Struktura, svojstva, nomenklatura, upotreba sumporne kiseline



  sumporne kiseline je oksacid koja nastaje otapanjem sumpornog dioksida, SO2, u vodi To je slaba i nestabilna anorganska kiselina, koja nije otkrivena u otopini, jer je reakcija njenog stvaranja reverzibilna i kiselina se brzo razgrađuje u reaktantima koji su je proizveli (SO).2 i H2O).

Molekula sumporne kiseline je trenutno detektirana samo u plinskoj fazi. Konjugirane baze ove kiseline su uobičajeni anioni pod oblicima sulfita i bisulfita.

Ramanov spektar SO otopina2 prikazuje samo signale zbog molekula SO2 i bisulfitni ion, HSO3-, u skladu sa sljedećom bilancom:

SW2    +  H2O    <=> tna3-     +       H+

To ukazuje da kroz Raman spektar nije moguće detektirati prisutnost sumporne kiseline u otopini sumpornog dioksida u vodi.

Kada je izložen atmosferi, brzo se pretvara u sumpornu kiselinu. Sumporna kiselina reducira se na sumporovodik djelovanjem razrijeđene sumporne kiseline i cinka.

Pokušaj koncentracije SO otopine2 Isparavanjem vode da bi se dobila sumporna kiselina bez vode, nije nastala nikakva posljedica, jer se kiselina brzo raspada (reverzirajući reakciju stvaranja), tako da se kiselina ne može izolirati..

indeks

  • 1 Prirodno stvaranje
  • 2 Struktura
    • 2.1 Izolirana molekula
    • 2.2 Molekule okružene vodom
    • 2.3 SO2 = nH20
  • 3 Fizikalna i kemijska svojstva
    • 3.1 Molekularna formula
    • 3.2 Molekularna težina
    • 3.3 Fizički izgled
    • 3.4 Gustoća
    • 3.5 Gustoća pare
    • 3.6 Korozivnost
    • 3.7 Topljivost u vodi
    • 3.8 Osjetljivost
    • 3.9 Stabilnost
    • 3.10 Konstanta kiselosti (Ka)
    • 3.11 pKa
    • 3.12 pH
    • 3.13 Plamište
    • 3.14 Raspadanje
  • 4 Nomenklatura
  • 5 Sinteza
  • 6 Upotreba
    • 6.1 O drvu
    • 6.2 Sredstvo za dezinfekciju i izbjeljivanje
    • 6.3 Sredstvo za konzerviranje
    • 6.4 Druge namjene
  • 7 Reference

Prirodna formacija

Sumporna kiselina nastaje u prirodi kombinacijom sumpornog dioksida, produkta aktivnosti velikih tvornica, s atmosferskom vodom. Zbog toga se smatra poluproizvodom kiselih kiša, uzrokujući veliku štetu poljoprivredi i okolišu.

Njegov oblik kiseline nije upotrebljiv u prirodi, ali se obično priprema u natrijevim, kalijevim, sulfitnim i bisulfitnim solima.

Sulfit nastaje endogeno u tijelu kao posljedica metabolizma aminokiselina koje sadrže sumpor. Isto tako, sulfit se proizvodi kao produkt fermentacije hrane i pića. Sulfit je alergen, neurotoksičan i metabotoksičan. Metabolizira ga enzim sulfit oksidaza koji ga pretvara u sulfat, bezopasnu smjesu.

struktura

Izolirana molekula

Struktura izolirane molekule sumporne kiseline u plinovitom stanju može se vidjeti na slici. Žuta kugla u sredini odgovara atomu sumpora, crvenim atomima kisika i bijelim atomima vodika. Njegova molekularna geometrija oko S-atoma je trigonalna piramida, s O-atomima koji crpe bazu.

Zatim, u plinovitom stanju, H molekule2SW3 može se smatrati malim trigonalnim piramidama koje plutaju u zraku, pod pretpostavkom da je dovoljno stabilan da traje neko vrijeme bez reagiranja.

Struktura čini jasnim gdje dolaze dva kisela vodika: hidroksilne skupine vezane za sumpor, HO-SO-OH. Stoga, za ovaj spoj nije ispravno pretpostaviti da je jedan od protona kiseline, H+, Otpušta se iz atoma sumpora, H-SO2(OH).

