SVAVELSYRA: STRUKTUR, EGENSKAPER, NOMENKLATUR, ANVÄNDNINGSOMRÅDEN - KEMI - 2025

Den svavelsyrlighet är en oxisyra bildad genom upplösning av svaveldioxid, SO ₂ , vatten. Det är en svag och ostabil oorganisk syra, som inte har detekterats i lösning, eftersom reaktionen av dess bildning är reversibel och syran bryts ned snabbt i de reagens som producerade det (SO ₂ och H ₂ O).

Svavelsyramolekylen har hittills endast detekterats i gasfasen. De konjugerade baserna av denna syra är vanliga anjoner i form av sulfiter och bisulfiter.

Källa: Benjah-bmm27, från Wikimedia Commons Raman-spektrumet av SO _2- lösningar visar endast signaler på grund av SO _2- molekylen och bisulfit-jonen, HSO ₃ ^- , i överensstämmelse med följande jämvikt:

SO ₂ + H ₂ O <=> HSO ₃ ^- + H ⁺

Detta indikerar att med Raman-spektrumet är det inte möjligt att upptäcka närvaron av svavelsyra i en lösning av svaveldioxid i vatten.

När den utsätts för atmosfären förvandlas den snabbt till svavelsyra. Svavelsyra reduceras till vätesulfid genom verkan av utspädd svavelsyra och zink.

Försöket att koncentrera en lösning av SO ₂ genom förångning av vatten för att erhålla svavelsyrlighet fri från vatten, inte ger resultat, eftersom syran bryts ned snabbt (reversera bildningsreaktionen), så syran kan inte vara isolerade.

Naturlig bildning

Svavelsyra bildas i naturen genom kombinationen av svaveldioxid, en produkt av aktiviteten hos stora fabriker, med atmosfäriskt vatten. Av denna anledning anses det vara en mellanprodukt av surt regn, vilket orsakar stora skador på jordbruket och miljön.

Dess syraform är inte användbar i naturen, men den bereds vanligtvis i dess natrium- och kaliumsalter, sulfit och bisulfit.

Sulfit genereras endogent i kroppen som ett resultat av metabolismen av svavelhaltiga aminosyror. Likaså produceras sulfit som en produkt från jäsningen av livsmedel och drycker. Sulfit är allergiframkallande, neurotoxiskt och metaboliskt. Det metaboliseras av enzymet sulfitoxidas som omvandlar det till sulfat, en ofarlig förening.

Strukturera

Isolerad molekyl

På bilden kan du se strukturen för en isolerad molekyl svavelsyra i gasformigt tillstånd. Den gula sfären i mitten motsvarar svavelatomen, de röda till syreatomerna och de vita till vätgaserna. Dess molekylära geometri runt S-atomen är en trigonal pyramid, där O-atomerna drar basen.

Sedan, i gasformigt tillstånd, kan H ₂ SO _3- molekylerna betraktas som små trigonala pyramider som flyter i luften, förutsatt att de är stabila nog att hålla en viss tid utan att reagera.

Strukturen gör det klart var de två sura vätena kommer från: från de svavelbundna hydroxylgrupperna, HO-SO-OH. Därför, inte är korrekt att anta att en av de sura protoner, H för denna förening är det ⁺ , frisätts från svavelatomen, H-SO ₂ (OH).

De två OH-grupper tillåter svavelsyrlighet till interagera genom vätebindningar och dessutom är syre av S = O-bindning en väteacceptor, vilket gör H ₂ SO ₃ både en bra donator och acceptor av nämnda bryggor.

Enligt ovan, H ₂ SO ₃ bör kunna kondenseras till en vätska, såsom svavelsyra gör, H ₂ SO ₄ . Ändå är det inte så det händer.

Molekyl omgiven av vatten

Hittills, har det inte varit möjligt att erhålla vattenfri svavelsyrlighet, det vill säga, H ₂ SO ₃ (1); medan H ₂ SO ₄ (aq), å andra sidan, efter att ha varit dehydratiseras, övergår i sin vattenfria form, H ₂ SO ₄ (l), som är en tät och viskös vätska.

Om H ₂ SO ₃ -molekylen antas vara oförändrad, så kommer det att kunna lösa upp i stor utsträckning i vatten. Interaktioner som skulle styras i nämnda vattenhaltiga lösningar skulle återigen vara vätebindningar; Emellertid skulle det också finnas elektrostatiska interaktioner som ett resultat av hydrolysjämvikten:

H ₂ SO ₃ (aq) + H ₂ O (l) <=> HSO ₃ ^- (aq) + H ₃ O ⁺ (aq)

HSO ₃ ^- (aq) + H ₂ O (l) <=> SO ₃ ^2- (aq) + H ₃ O ⁺

Sulfitjonet, SO ₃ ^2- skulle vara samma molekyl som ovan, men utan de vita sfärerna; och vätesulfit (eller bisulfit) jon, HSO ₃ ^- , behåller en vit sfär. Oändlighet av salter kan uppstå från båda anjonerna, vissa mer instabila än andra.

I verkligheten har det bekräftats att en extremt liten del av de lösningar som består av H ₂ SO ₃ ; det vill säga den förklarade molekylen är inte den som interagerar direkt med vattenmolekylerna. Anledningen till detta beror på det faktum att den undergår en nedbrytnings ursprung SO ₂ och H ₂ O, vilket termodynamiskt favoriseras.

SW

Den verkliga strukturen av svavelsyra består av en molekyl svaveldioxid omgiven av en sfär av vatten som består av n molekyler.

