- Struktura žveplove kisline
- Lastnosti
- Reakcija dehidracije sladkorja
- Nomenklatura
- Prijave
- Shrani žveplovo kislino
- 100% sinteza žveplove kisline
- Sulfoniranje
- Reference
Disulfuric kislina je eden od mnogih oxoacids žvepla, s kemijsko formulo H 2 S 2 O 7 . Formula izrecno kaže, da obstajata dva atoma žvepla, in kot nakazuje tudi njegovo ime, morata biti dve molekuli H 2 SO 4 v eni; vendar je namesto osem kisika sedem, zato jih mora žveplo imeti tri.
Ta kislina velja za eno glavnih sestavnih delov oleja (ali žveplene žveplove kisline), ki je "gosta" oblika žveplove kisline. Takšna je njegova prevlada, da nekateri menijo, da je olej sinonim za žveplovo kislino; kar je znano tudi po tradicionalnem imenu pirosulfinske kisline.
Olej. Vir: W. Oelen, prek Wikimedia Commons
Na sliki je prikazana posoda z oleom, s koncentracijo žveplovega trioksida, SO 3 , pri 20%. Za to snov je značilno, da je mastna in brezbarvna; čeprav lahko postane rumenkasta ali rjava, odvisno od koncentracije SO 3 in prisotnosti nekaterih nečistoč.
Zgoraj navedeno se nanaša na udeležbo SO 3 v H 2 S 2 O 7 ; to pomeni, da molekula H 2 SO 4 reagira z enim SO 3 , da se tvori disulfuric kislino. To je tako, H 2 S 2 O 7 lahko zapišemo kot H 2 SO 4 · SO 3 .
Struktura žveplove kisline
Molekula H2S2O7. Vir:. Jynto (več od tega uporabnika), z Wikimedia Commons
Zgoraj je struktura H 2 S 2 O 7 v modelu sfer in palic. Na prvi pogled upoštevajte simetrijo molekule: leva stran kisikovega mostu je enaka desni. S tega vidika je mogoče strukturo opisati s formulo HO 3 SOSO 3 H.
Na obeh koncih je vsaka hidroksilna skupina, katere vodik z induktivnim učinkom vseh teh atomov kisika poveča svoj pozitivni delni naboj; posledično ima žveplova kislina še močnejšo kislost kot žveplova.
Molekulo lahko zapišemo kot H 2 SO 4 · SO 3 . Vendar se to bolj nanaša na sestavo oleja kot na strukturo molekule.
Če pa v H 2 S 2 O 7 dodamo molekulo vode, se sprostita dve molekuli H 2 SO 4 :
H 2 S 2 O 7 + H 2 O <=> 2H 2 SO 4
Ravnotežje se lahko premakne v levo: na tvorbo H 2 S 2 O 7 iz H 2 SO 4, če se vanj dovaja toplota. To je zaradi tega H 2 je S 2 O 7 je znana tudi kot pirosulfurna kislina; saj lahko nastane po segrevanju žveplove kisline.
Prav tako, kot je navedeno na začetku, H 2 S 2 O 7 tvorjen z neposrednim kombinacija H 2 SO 4 in SO 3 :
SO 3 + H 2 SO 4 <=> H 2 S 2 O 7
Lastnosti
Lastnosti žveplove kisline niso zelo natančno opredeljene, saj jih je izključno težko izolirati iz oleuma.
Opozoriti je treba, da lahko v oleumom tudi druge spojine s formule H 2 SO 4 · xSO 3 , kjer je v odvisnosti od vrednosti x, lahko tudi polimerne strukture prisotni.
Eden od načinov za vizualizacijo je zamisliti, da zgornja struktura H 2 S 2 O 7 postane bolj podolgovata z več enotami SO 3 in kisikovimi mostovi.
V skoraj čistem stanju je sestavljen iz nestabilne kristalne trdne snovi (dima), ki se topi pri 36 ° C. Vendar se lahko ta tališče razlikuje glede na pravo sestavo.