Dvije OH skupine dopuštaju interakciji sumporne kiseline kroz vodikove veze, a osim toga, kisik S = O veze je akceptor vodika, koji pretvara H2SW3 i dobar donor i akceptor takvih mostova.

Prema gore navedenom, H2SW3 trebala bi biti sposobna kondenzirati u tekućini, baš kao i sumporna kiselina,2SW4. Međutim, to nije slučaj.

Molekula okružena vodom

Do danas nije bilo moguće dobiti bezvodnu sumpornu kiselinu, to jest H2SW3(L); dok je H2SW4(ac), s druge strane, nakon dehidracije pretvara se u njegov bezvodni oblik, H2SW4(l), koja je gusta i viskozna tekućina.

Pod pretpostavkom da je H molekula2SW3 ostaje nepromijenjen, tada će se moći u velikoj mjeri otopiti u vodi. Interakcije koje bi regulirale vodene otopine ponovno bi bile vodikovi mostovi; međutim, također bi postojale elektrostatske interakcije koje su rezultat ravnoteže hidrolize:

H2SW3(ac) + H2O (l) <=> tna3-(ac) + H3O+(Aq)

tna3-(ac) + H2O (l) <=> SW32-(ac) + H3O+

Sulfitni ion, SO32- to bi bila ista molekula iznad, ali bez bijelih sfera; i hidrogensulfit (ili bisulfit) ion, HSO3-, zadržava bijelu kuglu. Beskonačnosti soli mogu nastati iz oba aniona, a neki su nestabilniji od drugih.

U stvarnosti, potvrđeno je da se iznimno mali dio otopina sastoji od H2SW3; to jest, objašnjena molekula nije ona koja izravno stupa u interakciju s molekulama vode. Razlog tome je to što trpi razgradnju koja potječe iz SO2 i H2Ili, koji je termodinamički omiljen.

SW2∙nH2O

Prava struktura sumporne kiseline sastoji se od molekule sumpornog dioksida okružene sferom vode koja se sastoji od n molekula..

Dakle, SO2, čija je struktura kutna (bumerang tip), uz vodenu sferu, odgovorna je za kisele protone koji karakteriziraju kiselost:

SW2. NH2O (ac) + H2O (l) <=> H3O+(ac) + HSO3-(ac) + nH2O (l)

tna3-(ac) + H2O (l) <=> SW32-(ac) + H3O+

Osim te ravnoteže, postoji i ravnoteža topljivosti za SO2, čija molekula može pobjeći iz vode u plinsku fazu:

SW2(G) <=> SW2(Aq)

Fizikalna i kemijska svojstva

Molekularna formula

H2SW3

Molekularna težina

82,073 g / mol.

Fizički izgled

To je bezbojna tekućina, sa začinjenim mirisom sumpora.

gustoća

1,03 g / ml.

Gustoća pare

2.3 (u odnosu na zrak koji se uzima kao 1)

nagrizanje

Korozivno je za metale i tkanine.

Topljivost u vodi

Može se miješati s vodom.

osjetljivost

Osjetljiv je na zrak.

stabilnost

Stabilan, ali nespojiv s jakim bazama.

Konstanta kiselosti (Ka)

1,54 x 10-2

pKa

1.81

pH

1,5 na pH skali.

Točka paljenja

Nije zapaljivo.

raspad

Kada se zagrijava sumporna kiselina može se raspasti, emitirajući otrovni dim sumpornog oksida.

nomenklatura

Sumpor ima sljedeće valencije: ± 2, + 4 i +6. Iz formule H2SW3, može se izračunati koliko valentni ili oksidacijski broj sumpora ima u spoju. Da biste to učinili, dovoljno je riješiti algebarski zbroj:

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

Budući da je to neutralni spoj, zbroj naboja atoma koji ga čine mora biti 0. Ako riješimo v za gornju jednadžbu, imamo:

v = (6-2) / 1

Dakle, v jednako je +4. To jest, sumpor sudjeluje sa svojom drugom valencijom, a prema tradicionalnoj nomenklaturi sufiksu -oso mora biti dodan imenu. Iz tog razloga u H2SW3 poznat je kao sumporna kiselinapodnijeti.

