Disulfurskābes struktūra, īpašības, nomenklatūra un lietošanas veidi



The disulfurskābe ir viens no daudzajiem sēra okso skābes, kuru ķīmiskā formula ir H2S2O7. Formula skaidri norāda, ka ir divi sēra atomi, un, kā norāda arī viņu vārds, ir jābūt divām H molekulām.2SO4 vienā; tomēr astoņu vietā ir septiņi skābekļi, tāpēc vienam sēra saturam jābūt trīs.

Šī skābe ir viena no oleuma galvenajām sastāvdaļām (vai kūpošām sērskābēm), kas kļūst par sērskābes "blīvu" formu. Tā ir tās pārsvars, ka daži uzskata oleumu kā disulfurskābes sinonīmu; kas ir pazīstams arī ar tradicionālo sarkanā sērskābes nosaukumu.

Attēlā redzams konteiners ar oleumu, sēra trioksīda koncentrācija, SO3, līdz 20%. Šo vielu raksturo eļļains un bezkrāsains; lai gan tas var kļūt dzeltenīgs vai brūns atkarībā no iebildumu koncentrācijas3 un dažu piemaisījumu klātbūtne.

Iepriekš minētais attiecas uz iebildumu izklāstu3 H2S2O7; tas ir, H molekula2SO4 reaģē ar vienu no SO3 lai izveidotu disulfurskābi. Tā kā tas ir, H2S2O7 to var rakstīt arī kā H2SO4· SO3.

Indekss

  • 1 Disulfurskābes struktūra
  • 2 Rekvizīti
    • 2.1. Cukuru dehidratācijas reakcija
  • 3 Nomenklatūra
  • 4 Lietojumi
    • 4.1. Uzglabā sērskābi
    • 4.2. 100% sērskābes sintēze
    • 4.3 Sulfonēšana
  • 5 Atsauces

Disulfurskābes struktūra

Virs jums ir H struktūra2S2O7 sfērās un bāros. Pirmajā acumirklī ņemiet vērā molekulas simetriju: skābekļa tilta kreisā puse ir identiska pa labi. No šī viedokļa struktūru var aprakstīt ar formulu HO3SOSO3H.

Abos galos ir katra hidroksilgrupa, kuras ūdeņradis pēc visu šo skābekļa atomu induktīvās ietekmes palielina tā pozitīvo daļējo uzlādi; un līdz ar to disulfurskābes skābums ir vēl lielāks nekā sērskābes.

Molekulu var rakstīt kā H2SO4· SO3. Tomēr tas vairāk attiecas uz oleuma sastāvu, nevis uz molekulas struktūru.

Tomēr, ja H molekulai pievieno ūdens molekulu2S2O7, tiks atbrīvotas divas H molekulas2SO4:

H2S2O7 + H2O <=> 2H2SO4

Līdzsvars var pārvietoties pa kreisi: līdz H veidošanai2S2O7 no H2SO4 ja tiek piegādāts siltums. Tieši šī iemesla dēļ H2S2O7 to sauc arī par pirosulfurskābi; jo to var radīt pēc sērskābes sildīšanas.

Tāpat, kā minēts sākumā, H2S2O7 to veido tieša H kombinācija2SO4 un SO3:

SO3 + H2SO4 <=> H2S2O7

Rekvizīti

Disulfurskābes īpašības nav ļoti labi definētas, jo ir ārkārtīgi grūti izolēt sevi tikai no oleuma.

Jāatceras, ka oleumā var būt citi savienojumi ar formulām H2SO4· XSO3, kur atkarībā no x vērtības pat var būt polimēru struktūras.

Viens veids, kā vizualizēt, ir iedomāties, ka H augšējā struktūra2S2O7 vairāk SO vienību kļūst garāks3 un skābekļa tilti.

Gandrīz tīrā stāvoklī tas sastāv no nestabilas kristāliskas cietvielas (smēķētāja), kas kūst 36 ° C temperatūrā. Tomēr šis kušanas punkts var atšķirties atkarībā no patiesā sastāva.

Disulfurskābe var veidoties tā, ko sauc par disulfātu sāļiem (vai pirosulfātiem). Piemēram, ja tas reaģē ar kālija hidroksīdu, tas veido kālija pirosulfātu, K2S2O7.

