- Struktur av disulfuric acid
- Egenskaper
- Reaksjon på sukker dehydrering
- nomenklatur
- applikasjoner
- Lagrer svovelsyre
- 100% svovelsyresyntese
- sulfoneringen
- referanser
Den disulfuric syre er en av mange oxoacids av svovel, med den kjemiske formel H 2 S 2 O 7 . Formelen eksplisitt indikerer at det er to svovelatomer, og som navnet indikerer også, må det være to H 2 SO 4 molekyler i en; det er imidlertid syv oksygener i stedet for åtte, så en svovel må ha tre.
Denne syren regnes som en av hovedkomponentene i oleum (eller røkende svovelsyre), som er en "tett" form av svovelsyre. Slik er dens overvekt, at noen anser oleum som et synonym for disulfuric acid; som også er kjent under det tradisjonelle navnet pyrosulfuric acid.
Oleum. Kilde: W. Oelen, via Wikimedia Commons
Bildet viser en beholder med oleum, med en konsentrasjon av svoveltrioksyd, SO 3 , ved 20%. Dette stoffet er preget av å være fet og fargeløs; selv om det kan bli gulaktig eller brunt avhengig av konsentrasjonen av SO 3 og tilstedeværelsen av noen urenheter.
Det foregående angår deltagelse av SO 3 i H 2 S 2 O 7 ; det vil si et molekyl av H- 2 SO 4 reagerer med en av SO 3 for å danne disulfuric syre. Når dette er tilfelle, kan H 2 S 2 O 7 også skrives som H 2 SO 4 · SO 3 .
Struktur av disulfuric acid
H2S2O7 molekyl. Kilde :. Jynto (mer fra denne brukeren), fra Wikimedia Commons
Over er strukturen til H 2 S 2 O 7 i en kule- og stangmodell. Legg merke til ved første øyekast symmetrien til molekylet: venstre side av oksygenbroen er identisk med høyre. Fra det perspektivet kan strukturen beskrives med formelen HO 3 SOSO 3 H.
I begge ender er hver hydroksylgruppe, hvis hydrogen, ved induktiv effekt av alle disse oksygenatomer, øker den positive delvise ladningen; og følgelig har svovelsyre en enda sterkere surhet enn svovelsyre.
Molekylet kan skrives som H 2 SO 4 · SO 3 . Imidlertid refererer dette mer til en sammensetning av oleum enn strukturen til et molekyl.
Imidlertid, hvis et molekyl med vann tilsettes H 2 S 2 O 7 , vil to molekyler med H 2 SO 4 bli frigjort :
H 2 S 2 O 7 + H 2 O <=> 2H 2 SO 4
Likevekten kan skifte til venstre: til dannelsen av H 2 S 2 O 7 fra H 2 SO 4 hvis den forsynes med varme. Det er av denne grunn at H 2 S 2 O 7 er også kjent som pyrosvovelsyre; siden den kan genereres etter oppvarming av svovelsyre.
Også, som nevnt i begynnelsen, H 2 S 2 O 7 er dannet ved direkte kombinasjon av H- 2 SO 4 og SO 3 :
SO 3 + H 2 SO 4 <=> H 2 S 2 O 7
Egenskaper
Egenskapene til disulfuric acid er ikke veldig godt definert, fordi det er ekstremt vanskelig å isolere rent fra oleum.
Det bør huskes på at i oleum kan det finnes andre forbindelser med formlene H- 2 SO 4 · xSO 3 , hvor avhengig av verdien av x, kan til og med polymere strukturer være til stede.
En måte å visualisere det er å forestille seg at den øvre strukturen til H 2 S 2 O 7 blir mer langstrakt av flere SO 3- enheter og oksygenbroer.
I en nesten ren tilstand består den av et ustabilt krystallinsk fast stoff (rykende) som smelter ved 36 ºC. Imidlertid kan dette smeltepunktet variere avhengig av den sanne sammensetning.
Disulfuric acid kan danne det som kalles disulfate (eller pyrosulfate) salter. Hvis det for eksempel reagerer med kaliumhydroksyd, danner det kaliumpyrosulfat, K 2 S 2 O 7 .