Još jedan brži način za određivanje ove valencije je uspoređivanje H2SW3 s H2SW4. U H2SW4 sumpor ima valenciju +6, pa ako se ukloni O, valencija pada na +4; i ako se drugi ukloni, valencija se spušta na +2 (što bi bio slučaj s kiselinom štucatisumporpodnijeti, H2SW2).

Iako manje poznata, H2SW3 također se može nazvati trioksosulfurna kiselina (IV), prema nomenklaturi zaliha.

sinteza

Tehnički se formira spaljivanjem sumpora u obliku sumpornog dioksida. Zatim se otapa u vodi i tvori sumpornu kiselinu. Međutim, reakcija je reverzibilna i kiselina se brzo raspada natrag u reaktante.

Ovo je objašnjenje zašto se sumporna kiselina ne nalazi u vodenoj otopini (kao što je spomenuto u odjeljku o njegovoj kemijskoj strukturi).

aplikacije

Općenito, uporaba i primjena sumporne kiseline, budući da se njezina prisutnost ne može otkriti, odnosi se na primjene i primjene otopina sumpornog dioksida i baza i soli kiseline.

U drvu

U sulfitnom procesu, drvena pulpa se proizvodi u obliku gotovo čistih celuloznih vlakana. Nekoliko soli sumporne kiseline koristi se za ekstrakciju lignina iz drvne sječke, koristeći posude pod visokim pritiskom pod nazivom digistori..

Soli korištene u postupku dobivanja pulpe od drva su sulfit (SO32-) ili bisulfita (HSO)3-), ovisno o pH. Kontra-ion može biti Na+, Ca2+, K+ ili NH4+.

Sredstvo za dezinfekciju i izbjeljivanje

-Kao dezinfekcijsko sredstvo koristi se sumporna kiselina. Također se koristi kao blago sredstvo za izbjeljivanje, posebno za materijale osjetljive na klor. Osim toga, koristi se kao izbjeljivač za zube i dodatak hrani.

-Sastojak je raznih kozmetičkih preparata za njegu kože i korišten je kao element pesticida u eliminaciji štakora. Uklanja mrlje od vina ili voća u različitim tkaninama.

-Služi kao antiseptik, djelotvoran u sprječavanju kožnih infekcija. U nekim se trenucima koristio u fumigacijama za dezinfekciju brodova, stvari bolesnih žrtava epidemija itd..

Sredstvo za konzerviranje

Sumporna kiselina se koristi kao konzervans za voće i povrće i sprečava fermentaciju napitaka kao što su vino i pivo, kao antioksidativni, antibakterijski i fungicidni element.

Druge namjene

-Sumporna kiselina se koristi u sintezi lijekova i kemijskih proizvoda; u proizvodnji vina i piva; rafiniranje naftnih proizvoda; i koristi se kao analitički reagens.

-Bisulfit reagira s pirimidinskim nukleozidima i dodaje se dvostrukoj vezi između položaja 5 i 6 pirimidina, modificirajući vezu. Bisulfitna transformacija se koristi za ispitivanje sekundarnih ili viših struktura polinukleotida.

reference

  1. Wikipedia. (2018.). Sumporna kiselina. Preuzeto s: en.wikipedia.org
  2. Nomenklatura kiselina. [PDF]. Preuzeto s: 2.chemistry.gatech.edu
  3. Voegele F. Andreas & col. (2002). O stabilnosti sumporne kiseline (H2SW3) i njegova dimera. Chem., Eur., 2002., 8, br.
  4. Shiver & Atkins. (2008). Anorganska kemija (Četvrto izdanje., Stranica 393). Mc Graw Hill.
  5. Calvo Flores F. G. (s.f.). Formulacija anorganske kemije. [PDF]. Dobavljeno iz: ugr.es
  6. Pubchem. (2018.). Sumporna kiselina. Preuzeto s: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
  7. Steven S. Zumdahl. (15. kolovoza 2008.) Oxyacid. Encyclopædia Britannica. Preuzeto s: britannica.com