Turklāt var teikt, ka tā molekulmasa ir 178 g / mol un divi skābes ekvivalenti (2 Hions).+ ko var neitralizēt ar spēcīgu pamatni).

Cukuru dehidratācijas reakcija

Ar šo savienojumu oleuma formā var veikt ziņkārīgu reakciju: cukura kubiņu pārveidošana oglekļa blokos.

H2S2O7 tā reaģē ar cukuriem, likvidējot visas OH grupas ūdenī, kas veicina jaunus savienojumus starp oglekļa atomiem; arodbiedrības, kas beidzas ar melno oglekli.

Nomenklatūra

Disulfurskābe tiek uzskatīta par sērskābes anhidrīdu; tas nozīmē, ka tā zaudē ūdens produktu molekulu, kas rodas starp divām skābes molekulām. Ar tik daudziem šī savienojuma nosaukumiem IUPAC nomenklatūra vienkārši iesaka disulfurskābi.

Termins “pyro” attiecas tikai uz to, kas veidojas kā siltuma izmantošanas produkts. IUPAC neinformē šo nosaukumu H2S2O7; bet to joprojām izmanto daudzi ķīmiķi.

Beigu beigas paliek nemainīga, jo sēra atoms turpina uzturēt +6 valenci. Piemēram, to var aprēķināt ar šādu aritmētisko darbību:

2H + 2S + 7O = 0

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

S = 6

Lietojumi

Uzglabā sērskābi

Disulfurskābe, kuras īpašības ir sacietējušas kā oleumu, spēj izšķīdināt un uzglabāt drošāk sērskābi. Tas ir tāpēc, ka iebildumu paziņojums3 izplūst, veidojot nepiesārņojamu "miglu", kas ir daudz šķīstošāks H2SO4 nekā ūdenī. Lai iegūtu H2SO4, pietiek ar ūdeni pievienot oleumam:

H2S2O7 + H2O <=> 2H2SO4

100% sērskābes sintēze

No iepriekšējā vienādojuma H2SO4 to atšķaida pievienotajā ūdenī. Piemēram, ja jums ir H šķīdums ūdenī2SO4, ja iebildumi3 tā mēdz izvairīties un rada risku darba ņēmējiem, pievienojot šķīdumam oleumu, tā reaģē ar ūdeni, kas veido vairāk sērskābes; tas ir, koncentrācijas palielināšana.

Ja ir palicis nedaudz ūdens, pievieno vairāk SO3, kas reaģē ar H2SO4 lai iegūtu vairāk disulfurskābes vai oleuma, un pēc tam atkal mitrina H2SO4. Process tiek atkārtots pietiekami daudz laika, lai iegūtu sērskābi ar koncentrāciju 100%..

Līdzīgu procesu izmanto, lai iegūtu 100% slāpekļskābi. Tāpat tas ir izmantots citu ķīmisku vielu dehidratēšanai, ko izmanto sprāgstvielu ražošanai.

Sulfonācija

To izmanto, lai sulfonētu struktūras, piemēram, krāsvielas; tas ir, pievieno -SO grupas3H, kas, zaudējot skābes protonu, var būt nostiprināts pie tekstilšķiedras polimēra.

No otras puses, otrās nitrācijas sasniegšanai izmanto oleuma skābumu (pievieno grupas -NO2) aromātiskajiem gredzeniem.

Atsauces

  1. Shiver & Atkins. (2008). Neorganiskā ķīmija (ceturtais izdevums). Mc Graw kalns.
  2. Vikipēdija. (2018). Disulfurskābe. Saturs iegūts no: en.wikipedia.org
  3. PubChem. (2019). Pirosulfurskābe. Saturs iegūts no: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
  4. Seong Kyu Kim, Han Myoung Lee, un Kwang S. Kim. (2015). Disulfurskābe, ko atdala divas ūdens molekulas: ab initio un blīvuma funkcionālās teorijas aprēķini. Chem. Chem. Phys., 2015, 17, 28556
  5. Pret Costa veselības aprūpes pakalpojumiem. (s.f.). Oleuma / sēra trioksīds: ķīmiskā datu lapa. [PDF] Saturs iegūts no: cchealth.org