Δομή δισουλφουρικού οξέος, ιδιότητες, ονοματολογία και χρήσεις

Το δισουλφονικό οξύ είναι ένα από τα πολλά οξο οξέα του θείου, του οποίου η χημική φόρμουλα είναι Η₂S₂Ο₇. Ο τύπος δηλώνει ρητά ότι υπάρχουν δύο άτομα θείου, και όπως επισημαίνει και το όνομά τους, πρέπει να υπάρχουν δύο μόρια Η.₂Έτσι₄ σε ένα. Ωστόσο, υπάρχουν επτά οξυγόνα αντί οκτώ, οπότε ένα θείο πρέπει να έχει τρία.

Αυτό το οξύ είναι ένα από τα κύρια συστατικά του oleum (ή ατμίζον θειικό οξύ), το οποίο γίνεται μια "πυκνή" μορφή θειικού οξέος. Αυτή είναι η κυριαρχία του, που μερικοί θεωρούν το έλαιο ως συνώνυμο του δισουλφινικού οξέος. η οποία είναι επίσης γνωστή με την παραδοσιακή ονομασία του θειικού οξέος.

Η εικόνα δείχνει ένα δοχείο με ελαιώδες υλικό, με συγκέντρωση τριοξειδίου του θείου, SO₃, έως 20%. Η ουσία αυτή χαρακτηρίζεται από το ότι είναι ελαιώδης και άχρωμη. αν και μπορεί να γίνει κιτρινωπό ή καφέ ανάλογα με τη συγκέντρωση του SO₃ και την παρουσία ορισμένων ακαθαρσιών.

Τα ανωτέρω αφορούν τη συμμετοχή της ΑΑ₃ στο Η₂S₂Ο₇? δηλαδή, ένα μόριο Η₂Έτσι₄ αντιδρά με ένα από τα SO₃ για το σχηματισμό του θειικού οξέος. Που είναι τότε αυτό, το Η₂S₂Ο₇ μπορεί επίσης να γραφτεί ως Η₂Έτσι₄· SO₃.

Ευρετήριο

• 1 Δομή του θειικού οξέος
• 2 Ιδιότητες
  • 2.1 Αντίδραση της αφυδάτωσης των σακχάρων
• 3 Ονοματολογία
• 4 Χρήσεις
  • 4.1 Αποθηκεύει θειικό οξύ
  • 4.2 Σύνθεση 100% θειικού οξέος
  • 4.3 Σουλφόνωση
• 5 Αναφορές

Δομή του θειικού οξέος

Πάνω από σας έχει τη δομή Η₂S₂Ο₇ σε ένα μοντέλο σφαιρών και ράβδων. Σημειώστε με την πρώτη ματιά την συμμετρία του μορίου: η αριστερή πλευρά της γέφυρας του οξυγόνου είναι ίδια με τη δεξιά. Από την άποψη αυτή, η δομή μπορεί να περιγραφεί με τον τύπο HO₃SOSO₃H.

Και στα δύο άκρα είναι κάθε ομάδα υδροξυλίου, του οποίου το υδρογόνο, με επαγωγικό αποτέλεσμα όλων αυτών των ατόμων οξυγόνου, αυξάνει το θετικό μερικό φορτίο. και κατά συνέπεια, το δισουλφινικό οξύ έχει οξύτητα ακόμη ισχυρότερη από εκείνη του θειικού οξέος.

Το μόριο μπορεί να γραφτεί ως Η₂Έτσι₄· SO₃. Ωστόσο, αυτό μιλάει περισσότερο για μια σύνθεση του ελαίου απ 'ότι για τη δομή ενός μορίου.

