SULFAMINSYRE: STRUKTUR, EGENSKAPER, SYNTESE, BRUK - KJEMI - 2026

Den sulfaminsyre er en uorganisk forbindelse som består av et svovelatom (S) kovalent bundet ved enkeltbinding og en hydroksylgruppe (-OH) og en amino-gruppe (-NH ₂ ), og dobbeltbinding to atomer oksygen (O). Det er et hvitt, krystallinsk fast stoff. Den kjemiske formelen er NH ₂ SO ₃ H. Den er også kjent som aminosulfonsyre, amidosulfonsyre, amidosulfuric acid og sulfamidic acid.

Sulfaminsyre er en sterk syre. Kan reagere med metaller, metalloksider og karbonater. Saltene er vanligvis løselige i vann, noe som gjør det til en god skaleringsfjerner i prosessutstyr. Det brukes ofte i sukkerfabrikker for å rense karbonatinnsprøytning i fordamperutstyr.

Struktur av sulfaminsyre. Benjah-bmm27. Kilde: Wikipedia Commons.

Sulfaminsyre er et nitrittreduserende middel (NO ₂ ^- ) og denne kjemiske egenskapen brukes i forskjellige bruksområder, for eksempel i fargestoffindustrien og i nitrittanalyse.

Det brukes i soling av lær og bleking av papirmasse til papirfremstilling. Faktisk er det en matforurensning, som det ofte finnes i papirene og papp som brukes til å pakke dagligvarer.

Det brukes også i elektroavsetning av metaller, som laboratoriestandard, og et av dets derivater er et veldig effektivt herbicid.

Struktur

Sulfaminsyre krystalliserer i form av orthorhombiske dipyramidale krystaller. Den danner kompakte prismer og ark når den krystalliserer fra kald løsning, samt diamantplater når den krystalliserer fra varm, vandig løsning.

nomenklatur

- Sulfaminsyre

- Aminosulfonsyre

- Amidosulfonsyre

- Amidosulfuric acid

- Sulfamidinsyre

Egenskaper

Fysisk tilstand

Hvitt krystallinsk fast stoff.

Molekylær vekt

97,1 g / mol.

Smeltepunkt

205 ° C, spaltes ved 209 ° C.

tetthet

2,15 g / cm ³

løselighet

Løselig i vann:

- 12,8% ved 0 ºC

- 17,57% ved 20 ºC

- 22,77% ved 40 ºC

Lett løselig i metanol, litt løselig i aceton, uoppløselig i eter.

Fritt løselig i nitrogenholdige baser og i organiske løsningsmidler som inneholder nitrogen.

Uoppløselig i karbondisulfid (CS ₂ ) og karbontetraklorid (CCl ₄ ).

pH-

0,41 (i 1 N løsning, det vil si 1 ekvivalent / L).

Dissosiasjonskonstant

0,0101 ved 25 ° C.

Kjemiske egenskaper

Det er en sterk syre. Nesten like mye som saltsyre (HCl), salpetersyre (HNO ₃ ) og svovelsyre (H ₂ SO ₄ ).

Vandige oppløsninger av sulfaminsyre er sterkt ioniserte. PH-verdien er lavere enn oppløsningene av maursyre, fosforsyre og oksalsyrer.

I vann mister sulfaminsyre bare protonet som er bundet til oksygen. Hydrogener festet til nitrogen holder tett sammen.

I vandig løsning er det langsomt hydrolyseres for å gi syre ammoniumsulfat (NH ₄ HSO ₄ ). Det er stabilt i tørre forhold.

Sulfaminsyre angriper metaller, metalloksider og karbonater for å generere sulfamater. For eksempel, med metallet kalium (K) den danner kalium-sulfamat (KOSO ₂ NH ₂ ) og hydrogen (H- ₂ ).

Alle salter av sulfaminsyre er løselig i vann. Saltene av kalsium, bly og barium er veldig løselig i vann, i motsetning til de tilsvarende salter av svovelsyre.

Salpetersyre (HNO ₂ ) reagerer kvantitativt med aminogruppen sulfaminsyre og frigjør nitrogen (N ₂ ). Det antas at sulfamationet fungerer i denne reaksjonen som et amid, ikke et amin.

Sulfaminsyre oksideres av klor, brom eller kaliumklorat for å omdanne den til svovelsyre. Denne reaksjonen forekommer ikke med andre oksidanter som kromsyre eller kaliumpermanganat.

Den er ikke kompatibel (reagerer) med sterke alkalier, klor, hypoklorsyre, hypokloritter, cyanider og sulfider.

Andre egenskaper

Det er ikke hygroskopisk (dette betyr at den ikke tar opp fuktighet fra luften).

Når den varmes opp til spaltning, avgir den svært giftige gasser av svoveloksider og hydrogenklorid (HCl).

Et av dets derivater, ammoniumsulfamat, er et brannhemmende middel.

Det er moderat giftig.

syntese

Sulfaminsyre ble oppnådd ved omsetning av urea-CO (NH ₂ ) ₂ med rykende svovelsyre, det vil si, konsentrert svovelsyre (H ₂ SO ₄ ) inneholdende svoveltrioksyd (SO ₃ ).

Det kan også syntetiseres ved å reagere klorsulfonsyre (HClO _3- Cl) og ammoniakk (NH ₃ ).

applikasjoner

I fargestoffbransjen

Sulfaminsyre brukes til å fjerne overflødig nitritter raskt og effektivt i diazotiseringsreaksjoner i syntesen av fargestoffer. Det er mye mer praktisk enn urea for dette formålet.

I skinnbehandling

Under soling av skinn gir bruk av sulfaminsyre i stedet for svovelsyre en finere og silkemyk struktur.

