Struktura, vlastnosti, názvosloví a použití disulfurové kyseliny

disulfurová kyselina je jedna z mnoha oxokyselin síry, jejíž chemický vzorec je H₂S₂O₇. Vzorec výslovně uvádí, že existují dva atomy síry, a jak také uvádí jejich název, musí existovat dvě molekuly H.₂SO₄ v jednom; nicméně, tam je sedm kyslíků místo osm, tak jeden síra musí mít tři.

Tato kyselina je jednou z hlavních složek oleu (nebo dýmavé kyseliny sírové), která se stává "hustou" formou kyseliny sírové. Taková je jeho převaha, že někteří považují oleum za synonymum kyseliny disulfurové; který je také známý tradičním názvem kyseliny pirosulfurové.

Obrázek ukazuje nádobu s oleem, s koncentrací oxidu sírového, SO₃, až 20%. Tato látka se vyznačuje tím, že je mastná a bezbarvá; ačkoli to může se měnit nažloutlý nebo hnědý se spoléhat na koncentraci SO₃ a přítomnost některých nečistot.

Výše uvedené se týká účasti SO₃ v H₂S₂O₇; to znamená molekulu H₂SO₄ reaguje s jedním z SO₃ za vzniku kyseliny disulfurové. Být takhle, H₂S₂O₇ to může také být psáno jak H₂SO₄· SO₃.

Index

• 1 Struktura kyseliny disulfurové
• 2 Vlastnosti
  • 2.1 Reakce dehydratace cukrů
• 3 Nomenklatura
• 4 Použití
  • 4.1 Skladuje kyselinu sírovou
  • 4.2 Syntéza 100% kyseliny sírové
  • 4.3 Sulfonace
• 5 Odkazy

Struktura kyseliny disulfurové

Nad vámi máte strukturu H₂S₂O₇ v modelu koulí a tyčí. Na první pohled si všimněte symetrie molekuly: levá strana kyslíkového můstku je identická vpravo. Z tohoto pohledu lze strukturu popsat pomocí vzorce HO₃SOSO₃H.

Na obou koncích je každá hydroxylová skupina, jejíž vodík, indukčním účinkem všech těchto atomů kyslíku, zvyšuje svůj pozitivní částečný náboj; a v důsledku toho má kyselina sírová ještě silnější kyselost než kyselina sírová.

Molekula může být zapsána jako H₂SO₄· SO₃. To však více poukazuje na složení oleu než na strukturu molekuly.

Pokud se však k H přidá molekula vody₂S₂O₇, dvě molekuly H budou uvolněny₂SO₄:

H₂S₂O₇ + H₂O <=> 2H₂SO₄

Váha se může pohybovat doleva: k tvorbě H₂S₂O₇ od H₂SO₄ pokud je dodáváno teplo. Z tohoto důvodu je H₂S₂O₇ je také znám jako kyselina pyrosulfurová; protože může být generován po zahřátí kyseliny sírové.

Také, jak je uvedeno na začátku, H₂S₂O₇ je tvořen přímou kombinací H₂SO₄ a SO₃:

SO₃ + H₂SO₄ <=> H₂S₂O₇

Vlastnosti

Vlastnosti kyseliny disulfurové nejsou příliš dobře definovány, protože je velmi obtížné se izolovat čistě od oleu.

Je třeba mít na paměti, že v oleu mohou být i jiné sloučeniny se vzorci H₂SO₄XSO₃, kde v závislosti na hodnotě x může mít dokonce polymerní struktury.

Jeden způsob, jak si představit, je představit si, že horní struktura H₂S₂O₇ se více prodlužuje o více SO jednotek₃ a kyslíkové můstky.

V téměř čistém stavu sestává z nestabilní krystalické pevné látky (kuřák), která taje při 36 ° C. Tento bod tání se však může měnit v závislosti na skutečném složení.

