- Štruktúra kyseliny disulfurovej
- vlastnosti
- Dehydratačná reakcia cukru
- názvoslovie
- aplikácia
- Uchováva kyselinu sírovú
- 100% syntéza kyseliny sírovej
- sulfonáciou
- Referencie
Kyselina disírová je jedným z mnohých oxokyselín síry, s chemickým vzorcom H 2 S 2 O 7 . Vzorec výslovne uvádza, že existujú dva atómy síry, a ako už názov tiež ukazuje, musí byť dva H 2 SO 4 molekúl v jednom; avšak namiesto ôsmich je tam sedem kyslíkov, takže síra musí mať tri.
Táto kyselina sa považuje za jednu z hlavných zložiek oleja (alebo dymovej kyseliny sírovej), čo je „hustá“ forma kyseliny sírovej. Taká je jeho prevaha, že niektorí považujú oleum za synonymum kyseliny disulfurovej; ktorý je tiež známy pod tradičným názvom kyseliny pyrosulfurovej.
Olea. Zdroj: W. Oelen, prostredníctvom Wikimedia Commons
Obrázok ukazuje nádobu s Olea s koncentráciou oxidu sírového, SO 3 , 20%. Táto látka sa vyznačuje tým, že je mastná a bezfarebná; aj keď sa môže otáčať žltkastý alebo hnedé v závislosti od koncentrácie SO 3 a za prítomnosti niektorých nečistôt.
Vyššie uvedené sa týka účasti SO 3 v H 2 S 2 O 7 ; to znamená, že molekula H 2 SO 4 reaguje s jedným z SO 3, za vzniku kyselina disírová. To je prípad, H 2 S 2 O 7 môže tiež byť písané ako H 2 SO 4 · SO 3 .
Štruktúra kyseliny disulfurovej
H2S207 molekula. Zdroj:. Jynto (viac od tohto používateľa), od Wikimedia Commons
Hore je štruktúra H 2 S 2 O 7 v oblastiach a bary modelu. Na prvý pohľad si všimnite symetriu molekuly: ľavá strana kyslíkového mostíka je totožná s pravou. Z tohto hľadiska konštrukcie možno popísať pomocou vzorca HO 3 soso 3 H.
Na oboch koncoch je každá hydroxylová skupina, ktorej vodík indukčným účinkom všetkých týchto atómov kyslíka zvyšuje jej kladný čiastočný náboj; a preto má kyselina sírová ešte silnejšiu kyslosť ako kyselina sírová.
Molekula môže byť zapísaný ako H 2 SO 4 ° tak, 3 . Toto sa však týka skôr kompozície oleum ako štruktúry molekuly.
Ak však molekula vody sa pridá k H 2 S 2 O 7 , dve molekuly H 2 SO 4 sa uvoľní :
H 2 S 2 O 7 + H 2 O <=> 2H 2 SO 4
Rovnováha môže byť posunutý doľava: k vytvoreniu H 2 S 2 O 7 z H 2 SO 4 , ak je teplo dodávané do nej. Je to z toho dôvodu, že H 2 S 2 O 7 je tiež známy ako kyselina pyrosulfuric; pretože sa môže vytvoriť po zahriatí kyseliny sírovej.
Rovnako, ako bolo uvedené na začiatku, H 2 S 2 O 7 je tvorená priamou kombináciou H 2 SO 4 a SO 3 :
SO 3 + H 2 SO 4 <=> H 2 S 2 O 7
vlastnosti
Vlastnosti kyseliny disulfurovej nie sú veľmi dobre definované, pretože je veľmi ťažké izolovať čisto z oleum.
Treba pripomenúť, že v oleum tam môže byť ďalšie zlúčeniny, s vzorcov H 2 SO 4 · XSO 3 , kde sa v závislosti od hodnoty x, môže byť dokonca polymérnej štruktúry.
Jeden spôsob, ako to predstaviť, je predstaviť si, že horná štruktúra H 2 S 2 O 7 sa stáva viac predĺžená o viac SO 3 jednotkami a kyslíkových mostíkov.
V takmer čistom stave pozostáva z nestabilnej kryštalickej pevnej látky (dymovej), ktorá topí pri 36 ° C. Táto teplota topenia sa však môže meniť v závislosti od skutočného zloženia.
