- Struktur av disulfuric acid
- Egenskaper
- Socker dehydratiseringsreaktion
- Nomenklatur
- tillämpningar
- Förvarar svavelsyra
- 100% svavelsyrasyntes
- sulfonering
- referenser
Den pyrosvavelsyra är en av många oxosyror av svavel, med den kemiska formeln H 2 S 2 O 7 . Formeln anger uttryckligen att det finns två svavelatomer, och som namnet antyder också, måste det finnas två H 2 SO 4 molekyler i ett; det finns dock sju oxygener istället för åtta, så ett svavel måste ha tre.
Denna syra anses vara en av huvudkomponenterna i oleum (eller rökande svavelsyra), som är en "tät" form av svavelsyra. Sådan är dess övervägande, att vissa betraktar oleum som en synonym för disulfuric acid; vilket också är känt med det traditionella namnet pyrosulfuric acid.
Oleum. Källa: W. Oelen, via Wikimedia Commons
Bilden visar en behållare med oleum, med en koncentration av svaveltrioxid, SO 3 , vid 20%. Denna substans kännetecknas av att den är fet och färglös; även om det kan bli gulaktigt eller brunt beroende på koncentrationen av SO 3 och närvaron av vissa föroreningar.
Det föregående avser deltagande av SO 3 i H 2 S 2 O 7 ; det vill säga en molekyl av H 2 SO 4 reagerar med en av SO 3 för att bilda pyrosvavelsyra. Detta är fallet, H 2 S 2 O 7 kan också skrivas som H 2 SO 4 · SO 3 .
Struktur av disulfuric acid
H2S2O7-molekyl. Källa:. Jynto (mer från den här användaren), från Wikimedia Commons
Ovan är strukturen för H 2 S 2 O 7 i en sfär- och stångmodell. Notera vid första anblicken molekylens symmetri: syrebroens vänstra sida är identisk med höger. Ur det perspektivet kan strukturen beskrivas med formeln HO 3 SOSO 3 H.
I båda ändarna är varje hydroxylgrupp vars väte, genom induktiv effekt av alla dessa syreatomer, ökar sin positiva delladdning; och följaktligen har disulfuric acid en ännu starkare surhet än svavelsyra.
Molekylen kan skrivas som H 2 SO 4 · SO 3 . Detta avser emellertid mer en sammansättning av oleum än strukturen för en molekyl.
Emellertid, om en molekyl vatten sättes till H 2 S 2 O 7 , två molekyler av H 2 SO 4 kommer att släppas :
H 2 S 2 O 7 + H 2 O <=> 2H 2 SO 4
Jämvikten kan flyttas till vänster: till bildningen av H 2 S 2 O 7 från H 2 SO 4 om värme tillförs den. Det är av denna anledning som H 2 S 2 O 7 är också känd som pyrosvavelsyra; eftersom den kan genereras efter upphettning av svavelsyra.
Även, som nämnts i början, H 2 S 2 O 7 bildas av den direkt kombination av H 2 SO 4 och SO 3 :
SO 3 + H 2 SO 4 <=> H 2 S 2 O 7
Egenskaper
Egenskaperna hos disulfuric acid är inte särskilt väl definierade, eftersom det är extremt svårt att isolera rent från oleum.
Man bör komma ihåg att i oleum det kan finnas andra föreningar, med formler H 2 SO 4 · xSO 3 , där beroende på värdet av x, kan även polymera strukturer vara närvarande.
Ett sätt att visualisera det är att föreställa sig att den övre strukturen i H 2 S 2 O 7 blir mer långsträckt av fler SO 3- enheter och syrebroar.
I nästan rent tillstånd består det av ett instabilt kristallint fast ämne (smältande) som smälter vid 36 ° C. Emellertid kan denna smältpunkt variera beroende på den verkliga kompositionen.
