SULFAMINSYRA: STRUKTUR, EGENSKAPER, SYNTES, ANVÄNDNINGAR - KEMI - 2025

Den sulfaminsyra är en oorganisk förening som består av en svavelatom (S) kovalent bunden genom enkelbindning och en hydroxylgrupp (-OH) och en aminogrupp (-NH ₂ ), och dubbelbindning två atomer syre (O). Det är ett vitt kristallint fast ämne. Dess kemiska formel är NH ₂ SO ₃ H. Det är också känt som aminosulfonsyra, amidosulfonsyra, amidosulfuric syra och sulfamidic syra.

Sulfaminsyra är en stark syra. Kan reagera med metaller, metalloxider och karbonater. Dess salter är i allmänhet lösliga i vatten, vilket gör det till en bra skalare i processutrustning. Det används ofta i sockerbruk för att rengöra karbonatkraft i förångarutrustning.

Struktur av sulfaminsyra. Benjah-bmm27. Källa: Wikipedia Commons.

Sulfaminsyra är en nitritreducerare (NO ₂ ^- ) och denna kemiska egenskap används i olika tillämpningar, till exempel i färgindustrin och i nitritanalys.

Det används i läder garvning och blekning av massa för papperstillverkning. I själva verket är det en livsmedelsförorenande, eftersom det ofta finns i papper och kartong som används för att packa matvaror.

Det används också i elektroavsättning av metaller, som en laboratoriestandard och ett av dess derivat är en mycket effektiv herbicid.

Strukturera

Sulfaminsyra kristalliserar i form av orthorhombiska dipyramidala kristaller. Det bildar kompakta prismor och ark när det kristalliseras från kall lösning, liksom diamantark när det kristalliseras från varm vattenlösning.

Nomenklatur

- Sulfaminsyra

- Aminosulfonsyra

- Amidosulfonsyra

- Amidosulfuric acid

- Sulfamidinsyra

Egenskaper

Fysiskt tillstånd

Vitt kristallint fast ämne.

Molekylvikt

97,1 g / mol.

Smältpunkt

205 ° C, sönderdelas vid 209 ° C.

Densitet

2,15 g / cm ^{^}

löslighet

Lösligt i vatten:

- 12,8% vid 0 ºC

- 17,57% vid 20 ºC

- 22,77% vid 40 ºC

Lite löslig i metanol, lätt löslig i aceton, olöslig i eter.

Fritt lösligt i kvävebaser och i organiska lösningsmedel som innehåller kväve.

Olöslig i koldisulfid (CS ₂ ) och koltetraklorid (CCl ₄ ).

pH

0,41 (i 1 N lösning, det vill säga 1 ekvivalent / L).

Dissociation konstant

0,0101 vid 25 ° C

Kemiska egenskaper

Det är en stark syra. Nästan lika mycket som klorväte (HCl), salpetersyra (HNO ₃ ) och svavelsyra (H ₂ SO ₄ ) syror .

Vattenlösningar av sulfaminsyra är mycket joniserade. Dess pH är lägre än lösningarna av myrsyra, fosforsyra och oxalsyror.

I vatten förlorar sulfaminsyra bara protonen som är bunden till syre. Vätefester fästa vid kväve håller tätt samman.

I vattenlösning är det långsamt hydrolyseras för att ge syra ammoniumsulfat (NH ₄ HSO ₄ ). Det är stabilt under torra förhållanden.

Sulfaminsyra attackerar metaller, metalloxider och karbonater för att generera sulfamater. Till exempel, med metallen kalium (K) den bildar kalium sulfamat (KOSO ₂ NH ₂ ) och väte (H ₂ ).

Alla salter av sulfaminsyra är lösliga i vatten. Salterna av kalcium, bly och barium är mycket lösliga i vatten, till skillnad från motsvarande salter av svavelsyra.

Salpetersyrlighet (HNO ₂ ) reagerar kvantitativt med aminogruppen av sulfaminsyra avger kväve (N ₂ ). Sulfamatjonen antas fungera i denna reaktion som en amid, inte en amin.

Sulfaminsyra oxideras av klor, brom eller kaliumklorat för att omvandla den till svavelsyra. Denna reaktion inträffar inte med andra oxidationsmedel såsom kromsyra eller kaliumpermanganat.

Det är inte kompatibelt (reagerar) med starka alkalier, klor, hypoklorsyra, hypokloriter, cyanider och sulfider.

Andra egenskaper

Det är inte hygroskopiskt (det betyder att det inte absorberar fukt från luften).

När den upphettas till sönderdelning avger den mycket giftiga ångor av svaveloxider och väteklorid (HCl).

Ett av dess derivat, ammoniumsulfamat, är ett brandhämmande medel.

Det är måttligt giftigt.

Syntes

Sulfaminsyra erhålles genom reaktion av urea CO (NH ₂ ) ₂ med rykande svavelsyra, dvs. koncentrerad svavelsyra (H ₂ SO ₄ ) innehållande svaveltrioxid (SO ₃ ).

Den kan även syntetiseras genom omsättning av klorsulfonsyra (HCIO ₃ Cl) och ammoniak (NH ₃ ).

tillämpningar

Inom färgämnesindustrin

Sulfaminsyra används för att avlägsna överskott av nitriter snabbt och effektivt vid diazotiseringsreaktioner vid syntes av färgämnen. Det är mycket mer praktiskt än urea för detta ändamål.