I tillegg, siden kalsiumsulfamat er løselig i vann, i motsetning til kalsiumsulfat, kan sulfaminsyre brukes i avgrensningsprosessen uten å etterlate flekkene som noen ganger forekommer på lær når svovelsyre brukes.

Skinnsko. Kilde: Pixabay.

I rengjøringsprosessutstyr

Sulfaminsyre brukes som avkalkingsrens i vannkokere, reaktorer, rør, kjølesystemer og varmevekslere.

I dette utstyret er skalaen dannet av sirkulasjon av vann eller prosessforbindelser i kraftverk, kjemiske anlegg, stålfabrikker, papirfabrikker, kompresjonsstasjoner og andre næringer.

Skala eller faste avleiringer kan være organiske (alger, silt, sopp) eller uorganiske (jernoksider, jernsulfider, kalsium eller magnesiumkarbonater, sulfater, fosfater eller silikater).

Sulfaminsyre er veldig effektiv når den brukes til å fjerne kalsiumkarbonatskala. Det kan brukes på kobber, messing, rustfritt stål, støpejern og galvanisert stålutstyr.

Det brukes i form av en 5-10 vekt% oppløsning. Det brukes spesielt i sukkerfabrikker for å rengjøre fordamperne laget av støpejern med kobbervarmevekslere.

Fordamperutstyr i en sukkerfabrikk. Forfatter: Antriksh Kumar. Kilde: Pixabay

Det skal brukes ved temperaturer som ikke er høyere enn 50-60 ºC. Temperaturer på 70 ºC fører til dannelse av uoppløselige sulfater som CaSO ₄ .

Når den brukes i kombinasjon med natriumklorid, oppstår en synergistisk effekt, og løsningen gjør at jernoksidet oppløses sakte. I dette tilfellet bør det ikke brukes sammen med rustfritt stål fordi saltsyre frigjøres, noe som kan forårsake korrosjon i dette materialet.

I metallraffinering

Elektroplettering av metaller som kobber, sølv, kobolt, nikkel, sink, kadmium, jern og bly kan gjøres med suksess i sulfaminsyreløsninger. Dette kan håndteres mye lettere enn hydrofluorosilicic acid (H ₂ SiF ₆ ).

Som standardreagens på laboratoriet

Gitt visse egenskaper ved sulfaminsyre som: dens styrke som en syre, det er enkelt å rense ved omkrystallisering i vann, dens stabilitet og ikke-hygroskopisitet, har den blitt brukt som en primær standard på laboratorienivå. Dette betyr at den brukes til kvantitative alkali-bestemmelser.

Laboratorium. PublicDomainPictures. Kilde: Pixabay

I nitrittanalyse

På grunn av den enkle reaksjonen med nitriter, brukes sulfaminsyre for å bestemme disse i oppløsning.

I analysen av oppløst oksygen i vann

Siden sulfaminsyre reagerer med nitrittene i vannet, frigjøres nitrogen, kan bestemmelsen av oppløst oksygen i vann utføres ved å eliminere forstyrrelser forårsaket av nitritter.

Ved fremstilling av lystgass

Sulfaminsyre reagerer med salpetersyre generer dinitrogenoksid (N ₂ O). Denne reaksjonen er tryggere enn den for ammoniumnitrat for å oppnå denne gassen.

I landbruket

Et derivat av sulfaminsyre, ammoniumsulfamat, er et effektivt ikke-giftig herbicid for dyr.

Det påføres av dugg på bladene til arten som skal fjernes på slutten av sommeren eller tidlig høst, helst i fuktig vær. Når forbindelsen beveger seg fra bladene til røttene, dør planten.

Påføring av ugressmiddel. Forfatter: Zefe Wu. Kilde: Pixabay

En annen fordel med denne forbindelsen er at den ikke steriliserer jorda permanent. Noe av nitrogenet fra ammoniumsulfamat vil faktisk være tilgjengelig i jorden for plantevekst i neste sesong.

I brannsikre stoffer

Dens kompatibilitet med cellulose og dens brannhemmende egenskaper gjør ammoniumsulfamat til et middel for å oppnå brannsikre stoffer og papir.

10% av vekten av stoffet brukes, hvis utseende og følelse for berøring forblir uendret. Stoffet når det er i bruk skal tørrrenses, aldri vaskes med vann for ikke å oppløse sulfamatet.

Det er spesielt nyttig i teatergardiner eller lignende steder.

Teater. Forfatter: MustangJoe Kilde: Pixabay

I forskjellige bruksområder

Det brukes som katalysator i noen kjemiske reaksjoner, for eksempel til fremstilling av urea-formaldehydharpikser. Det er også nyttig som bakteriedrepende middel og klorstabilisator i svømmebassenger og som tremasse blekemasse i masse- og papirfabrikker.

referanser

1. US National Library of Medicine. (2019). Sulfaminsyre. Gjenopprettet fra pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
2. Williams, DLH (2004) Nitrosering ved nitrogen sentre. I nitrosasjonsreaksjoner og kjemien til nitrogenoksid. Kapittel 2. Gjenopprettet fra sciencedirect.com
3. Clapp, Leallyn B. (1943). Sulfaminsyre og dens anvendelser. Chem. Educ. 1943, 20, 4, 189. Gjenopprettet fra pubs.acs.org
4. McDonald, James. (2003). Sulfaminsyre. Gjenopprettet fra veoliawatertech.com
5. Sastri, VS (2010). Styring og kontroll av korrosjon. I Shreirs korrosjon. Gjenopprettet fra sciencedirect.com
6. Pratima Bajpai. (2018). Diverse emner. I Biermanns håndbok om masse og papir. Tredje utgave. Gjenopprettet fra sciencedirect.com