Žveplova kislina lahko tvori soli, ki jih imenujemo disulfatne (ali pirosulfatne) soli. Na primer, če reagira s kalijevim hidroksidom, tvori kalijev pirosulfat, K 2 S 2 O 7 .
Poleg tega lahko rečemo, da ima molekulsko maso 178 g / mol in dva kislinska ekvivalenta (2 H + iona, ki ju lahko nevtraliziramo z močno bazo).
Reakcija dehidracije sladkorja
S to spojino v obliki oleja lahko izvedemo radovedno reakcijo: pretvorbo sladkornih kock v ogljikove bloke.
H 2 S 2 O 7 reagira s sladkorji, pri čemer izloči vse njihove OH-skupine v obliki vode, kar daje prednost novim vezam med ogljikovimi atomi; sindikati, ki na koncu povzročijo črni ogljik.
Nomenklatura
Žveplova kislina se šteje za anhidrid žveplove kisline; z drugimi besedami, zaradi kondenzacije med dvema molekulama kisline izgubi molekulo vode. Glede na toliko možnih imen te spojine nomenklatura IUPAC preprosto priporoča žveplovo kislino.
Izraz „piro“ se nanaša izključno na izraz, ki je tvorjen kot posledica uporabe toplote. IUPAC ne svetuje tega imena za H 2 S 2 O 7 ; vendar ga še danes uporabljajo mnogi kemiki.
Konec -ico ostane nespremenjen, saj atom žvepla še naprej ohranja valenco +6. Na primer, lahko ga izračunamo z naslednjo aritmetično operacijo:
2H + 2S + 7O = 0
2 (+1) + 2S + 7 (-2) = 0
S = 6
Prijave
Shrani žveplovo kislino
Žveplova kislina zaradi svoje lastnosti strjevanja kot olje lahko varneje raztaplja in skladišči žveplovo kislino. To je zato, ker SO 3 pobegne in ustvari ne dihajočo "meglo", ki je v H 2 SO 4 veliko bolj topna kot v vodi. Za pridobitev H 2 SO 4 bi bilo dovolj, da v olje dodamo vodo:
H 2 S 2 O 7 + H 2 O <=> 2H 2 SO 4
100% sinteza žveplove kisline
Iz prejšnjega enačbe, H 2 SO 4 je razredčen z dodano vodo. Na primer, če imate vodno raztopino H 2 SO 4 , kjer SO 3 nagiba k pobegu in predstavlja tveganje za delavce, ko v raztopino dodamo olej, ta reagira z vodo in tvori več žveplove kisline; torej povečanje koncentracije.
Če ostane nekaj vode, dodamo več SO 3 , ki reagira s H 2 SO 4, da ustvari več žveplove kisline ali oleja, nato pa se rehidrira s "sušenjem" H 2 SO 4 . Postopek ponovimo dovolj krat, da dobimo žveplovo kislino v koncentraciji 100%.
Podoben postopek se uporablja za pridobivanje 100% dušikove kisline. Prav tako je bil uporabljen za dehidriranje drugih kemičnih snovi, ki se uporabljajo za izdelavo eksploziva.
Sulfoniranje
Uporablja se za sulfoniranje struktur, kot so barvila; to pomeni, da dodaja -SO 3 H skupin , ki lahko z izgubijo kisel proton se sidro polimer tekstilnega vlakna.
Po drugi strani pa je kislost oleumom za dosego drugega nitriranja (dodaj -no 2 skupini ) do aromatskih obročev.
Reference
- Shiver & Atkins. (2008). Anorganska kemija. (četrta izdaja). Mc Graw Hill.
- Wikipedija. (2018). Žveplova kislina. Pridobljeno: en.wikipedia.org
- PubChem. (2019). Pirosvetska kislina. Pridobljeno: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
- Seong Kyu Kim, Han Myoung Lee in Kwang S. Kim. (2015). Žveplova kislina, ki jo ločujeta dve molekuli vode: ab initio in izračuni teorije funkcionalne teorije. Phys. Chem. Chem. Phys., 2015, 17, 28556
- Contra Costa Health Services. (sf). Olje / žveplov trioksid: informativni list. . Pridobljeno: cchealth.org