I läderbearbetning

Under läderbrun ger användningen av sulfaminsyra istället för svavelsyra en finare och silkeslen struktur.

Eftersom kalciumsulfamat dessutom är lösligt i vatten, till skillnad från kalciumsulfat, kan sulfaminsyra användas i avgränsningsprocessen utan att lämna fläckarna som ibland förekommer på läder när svavelsyra används.

Läderskor. Källa: Pixabay.

Vid rengöringsprocessutrustning

Sulfaminsyra används som avkalkningsrengöring i vattenkokare, reaktorer, rör, kylsystem och värmeväxlare.

I denna utrustning bildas skalan genom cirkulation av vatten eller processföreningar i kraftverk, kemiska anläggningar, stålverk, pappersbruk, kompressionsstationer och andra industrier.

Skala eller fasta avlagringar kan vara organiska (alger, slam, svampar) eller oorganiska (järnoxider, järnsulfider, kalcium- eller magnesiumkarbonater, sulfater, fosfater eller silikater).

Sulfaminsyra är mycket effektiv när den används för att ta bort kalciumkarbonatskala. Det kan användas på koppar, mässing, rostfritt stål, gjutjärn och galvaniserad stålutrustning.

Det används i form av en 5-10 viktprocent lösning. Det används speciellt i sockerbruk för att rengöra förångare gjorda av gjutjärn med kopparvärmeväxlare.

Förångareutrustning i ett sockerbruk. Författare: Antriksh Kumar. Källa: Pixabay

Det ska användas vid temperaturer som inte är högre än 50-60 ° C. Temperaturer av 70 ° C leder till bildning av olösliga sulfater såsom CaSO ₄ .

När den används i kombination med natriumklorid uppstår en synergistisk effekt och lösningen gör att järnoxiden långsamt kan upplösas. I detta fall bör den inte användas med rostfritt stål eftersom saltsyra frigörs, vilket kan orsaka korrosion i detta material.

Vid metallraffinering

Elektroplätering av metaller som koppar, silver, kobolt, nickel, zink, kadmium, järn och bly kan framgångsrikt utföras i sulfaminsyralösningar. Detta kan hanteras mycket lättare än hydrofluorosilicic syra (H ₂ SiF ₆ ).

Som standardreagens i laboratoriet

Med tanke på vissa egenskaper hos sulfaminsyra, såsom: dess styrka som en syra, dess lätthet att renas genom omkristallisation i vatten, dess stabilitet och dess icke-hygroskopicitet, har den använts som en primär standard på laboratorienivå. Detta betyder att det används för kvantitativa alkalibestämningar.

Laboratorium. Public. Källa: Pixabay

I nitritanalys

På grund av den enkla reaktionen med nitriter används sulfaminsyra för att bestämma dessa i lösningen.

I analysen av upplöst syre i vatten

Eftersom sulfaminsyra reagerar med nitriter i vattnet, frigörs kväve, kan bestämningen av upplöst syre i vatten genomföras, eftersom störningen som orsakas av nitriter elimineras.

Vid framställning av kväveoxid

Sulfaminsyra reagerar med salpetersyra genererings dikväveoxid (N ₂ O). Denna reaktion är säkrare än den för ammoniumnitrat för att erhålla denna gas.

Inom jordbruket

Ett derivat av sulfaminsyra, ammoniumsulfamat, är ett effektivt icke-toxiskt herbicid för djur.

Det appliceras av dagg på bladens arter som ska tas bort i slutet av sommaren eller tidig höst, helst i fuktigt väder. När föreningen rör sig från bladen till rötterna dör växten.

Sprayapplikation för herbicid. Författare: Zefe Wu. Källa: Pixabay

En annan fördel med denna förening är att den inte permanent steriliserar marken. I själva verket kommer en del av kvävet från ammoniumsulfamat att finnas tillgängligt i jorden för växter under nästa säsong.

I brandsäkra tyger

Dess kompatibilitet med cellulosa och dess brandhämmande egenskaper gör ammoniumsulfamat till ett medel för att erhålla brandbeständiga tyger och papper.

10% av tygets vikt används, vars utseende och känsla för beröring förblir oförändrad. Tyget när det används ska vara torrtvättat, tvättas aldrig med vatten för att inte lösa sulfamatet.

Det är särskilt användbart i teatergardiner eller liknande platser.

Teater. Författare: MustangJoe Källa: Pixabay

I olika applikationer

Det används som katalysator i vissa kemiska reaktioner, såsom vid framställning av urea-formaldehydhartser. Det är också användbart som baktericid och klorstabilisator i simbassänger och som en blekmassa i massa och pappersbruk.

referenser

1. US National Library of Medicine. (2019). Sulfaminsyra. Återställs från pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
2. Williams, DLH (2004) Nitrosering vid kvävecentra. I nitroseringsreaktioner och kemi för kväveoxid. Kapitel 2. Återställs från sciencedirect.com
3. Clapp, Leallyn B. (1943). Sulfaminsyra och dess användning. Chem. Educ. 1943, 20, 4, 189. Återhämtat från pubs.acs.org
4. McDonald, James. (2003). Sulfaminsyra. Återställs från veoliawatertech.com
5. Sastri, VS (2010). Hantering och kontroll av korrosion. I Shreirs korrosion. Återställs från sciencedirect.com
6. Pratima Bajpai. (2018). Övriga ämnen. I Biermanns handbok om massa och papper. Tredje upplagan. Återställs från sciencedirect.com