Ωστόσο, εάν ένα μόριο νερού προστεθεί στο Η₂S₂Ο₇, δύο μόρια Η θα απελευθερωθούν₂Έτσι₄:

H₂S₂Ο₇ + H₂Ο <=> 2Η₂Έτσι₄

Το υπόλοιπο μπορεί να μετακινηθεί προς τα αριστερά: στο σχηματισμό του Η₂S₂Ο₇ από Η₂Έτσι₄ εάν παρέχεται θερμότητα. Γι 'αυτό το λόγο το Η₂S₂Ο₇ είναι επίσης γνωστό ως πυροσουλφονικό οξύ. αφού μπορεί να παραχθεί μετά τη θέρμανση του θειικού οξέος.

Επίσης, όπως αναφέρθηκε στην αρχή, το Η₂S₂Ο₇ σχηματίζεται από τον άμεσο συνδυασμό Η₂Έτσι₄ και SO₃:

Έτσι₃ + H₂Έτσι₄ <=> H₂S₂Ο₇

Ιδιότητες

Οι ιδιότητες του δισουλφουρικού οξέος δεν είναι πολύ καλά καθορισμένες, επειδή είναι εξαιρετικά δύσκολο να απομονωθεί καθαρά από το έλαιο.

Πρέπει να θυμηθούμε ότι στο ελαιώδες μπορεί να υπάρχουν και άλλες ενώσεις, με τους τύπους Η₂Έτσι₄· XSO₃, όπου ανάλογα με την τιμή του x μπορεί ακόμη να έχουν πολυμερείς δομές.

Ένας τρόπος να απεικονιστεί είναι να φανταστεί κανείς ότι η ανώτερη δομή του Η₂S₂Ο₇ γίνεται πιο επιμηκυμένη από περισσότερες μονάδες SO₃ και γεφυρών οξυγόνου.

Σε σχεδόν καθαρή κατάσταση, αποτελείται από ένα ασταθές κρυσταλλικό στερεό (καπνιστής) που τήκεται στους 36ºC. Ωστόσο, αυτό το σημείο τήξης μπορεί να ποικίλει ανάλογα με την πραγματική σύνθεση.

Το δισουλφινικό οξύ μπορεί να σχηματίσει τα γνωστά ως διθειικά άλατα (ή πυροθειικά). Για παράδειγμα, εάν αντιδρά με υδροξείδιο του καλίου, σχηματίζει πυροθειικό κάλιο, Κ₂S₂Ο₇.

Επιπλέον, μπορεί να λεχθεί ότι έχει μοριακό βάρος 178 g / mol, και δύο ισοδύναμα οξέος (2 Ηιόν)⁺ που μπορεί να εξουδετερωθεί με ισχυρή βάση).

Η αντίδραση αφυδάτωσης των σακχάρων

Με αυτή την ένωση με τη μορφή του oleum μπορεί να γίνει μια περίεργη αντίδραση: ο μετασχηματισμός των κύβων ζάχαρης σε μπλοκ άνθρακα.

Το Η₂S₂Ο₇ αντιδρά με τα σάκχαρα που εξαλείφουν όλες τις ΟΗ ομάδες της με τη μορφή νερού, γεγονός που ευνοεί νέες συνδέσεις μεταξύ των ατόμων άνθρακα. συνδικάτα που καταλήγουν σε μαύρο άνθρακα.

Ονοματολογία

Το θειικό οξύ θεωρείται ως ο ανυδρίτης του θειικού οξέος. δηλαδή, χάνει ένα μόριο προϊόντος ύδατος της συμπύκνωσης μεταξύ δύο μορίων οξέος. Με τόσες πολλές πιθανές ονομασίες για αυτή την ένωση, η ονοματολογία IUPAC απλώς συνιστά αυτή του δισουλφουρικού οξέος.

Ο όρος «pyro» αναφέρεται αποκλειστικά σε εκείνο που σχηματίζεται ως προϊόν της εφαρμογής της θερμότητας. Η IUPAC δεν συμβουλεύει αυτό το όνομα για το Η₂S₂Ο₇? αλλά εξακολουθεί να χρησιμοποιείται από πολλούς χημικούς σήμερα.