Sålunda är SO ₂ , vars struktur är vinklad (boomerang-typ), tillsammans med dess vattenhaltiga sfär, ansvariga för de sura protonerna som kännetecknar surhet:

SO ₂ ∙ nH ₂ O (aq) + H ₂ O (l) <=> H ₃ O ^{^} (aq) + HSO ₃ ^- (aq) + nH ₂ O (l)

HSO ₃ ^- (aq) + H ₂ O (l) <=> SO ₃ ^2- (aq) + H ₃ O ⁺

Utöver denna balans finns också en löslighetsbalans för SO ₂ , vars molekyl kan fly från vatten in i gasfasen:

SO ₂ (g) <=> SO ₂ (ac)

Fysiska och kemiska egenskaper

Molekylär formel

H ₂ SO ₃

Molekylvikt

82,073 g / mol.

Fysiskt utseende

Det är en färglös vätska med en skarp svavelukt.

Densitet

1,03 g / ml.

Ång-densitet

2.3 (i förhållande till luft taget som 1)

korrosions

Det är frätande för metaller och tyger.

Vattenlöslighet

Blandbart med vatten.

Känslighet

Det är känsligt för luft.

Stabilitet

Stabil, men oförenlig med starka baser.

Aciditetskonstant (Ka)

1,54 x 10 ^-2

pKa

1,81

pH

1,5 på pH-skalan.

antändningspunkt

Inte brandfarligt.

Sönderfall

När svavelsyra upphettas kan den sönderdelas och avge giftig svaveloxidrök.

Nomenklatur

Svavel har följande valenser: ± 2, +4 och +6. Från formeln H ₂ SO ₃ , kan den beräknas vad valens eller oxidationstal svavlet har i föreningen. För att göra detta, lösa bara en algebraisk summa:

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

Eftersom det är en neutral förening måste summan av laddningarna för atomerna som utgör den vara 0. Lösning för v för den föregående ekvationen, vi har:

v = (6-2) / 1

Således är v lika med +4. Det vill säga svavel deltar med sin andra valens, och enligt traditionell nomenklatur måste suffixet –oso läggas till namnet. Av denna anledning, H ₂ SO ₃ är känd som svavel-syra .

Ett annat snabbare sätt att bestämma denna valens är genom att jämföra H ₂ SO ₃ med H ₂ SO ₄ . I H ₂ SO ₄ , har svavel en valens av 6, så om en O avlägsnas, valensen sjunker till 4; och om en annan avlägsnas, den lägre valensen två (vilket skulle vara fallet för syra hypo svavel björn , H ₂ SO ₂ ).

Även om mindre kända, H ₂ SO ₃ kan också kallas trioxosulfuric syran (IV), enligt lager nomenklaturen.

Syntes

Tekniskt sett bildas det genom att bränna svavel för att bilda svaveldioxid. Sedan upplöses det i vatten för att bilda svavelsyra. Reaktionen är emellertid reversibel och syran sönderdelas snabbt tillbaka i reaktanterna.

Detta är en förklaring av varför svavelsyra inte finns i vattenlösning (som redan nämnts i avsnittet om dess kemiska struktur).

tillämpningar

Källa: Pxhere

I allmänhet avser användningar och tillämpningar av svavelsyra, eftersom dess närvaro inte kan detekteras, användningar och tillämpningar av lösningar av svaveldioxid och baserna och salterna av syran.

I skogen

Vid sulfitprocessen produceras trämassa i form av nästan rena cellulosafibrer. Olika salter av svavelsyra används för att extrahera lignin från träflis med högtryckskärl som kallas digistorer.

Salterna som används i processen för att erhålla trämassa är sulfit (SO ₃ ^2- ) eller bisulfit (HSO ₃ ^- ), beroende på pH. Motjonen kan vara Na ⁺ , Ca ²⁺ , K ⁺ eller NH ₄ ⁺ .

Desinficerings- och blekmedel

-Svavelsyra används som desinfektionsmedel. Det används också som ett milt blekmedel, särskilt för klorkänsliga material. Dessutom används det som tandblekare och livsmedelstillsats.

-Det är en ingrediens i olika kosmetika för hudvård och användes som ett bekämpningsmedel i eliminering av råttor. Eliminerar fläckar orsakade av vin eller frukt på olika tyger.

-Det fungerar som ett antiseptiskt medel och är effektivt för att undvika hudinfektioner. Ibland användes det vid desinficering för att desinficera fartyg, tillhörigheter av sjuka offer för epidemier etc.

Konserveringsmedel

Svavelsyra används som konserveringsmedel för frukt och grönsaker och för att förhindra jäsning av drycker som vin och öl, som ett antioxidant, antibakteriellt och fungicidiskt element.

Andra användningsområden

-Svavelsyra används vid syntes av läkemedel och kemikalier; vid produktion av vin och öl; raffinering av petroleumprodukter; och används som ett analytiskt reagens.

-Bisulfit reagerar med pyrimidin-nukleosiderna och lägger till dubbelbindningen mellan 5 och 6-positionen i pyrimidin, modifierar bindningen. Bisulfittransformation används för att testa för sekundära eller högre strukturer av polynukleotider.

referenser

1. Wikipedia. (2018). Svavelsyra. Återställd från: en.wikipedia.org
2. Nomenklatur av syror. . Återställd från: 2.chemistry.gatech.edu
3. Voegele F. Andreas & col. (2002). Om stabiliteten av svavelsyrlighet (H ₂ SO ₃ ) och dess dimer. Chem. Eur. J. 2002. 8, No.24.
4. Shiver & Atkins. (2008). Oorganisk kemi. (Fjärde upplagan, s. 393). Mc Graw Hill.
5. Calvo Flores FG (nd). Oorganisk kemiformulering. . Återställd från: ugr.es
6. PubChem. (2018). Svavelsyra. Återställd från: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
7. Steven S. Zumdahl. (15 augusti 2008). Oxisyra. Encyclopædia Britannica. Återställd från: britannica.com