SVOVELSYRE: STRUKTUR, EGENSKAPER, NOMENKLATUR, BRUK - KJEMI - 2026

Den svovelsyrling er en oksysyre som dannes ved oppløsning av svoveldioksyd, SO ₂ , vann. Det er en svak og ustabil uorganisk syre, som ikke er blitt detektert i oppløsning, ettersom reaksjonen av dets dannelse er reversibel og syren raskt dekomponerer i reagensene som produserte det (SO ₂ og H ₂ O).

Svovelsyremolekylet er så langt bare påvist i gassfasen. De konjugerte basene av denne syren er vanlige anioner i form av sulfitter og bisulfitter.

Kilde: Benjah-bmm27, fra Wikimedia Commons Raman-spekteret av SO _2- løsninger viser bare signaler på grunn av SO _2- molekylet og bisulfittionen, HSO ₃ ^- , i samsvar med følgende likevekt:

SO ₂ + H ₂ O <=> HSO ₃ ^- + H ⁺

Dette indikerer at ved bruk av Raman-spekteret er det ikke mulig å oppdage tilstedeværelsen av svovelsyre i en løsning av svoveldioksid i vann.

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

Forsøket på å konsentrere en løsning av SO ₂ ved å fordampe vannet for å få svovelsyre fri for vann ga ikke resultater, siden syren spaltes raskt (reverserer dannelsesreaksjonen), slik at syren ikke kan være isolert.

Naturlig formasjon

Svovelsyre dannes i naturen av kombinasjonen av svoveldioksid, et produkt av aktiviteten til store fabrikker, med atmosfærisk vann. Av denne grunn regnes det som et mellomprodukt av sur nedbør, og forårsaker store skader på landbruket og miljøet.

Dens sure form er ikke anvendbar i naturen, men den fremstilles vanligvis i natrium- og kaliumsalter, sulfitt og bisulfitt.

Sulfitt genereres endogent i kroppen som et resultat av metabolismen av svovelholdige aminosyrer. På samme måte produseres sulfitt som et produkt av gjæringen av mat og drikke. Sulfitt er allergifremkallende, nevrotoksisk og metabolsk. Det metaboliseres av enzymet sulfite oxidase som omdanner det til sulfat, en ufarlig forbindelse.

Struktur

Isolert molekyl

På bildet kan du se strukturen til et isolert molekyl med svovelsyre i gassform. Den gule sfæren i sentrum tilsvarer svovelatomet, de røde til oksygenatomene og de hvite til hydrogelene. Dens molekylære geometri rundt S-atomet er en trigonal pyramide, der O-atomene tegner basen.

Så i gassform kan H ₂ SO ₃ molekylene betraktes som ørsmå trigonale pyramider som flyter i luften, forutsatt at de er stabile nok til å vare en viss tid uten å reagere.

Strukturen gjør det klart hvor de to sure hydrogenene kommer fra: fra de svovelbundne hydroksylgruppene, HO-SO-OH. Derfor er, for denne forbindelse, er det ikke riktig å anta at en av de sure protoner, H ⁺ , frigjøres fra svovelatom, H-SO ₂ (OH).

De to OH-grupper lar svovelsyrling å samvirke via hydrogenbindinger, og videre oksygenet i S = O-bindingen er en hydrogenakseptor, som gjør H ₂ SO ₃ både en god donor og akseptor av disse bindinger.

I henhold til det ovennevnte, skal H ₂ SO ₃ kunne kondensere til en væske, slik svovelsyre gjør, H ₂ SO ₄ . Likevel er det ikke slik det skjer.

Molekyl omgitt av vann

Til dags dato har det ikke vært mulig å oppnå vannfri svovelsyrling, det vil si, H- ₂ SO ₃ (1); mens H ₂ SO ₄ (aq) derimot, etter å ha blitt dehydrert, transformerer til sin vannfrie form, H ₂ SO ₄ (l), som er en tett og tyktflytende væske.

Hvis H ₂ SO _3- molekylet antas å forbli uendret, vil det være i stand til å oppløses i stor grad i vann. Interaksjonene som ville styre i nevnte vandige oppløsninger vil igjen være hydrogenbindinger; elektrostatiske interaksjoner vil imidlertid også eksistere som et resultat av hydrolyse-likevekten:

H ₂ SO ₃ (aq) + H ₂ O (l) <=> HSO ₃ ^- (aq) + H- ₃ O ⁺ (aq)

HSO ₃ ^- (aq) + H ₂ O (l) <=> SO ₃ ^2- (aq) + H- ₃ O ⁺

Sulfittionen, SO ₃ ^2-, ville være det samme molekylet som over, men uten de hvite kulene; og hydrogensulfitt (eller bisulfitt) ion, HSO ₃ ^- , beholder en hvit sfære. Uendelig mange salter kan oppstå fra begge anionene, noen mer ustabile enn andre.