I tillegg kan det sies at den har en molekylvekt på 178 g / mol, og to syreekvivalenter (2 H + -ioner som kan nøytraliseres med en sterk base).
Reaksjon på sukker dehydrering
Med denne forbindelsen i form av oleum kan en nysgjerrig reaksjon utføres: transformasjonen av sukkerbiter til karbonblokker.
H 2 S 2 O 7 reagerer med sukker og eliminerer alle OH-gruppene deres i form av vann, noe som favoriserer nye bindinger mellom karbonatomer; fagforeninger som ender opp med å forårsake svart karbon.
nomenklatur
Disulfuric acid anses som anhydridet av svovelsyre; med andre ord, det mister et vannmolekyl som et resultat av kondensasjonen mellom to syremolekyler. Gitt så mange mulige navn på denne forbindelsen, anbefaler IUPAC-nomenklaturen ganske enkelt disulfuric acid.
Begrepet "pyro" refererer utelukkende til det som dannes som et produkt av påføring av varme. IUPAC anbefaler ikke dette navnet for H 2 S 2 O 7 ; men det brukes fortsatt i dag av mange kjemikere.
Endelsen av -ico forblir uendret siden svovelatomet fortsetter å opprettholde en valens på +6. For eksempel kan det beregnes ved hjelp av følgende aritmetiske operasjoner:
2H + 2S + 7O = 0
2 (+1) + 2S + 7 (-2) = 0
S = 6
applikasjoner
Lagrer svovelsyre
Svovelsyre, gitt sin egenskap å størkne som oleum, er i stand til å oppløse og lagre svovelsyre på en tryggere måte. Dette er fordi SO 3 slipper unna for å skape en uslåelig "tåke", som er mye mer løselig i H 2 SO 4 enn i vann. For å få H 2 SO 4 vil det være nok å tilsette vann til oleum:
H 2 S 2 O 7 + H 2 O <=> 2H 2 SO 4
100% svovelsyresyntese
Fra den foregående ligning, H 2 SO 4 fortynnes i det tilsatte vannet. For eksempel, hvis du har en vandig løsning av H 2 SO 4 , der SO 3 har en tendens til å slippe ut og representerer en risiko for arbeidere, når oleum tilsettes løsningen, reagerer det med vannet og danner mer svovelsyre; det vil si øke konsentrasjonen din.
Hvis noen vann rester, mer SO 3 tilsettes , som reagerer med H- 2 SO 4 for å produsere mer disulfuric syre eller oleum, og da dette som bygger med "tørking" H 2 SO 4 . Prosessen gjentas nok ganger til å oppnå svovelsyre i en konsentrasjon på 100%.
En lignende prosess blir brukt for å oppnå 100% salpetersyre. På samme måte har den blitt brukt til å dehydrere andre kjemiske stoffer som brukes til å lage eksplosiver.
sulfoneringen
Det brukes til å sulfonere strukturer, for eksempel fargestoffer; det vil si, den legger -SO 3- H -grupper , som ved å miste sin surt proton kan forankre seg til polymeren av tekstilfiberen.
På den annen side brukes surheten i oleum for å oppnå den andre nitrering (tilsett -NO 2- grupper ) til de aromatiske ringene.
referanser
- Shiver & Atkins. (2008). Uorganisk kjemi. (fjerde utgave). Mc Graw Hill.
- Wikipedia. (2018). Disulfuric acid. Gjenopprettet fra: en.wikipedia.org
- Pubchem. (2019). Pyrosulfuric acid. Gjenopprettet fra: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
- Seong Kyu Kim, Han Myoung Lee og Kwang S. Kim. (2015). Disulfuric acid dissosiert av to vannmolekyler: ab initio og funksjonell teori beregninger. Phys. Chem. Chem. Phys., 2015, 17, 28556
- Contra Costa helsetjenester. (SF). Oleum / svoveltrioksid: kjemisk faktaark. . Gjenopprettet fra: cchealth.org