Disulfuric acid kan bilda så kallade disulfate (eller pyrosulfate) salter. Till exempel om den reagerar med kaliumhydroxid, bildar den kaliumpyrosulfat, K 2 S 2 O 7 .
Dessutom kan man säga att den har en molekylvikt av 178 g / mol och två syraekvivalenter (2 H + joner som kan neutraliseras med en stark bas).
Socker dehydratiseringsreaktion
Med denna förening i form av oleum kan en nyfiken reaktion genomföras: omvandlingen av sockerbitar till kolblock.
H 2 S 2 O 7 reagerar med socker, eliminerar alla deras OH-grupper i form av vatten, vilket gynnar nya bindningar mellan kolatomerna; fackföreningar som slutar orsaka svart kol.
Nomenklatur
Disulfuric acid anses vara anhydriden av svavelsyra; med andra ord, den förlorar en vattenmolekyl som ett resultat av kondensationen mellan två syramolekyler. Med tanke på så många möjliga namn på denna förening rekommenderar IUPAC-nomenklaturen helt enkelt svavelsyra.
Termen "pyro" avser uteslutande den som bildas som en produkt för applicering av värme. IUPAC rekommenderar inte detta namn för H 2 S 2 O 7 ; men det används fortfarande av många kemister.
Avslutningen av -ico förblir oförändrad eftersom svavelatomen fortsätter att upprätthålla en valens på +6. Till exempel kan det beräknas med följande aritmetiska operation:
2H + 2S + 7O = 0
2 (+1) + 2S + 7 (-2) = 0
S = 6
tillämpningar
Förvarar svavelsyra
Disulfuric acid, med tanke på dess egenskap att stelna som oleum, kan lösa upp och lagra svavelsyra säkrare. Detta beror på SO 3 flyr skapar en att andas "dimma", som är mycket mer löslig i H 2 SO 4 än i vatten. För att ge H 2 SO 4 , skulle det vara tillräckligt att tillsätta vatten till oleum:
H 2 S 2 O 7 + H 2 O <=> 2H 2 SO 4
100% svavelsyrasyntes
Från den föregående ekvationen, H 2 SO 4 spädes i det tillsatta vattnet. Till exempel, om du har en vattenlösning av H 2 SO 4 , där SO 3 tenderar att fly och utgör en risk för arbetarna, när oleum tillsätts till lösningen det reagerar med vatten och bildar mer svavelsyra; det vill säga öka din koncentration.
Om vissa vatten lämningar, mer SO 3 tillsättes , vilka reagerar med H 2 SO 4 att producera mer pyrosvavelsyra eller oleum, och då är det återfuktar med "torkning" H 2 SO 4 . Processen upprepas tillräckligt många gånger för att erhålla svavelsyra i en koncentration av 100%.
En liknande process används för att erhålla 100% salpetersyra. På samma sätt har det använts för att dehydrera andra kemiska ämnen som används för att framställa sprängämnen.
sulfonering
Det används för att sulfonera strukturer, såsom färgämnen; som är, lägger det -SO 3 H -grupper , som genom att förlora sin sur proton kan förankra sig själva till polymeren av textilfiber.
Å andra sidan är surheten av oleum som används för att uppnå det andra nitrering (lägg -NO 2 grupper ) till de aromatiska ringarna.
referenser
- Shiver & Atkins. (2008). Oorganisk kemi. (fjärde upplagan). Mc Graw Hill.
- Wikipedia. (2018). Disulfuric acid. Återställd från: en.wikipedia.org
- PubChem. (2019). Pyrosulfuric acid. Återställd från: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
- Seong Kyu Kim, Han Myoung Lee och Kwang S. Kim. (2015). Disulfuric syra dissocierad av två vattenmolekyler: beräkningar ab initio och densitet funktion teori. Phys. Chem. Chem. Phys., 2015, 17, 28556
- Contra Costa Health Services. (Sf). Oleum / svaveltrioxid: kemisk faktablad. . Återställd från: cchealth.org