I realiteten er det bekreftet at en ekstremt liten del av løsningene består av H ₂ SO ₃ ; det vil si at det forklarte molekylet ikke er det som interagerer direkte med vannmolekylene. Grunnen til dette er på grunn av det faktum at det undergår en dekomponering opprinnelse SO ₂ og H ₂ O, som er termodynamisk favorisert.

SW

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

Dermed er SO ₂ , hvis struktur er kantete (boomerang-type), sammen med sin vandige sfære, ansvarlige for de sure protonene som kjennetegner surhet:

SO ₂ ∙ nH ₂ O (aq) + H ₂ O (l) <=> H ₃ O ⁺ (aq) + HSO ₃ ^- (aq) + nH ₂ O (l)

HSO ₃ ^- (aq) + H ₂ O (l) <=> SO ₃ ^2- (aq) + H- ₃ O ⁺

I tillegg til denne balansen, er det også en løselighetsbalanse for SO ₂ , hvis molekyl kan rømme fra vann til gassfasen:

SO ₂ (g) <=> SO ₂ (ac)

Fysiske og kjemiske egenskaper

Molekylær formel

H ₂ SO ₃

Molekylær vekt

82,073 g / mol.

Fysisk utseende

Det er en fargeløs væske, med en skarp svovellukt.

tetthet

1,03 g / ml.

Damptetthet

2.3 (i forhold til luft tatt som 1)

korrosivitet

Det er etsende på metaller og stoffer.

Vannløselighet

Blandbart med vann.

Følsomhet

Den er følsom 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.

tenningspunkt

Ikke brennbar.

dekomponering

Når svovelsyre varmes opp kan den dekomponere og avgi giftig svoveloksydrøyk.

nomenklatur

Svovel har følgende valenser: ± 2, +4 og +6. Fra formelen H ₂ SO ₃ , kan det beregnes hva valensen eller oksidasjonstall svovelet har i den forbindelse. For å gjøre dette, løser du bare en algebraisk sum:

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

Siden det er en nøytral forbindelse, må summen av ladningene til atomene som utgjør det være 0. Å løse for v for den forrige ligningen, vi har:

v = (6-2) / 1

Dermed er v lik +4. Det vil si at svovel deltar med sin andre valens, og i henhold til tradisjonell nomenklatur må suffikset –også legges til navnet. Av denne grunn er H ₂ SO ₃ kjent som svovelsyre .

En annen raskere måte å bestemme denne valensen er ved å sammenligne H ₂ SO ₃ med H ₂ SO ₄ . I H ₂ SO ₄ har svovel en valens på +6, så hvis en O fjernes, faller valensen til +4; og hvis en annen fjernes, den lavere valensen +2 (som vil være tilfelle for sur hypo svovel bjørn , H ₂ SO ₂ ).

Selv om det er mindre kjent, kan H ₂ SO ₃ også kalles trioksosvovelsyre (IV), i følge bestandsnomenklaturen.

syntese

Teknisk er det dannet ved å forbrenne svovel for å danne svoveldioksid. Så løses det opp i vann for å danne svovelsyre. Reaksjonen er imidlertid reversibel, og syren spaltes raskt tilbake i reaktantene.

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

applikasjoner

Kilde: Pxhere

Generelt refererer bruken og anvendelsene av svovelsyre, siden dens tilstedeværelse ikke kan påvises, til bruksområder og anvendelser av oppløsninger av svoveldioksid og basene og saltene av syren.

I skogen

I sulfittprosessen produseres tremasse i form av nesten rene cellulosefibre. Ulike salter av svovelsyre brukes til å trekke ut lignin fra flis ved å bruke høytrykksbeholdere kalt digistorer.

Saltene som brukes i prosessen med å oppnå tremassen er sulfitt (SO ₃ ^2- ) eller bisulfitt (HSO ₃ ^- ), avhengig av pH. Motionet kan være Na ⁺ , Ca ²⁺ , K ⁺ eller NH ₄ ⁺ .

Desinfiserings- og blekemiddel

-Svovelsyre brukes som desinfiserende middel. Det brukes også som et mildt blekemiddel, spesielt for klorsensitive materialer. I tillegg brukes den som tennblekner og tilsetningsstoff til mat.

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

-Det fungerer som et antiseptisk middel, og er effektivt for å unngå hudinfeksjoner. Noen ganger ble det brukt i fumigasjoner for å desinfisere skip, eiendeler til syke ofre for epidemier, etc.

Konserveringsmiddel

Svovelsyre brukes som konserveringsmiddel for frukt og grønnsaker og for å forhindre gjæring av drikkevarer som vin og øl, som et antioksidant, antibakterielt og soppdrepende element.

Andre bruksområder

-Svovelsyre brukes i syntesen av medikamenter og kjemikalier; i produksjon av vin og øl; raffinering av petroleumsprodukter; og brukes som et analytisk reagens.

-Bisulfitten reagerer med pyrimidinnukleosidene og tilfører dobbeltbindingen mellom 5 og 6-stillingen til pyrimidin, og endrer bindingen. Bisulfitt-transformasjon brukes til å teste for sekundære eller høyere strukturer av polynukleotider.

referanser

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