Το τελικό -ico παραμένει αμετάβλητο αφού το άτομο θείου εξακολουθεί να διατηρεί ένα σθένος +6. Για παράδειγμα, μπορεί να υπολογιστεί με την ακόλουθη αριθμητική λειτουργία:

2Η + 2S + 70 = 0

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

S = 6

Χρησιμοποιεί

Αποθηκεύει θειικό οξύ

Το δισουλφινικό οξύ, δεδομένης της ιδιότητάς του να στερεοποιείται ως έλαιο, είναι ικανό να διαλύει και να αποθηκεύει με μεγαλύτερη ασφάλεια θειικό οξύ. Αυτό συμβαίνει επειδή το SO₃ δραπετεύει δημιουργώντας μια άγνωστη "ομίχλη", η οποία είναι πολύ πιο διαλυτή στην Η₂Έτσι₄ από το νερό. Για να πάρετε το Η₂Έτσι₄, θα ήταν αρκετό να προσθέσετε νερό στο αλάτι:

H₂S₂Ο₇ + H₂Ο <=> 2Η₂Έτσι₄

Σύνθεση 100% θειικού οξέος

Από την προηγούμενη εξίσωση, το Η₂Έτσι₄ αραιώνεται στο προστιθέμενο νερό. Για παράδειγμα, αν έχετε ένα υδατικό διάλυμα Η₂Έτσι₄, όπου η ΑΑ₃ τείνει να δραπετεύσει και να αντιπροσωπεύει έναν κίνδυνο για τους εργάτες, όταν προσθέτει έλαιο στο διάλυμα που αντιδρά με το νερό που σχηματίζει περισσότερο θειικό οξύ. δηλαδή, αυξάνοντας τη συγκέντρωσή σας.

Εάν έχει απομείνει λίγο νερό, προστίθενται περισσότερα SO₃, που αντιδρά με το Η₂Έτσι₄ για να παραχθεί περισσότερο δισουλφινικό οξύ ή έλαιο, και στη συνέχεια ενυδατώνεται και πάλι με «ξήρανση» του Η₂Έτσι₄. Η διαδικασία επαναλαμβάνεται αρκετά φορές για να ληφθεί θειικό οξύ σε συγκέντρωση 100%.

Μια παρόμοια διαδικασία χρησιμοποιείται για να ληφθεί 100% νιτρικό οξύ. Ομοίως, χρησιμοποιήθηκε για την αφυδάτωση άλλων χημικών ουσιών που χρησιμοποιούνται για την παραγωγή εκρηκτικών.

Σουλφόνωση

Χρησιμοποιείται σε σουλφονικές δομές, όπως βαφές. δηλαδή, προσθέστε ομάδες -SO₃Η, η οποία όταν χάνει το όξινο πρωτόνιο της μπορεί να αγκυρωθεί στο πολυμερές υφαντικών ινών.

Από την άλλη πλευρά, η οξύτητα του ορού χρησιμοποιείται για να επιτευχθεί η δεύτερη νίτρωση (προσθέστε ομάδες -NO₂) σε αρωματικούς δακτυλίους.

Αναφορές

1. Shiver & Atkins. (2008). Ανόργανη χημεία (τέταρτη έκδοση). Mc Graw Hill.
2. Wikipedia. (2018). Διαφωσφορικό οξύ. Ανακτήθηκε από: en.wikipedia.org
3. PubChem. (2019). Πυροσουλφονικό οξύ. Ανακτήθηκε από: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
4. Seong Kyu Κιμ, Han Myoung Lee, & Kwang S. Kim. (2015). Διαφωσφορικό οξύ διαχωρισμένο από δύο μόρια νερού: υπολογισμούς ab initio και πυκνότητας λειτουργικής θεωρίας. Chem., Chem., Phys., 2015, 17, 28556
5. Κατά της Costa Health Services. (s.f.). Τριοξείδιο του ελαίου / θείου: Φύλλο χημικών στοιχείων. [PDF] Ανακτήθηκε από: cchealth.org