I nesten ren tilstand består den av et ustabilt (fuming) krystallinsk fast stoff som smelter ved 36 ° C. Imidlertid kan dette smeltepunkt variere avhengig av den virkelige sammensetningen..

Svovelsyre kan danne såkalte disulfatsalter (eller pyrosulfat). Hvis det for eksempel reagerer med kaliumhydroksid, danner det kaliumpyrosulfat, KtoStoELLER7.

I tillegg kan det kommenteres at den har en molekylvekt på 178 g / mol, og to syreekvivalenter (2 H-ioner+ som kan nøytraliseres med en sterk base).

Sukker dehydrering reaksjon

Med denne forbindelsen i form av oleum kan en merkelig reaksjon utføres: transformasjon av sukkerbiter til karbonblokker.

HtoStoELLER7 reagerer med sukker som eliminerer alle sine OH-grupper i form av vann, noe som favoriserer nye bindinger mellom karbonatomer; ledd som ender med å forårsake svart karbon.

Nomenklatur

Svovelsyre betraktes som anhydrid av svovelsyre; det vil si at det mister et vannmolekyl som følge av kondensasjonen mellom to syremolekyler. Gitt så mange mulige navn for denne forbindelsen, anbefaler IUPAC-nomenklaturen ganske enkelt svovelsyre..

Uttrykket 'pyro' refererer utelukkende til det som dannes som et produkt av påføring av varme. IUPAC anbefaler ikke dette navnet for HtoStoELLER7; men det brukes fortsatt i dag av mange kjemikere.

-Ico-slutten forblir uendret siden svovelatomet fortsetter å opprettholde en valens på +6. For eksempel kan den beregnes ved hjelp av følgende aritmetiske operasjon:

2H + 2S + 7O = 0

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

S = 6

applikasjoner

Lagrer svovelsyre

Svovelsyre, gitt sin egenskap til å stivne som olje, er i stand til å oppløse og lagre svovelsyre tryggere. Dette er fordi operativsystemet3 unnslipper å skape en uåndbar "tåke", som er mye mer løselig i HtoSW4 enn i vann. For å få HtoSW4, det ville være nok å tilsette vann til oleum:

HtoStoELLER7 + HtoELLER <=> 2HtoSW4

100% svovelsyresyntese

Fra ovenstående ligning, HtoSW4 den fortynnes i det tilsatte vannet. For eksempel hvis du har en vandig løsning av HtoSW4, der SO3 Det har en tendens til å rømme og representerer en risiko for arbeidere. Når olje tilsettes løsningen, reagerer det med vannet og danner mer svovelsyre. det vil si å øke konsentrasjonen din.

Hvis det gjenstår noe vann, tilsettes mer SO3, som reagerer med HtoSW4 for å produsere mer disulfurinsyre eller oleum, og deretter blir dette rehydrert ved å "tørke" HtoSW4. Prosessen gjentas nok ganger for å oppnå svovelsyre i en konsentrasjon på 100%.

En lignende prosess brukes for å oppnå 100% salpetersyre. På samme måte har det blitt brukt til å dehydrere andre kjemiske stoffer, brukt til å lage eksplosiver..

Sulfonering

Den brukes til å sulfonere strukturer, slik som de av fargestoffer; det vil si legge til -SO grupper3H, som ved å miste sin sure proton kan forankre seg til polymeren av tekstilfiberen.

På den annen side brukes surheten til oleum for å oppnå den andre nitreringen (tilsett -NO-grupperto) til aromatiske ringer.

Referanser

  1. Shiver & Atkins. (2008). Uorganisk kjemi. (fjerde utgave). Mc Graw Hill.
  2. Wikipedia. (2018). Svovelsyre. Gjenopprettet fra: en.wikipedia.org
  3. PubChem. (2019). Pyrosulfuric acid. Gjenopprettet fra: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
  4. Seong Kyu Kim, Han Myoung Lee og Kwang S. Kim. (2015). Svovelsyre dissosiert av to vannmolekyler: ab initio og tetthetsfunksjonelle teoriberegninger. Phys. Chem. Chem. Phys., 2015, 17, 28556
  5. Contra Costa helsetjenester. (s.f.). Olje / svoveltrioksid: kjemisk faktaark. [PDF]. Gjenopprettet fra: cchealth.org

Ingen har kommentert denne artikkelen ennå.