Kyselina disulfurová může tvořit tzv. Disulfátové soli (nebo pyrosulfáty). Pokud například reaguje s hydroxidem draselným, tvoří pyrosulfát draselný, K₂S₂O₇.

Kromě toho lze říci, že má molekulovou hmotnost 178 g / mol a dva ekvivalenty kyseliny (2 Hions).⁺ které lze neutralizovat silnou bází).

Dehydratační reakce cukrů

S touto sloučeninou ve formě oleum lze provádět zvědavou reakci: přeměnu kostek cukru na uhlíkové bloky.

H₂S₂O₇ reaguje s cukry, které eliminují všechny jeho OH skupiny ve formě vody, což podporuje nové vazby mezi atomy uhlíku; odbory, které končí původním černým uhlíkem.

Nomenklatura

Kyselina disulfurová se považuje za anhydrid kyseliny sírové; to znamená, že ztrácí molekulu vodního produktu kondenzace mezi dvěma molekulami kyseliny. S tolika možnými názvy pro tuto sloučeninu, IUPAC názvosloví jednoduše doporučuje, aby kyselina disulfurová.

Termín „pyro“ se vztahuje výlučně k tomu, který vznikl jako produkt aplikace tepla. IUPAC nedoporučuje tento název pro H₂S₂O₇; ale to je ještě používáno dnes mnoho chemiků.

Konec -ico zůstává nezměněn, protože atom síry nadále udržuje valenci +6. Lze ji například vypočítat následující aritmetickou operací:

2H + 2S + 7O = 0

2 (+1) + 2S + 7 (-2) = 0

S = 6

Použití

Skladuje kyselinu sírovou

Kyselina disulfurová, která je schopna tuhnout jako oleum, je schopna rozpustit a bezpečněji skladovat kyselinu sírovou. Je to proto, že SO₃ uniká vytváří nerozbitnou "mlhu", která je mnohem rozpustnější v H₂SO₄ než ve vodě. Chcete-li získat H₂SO₄, to by stačilo přidat vodu k oleu:

H₂S₂O₇ + H₂O <=> 2H₂SO₄

Syntéza 100% kyseliny sírové

Z předchozí rovnice H₂SO₄ Zředí se v přidané vodě. Například, pokud máte vodný roztok H₂SO₄, kde SO₃ má tendenci unikat a představuje riziko pro pracovníky, když přidává oleum do roztoku, reaguje s vodou tvořící více kyseliny sírové; to znamená zvýšení koncentrace.

Pokud zbývá trochu vody, přidá se více SO₃, který reaguje s H₂SO₄ k produkci více kyseliny disulfurové nebo oleu, a pak znovu hydratuje "sušením" H₂SO₄. Tento postup se opakuje dostatečně dlouho, aby se získala kyselina sírová v koncentraci 100%..

Podobný postup se používá pro získání 100% kyseliny dusičné. Stejně tak se používá k dehydrataci jiných chemických látek používaných k výrobě výbušnin.

Sulfonace

Používá se k sulfonaci struktur, jako jsou barviva; tj. přidejte -SO skupiny₃H, který při ztrátě kyselého protonu může být ukotven k polymeru z textilních vláken.

Na druhé straně se pro dosažení druhé nitrace použije kyselost oleu (přidají se skupiny -NO₂) na aromatické kruhy.

Odkazy

1. Shiver a Atkins. (2008). Anorganická chemie (čtvrté vydání). Mc Graw Hill.
2. Wikipedia. (2018). Kyselina disulfurová. Zdroj: en.wikipedia.org
3. PubChem. (2019). Kyselina pyrosulfurová. Zdroj: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
4. Seong Kyu Kim, Han Myoung Lee a Kwang S. Kim. (2015). Disulfurová kyselina disociovaná dvěma molekulami vody: ab initio a výpočty funkční hustoty. Chem. Chem. Phys., 2015, 17, 28556
5. Proti Costa Health Services. (s.f.). Oleum / oxid sírový: chemický informační list. [PDF] Zdroj: cchealth.org