Kyselina disulfurová môže tvoriť tzv. Disulfátové (alebo pyrosulfátové) soli. Napríklad, v prípade, že reaguje s hydroxidom draselným, tvorí pyrosulfát draselného, K 2 S 2 O 7 .
Ďalej možno povedať, že má molekulovú hmotnosť 178 g / mol a dva ekvivalenty kyseliny (ióny H +, ktoré môžu byť neutralizované silnou zásadou).
Dehydratačná reakcia cukru
S touto zlúčeninou vo forme oleja sa môže uskutočniť zvláštna reakcia: transformácia kocky cukru na uhlíkové bloky.
H 2 S 2 O 7 reaguje s cukrami odstráni všetky ich skupín OH vo forme vody, ktorý podporuje nové väzby medzi atómami uhlíka; odbory, ktoré nakoniec spôsobujú čierny uhlík.
názvoslovie
Kyselina disulfurová sa považuje za anhydrid kyseliny sírovej; inými slovami, stráca molekulu vody v dôsledku kondenzácie medzi dvoma molekulami kyseliny. Vzhľadom na toľko možných názvov pre túto zlúčeninu, nomenklatúra IUPAC jednoducho odporúča kyselinu disulfurovú.
Pojem „pyro“ sa vzťahuje výlučne na pyrolýziu vytvorenú ako produkt aplikácie tepla. IUPAC neodporúča tento názov pre H 2 S 2 O 7 ; ale stále ho používa veľa chemikov.
Koniec -ico zostáva nezmenený, pretože atóm síry si udržuje valenciu +6. Napríklad sa dá vypočítať pomocou nasledujúcej aritmetickej operácie:
2H + 2S + 7O = 0
2 (+1) + 2S + 7 (-2) = 0
S = 6
aplikácia
Uchováva kyselinu sírovú
Kyselina disulfurová, vzhľadom na jej vlastnosti tuhnutia ako oleum, je schopná bezpečnejšie rozpúšťať a uchovávať kyselinu sírovú. To je preto, že 3 uniká vytvorenie nedýchateľný "hmla", čo je oveľa viac rozpustný v H 2 SO 4 , než vo vode. Pre získanie H 2 SO 4 , bolo by stačí pridať vodu do Olea:
H 2 S 2 O 7 + H 2 O <=> 2H 2 SO 4
100% syntéza kyseliny sírovej
Z predchádzajúceho rovnice, H 2 SO 4 sa zriedi v pridanej vody. Napríklad, ak máte vodný roztok H 2 SO 4 , kde SO 3 má tendenciu unikať a predstavuje riziko pre pracovníkov, keď oleum sa pridá k roztoku sa reaguje s vodou a vytvára kyselinu sírovú viac; to znamená zvýšenie vašej koncentrácie.
Ak sa niektoré zvyšky vo vode, a ešte viac sa pridá 3 , ktorá reaguje s H 2 SO 4 pri výrobe kyseliny viacerých disulfuric alebo Olea, a potom sa rehydratuje pomocou "vysúšanie" H 2 SO 4 . Proces sa opakuje dostatočne krát, aby sa získala kyselina sírová v koncentrácii 100%.
Podobný postup sa používa na získanie 100% kyseliny dusičnej. Rovnako sa používa na dehydratáciu iných chemických látok používaných na výrobu výbušnín.
sulfonáciou
Používa sa na sulfonáciu štruktúr, ako sú štruktúry farbív; to znamená, že dodáva -SO 3 H skupiny , ktoré tým, že stratí svoje kyslý protón môžu ukotvujú sa k polyméru z textilného vlákna.
Na druhej strane, kyslosť Olea sa používa, aby sa dosiahlo druhého nitrácia (pridať -NO 2 skupiny ) na aromatických kruhoch.
Referencie
- Shiver a Atkins. (2008). Anorganická chémia. (štvrté vydanie). Mc Graw Hill.
- Wikipedia. (2018). Kyselina disulfurová. Obnovené z: en.wikipedia.org
- PubChem. (2019). Kyselina pyrosulfurová. Získané z: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
- Seong Kyu Kim, Han Myoung Lee a Kwang S. Kim. (2015). Kyselina disulfurová disociovaná dvoma molekulami vody: výpočty funkčnej teórie ab initio a hustoty. Phys. Chem. Chem. Phys., 2015, 17, 28556
- Contra Costa Health Services. (SF). Oxid železitý / oxid sírový: prehľad faktov. , Získané z: cchealth.org