Struktur asid disulfuric, sifat, nomenklatur dan kegunaan

The asid disulfurik adalah salah satu daripada banyak oksida asid sulfur, yang formula kimianya adalah H₂S₂O₇. Formula itu menyatakan secara jelas bahawa terdapat dua atom belerang, dan sebagai nama mereka juga menunjukkan, mesti ada dua molekul H.₂SO₄ dalam satu; Walau bagaimanapun, terdapat tujuh oxygens bukan lapan, jadi satu sulfur mesti mempunyai tiga.

Asid ini adalah salah satu komponen utama oleum (atau asid sulfurik), yang menjadi bentuk "padat" asid sulfurik. Demikianlah kekuasaannya, yang beberapa menganggap oleum sebagai sinonim asam disulfurik; yang juga dikenali dengan nama tradisional asid pirosulfuric.

Gambar menunjukkan bekas dengan oleum, dengan kepekatan sulfur trioksida, SO₃, kepada 20%. Bahan ini dicirikan oleh berminyak dan tidak berwarna; walaupun ia mungkin berubah menjadi kekuningan atau coklat bergantung kepada kepekatan SO₃ dan kehadiran beberapa kekotoran.

Yang di atas berkaitan dengan penyertaan SO₃ dalam H₂S₂O₇; iaitu molekul H₂SO₄ bertindak balas dengan salah satu SO₃ untuk membentuk asid disulfurik. Menjadi seperti ini, H₂S₂O₇ ia juga boleh ditulis sebagai H₂SO₄· SO₃.

Indeks

• 1 Struktur asid disulfurik
• 2 Hartanah
  • 2.1 Reaksi dehidrasi gula
• 3 Nomenklatur
• 4 Kegunaan
  • 4.1 Kedai asid sulfurik
  • 4.2 Sintesis 100% asid sulfurik
  • 4.3 Sulfonasi
• 5 Rujukan

Struktur asid disulfurik

Di atas anda mempunyai struktur H₂S₂O₇ dalam model sfera dan bar. Nota pada pandangan pertama simetri molekul: sebelah kiri jambatan oksigen adalah sama dengan yang betul. Dari perspektif itu, struktur boleh diterangkan dengan formula HO₃SOSO₃H.

Di kedua-dua hujung adalah setiap kumpulan hidroksil, yang hidrogen, oleh kesan induktif semua atom oksigen, meningkatkan caj separa positif; dan akibatnya, asid disulfurik mempunyai keasidan yang lebih kuat daripada asid sulfurik.

Molekul ini boleh ditulis sebagai H₂SO₄· SO₃. Bagaimanapun, ini merujuk kepada komposisi oleum daripada struktur molekul.

Walau bagaimanapun, jika molekul air ditambah kepada H₂S₂O₇, dua molekul H akan dibebaskan₂SO₄:

H₂S₂O₇ + H₂O <=> 2H₂SO₄

Baki boleh bergerak ke kiri: ke pembentukan H₂S₂O₇ dari H₂SO₄ jika haba dibekalkan. Ia adalah untuk sebab ini bahawa H₂S₂O₇ ia juga dikenali sebagai asid pyrosulfuric; kerana ia dapat dihasilkan selepas pemanasan asid sulfurik.

Juga, seperti yang dinyatakan pada permulaan, H₂S₂O₇ dibentuk oleh gabungan langsung H₂SO₄ dan SO₃:

SO₃ + H₂SO₄ <=> H₂S₂O₇

Hartanah

Sifat-sifat asid disulfurik tidak ditakrifkan dengan sangat baik, kerana sangat sukar untuk mengasingkan diri semata-mata dari oleum.

Perlu diingat bahawa di oleum terdapat sebatian lain, dengan formula H₂SO₄· XSO₃, di mana bergantung kepada nilai x juga boleh mempunyai struktur polimer.

Salah satu cara untuk membayangkannya adalah membayangkan bahawa struktur atas H₂S₂O₇ menjadi lebih panjang oleh lebih unit SO₃ dan jambatan oksigen.

Dalam keadaan hampir murni ia terdiri daripada pepejal kristal yang tidak stabil (perokok) yang cair pada suhu 36ºC. Bagaimanapun, titik lebur ini boleh berbeza-beza bergantung kepada komposisi sebenar.

Asid disulfurik boleh membentuk apa yang dikenali sebagai garam disulfat (atau pyrosulfate). Sebagai contoh, jika ia bertindak balas dengan kalium hidroksida, ia membentuk pyrosulfate kalium, K₂S₂O₇.

Di samping itu, ia boleh dikatakan mempunyai berat molekul 178 g / mol, dan dua setara asid (2 Hion)⁺ yang boleh dinetralkan dengan asas yang kukuh).

Tindak balas dehidrasi gula

Dengan sebatian ini dalam bentuk oleum boleh dilakukan reaksi yang ingin tahu: transformasi kiub gula menjadi blok karbon.

The H₂S₂O₇ ia bertindak balas dengan gula yang menghapuskan semua kumpulan OH dalam bentuk air, yang memihak hubungan baru antara atom karbon; kesatuan yang berakhir dengan karbon hitam yang berasal.

Tatanama

Asid disulfurik dianggap sebagai anhidrida asid sulfurik; iaitu, ia kehilangan satu molekul produk air pemeluwapan antara dua molekul asid. Dengan banyak nama yang mungkin untuk sebatian ini, tatanama IUPAC hanya mengesyorkan bahawa asid disulfurik.

Istilah 'pyro' merujuk secara eksklusif kepada yang dibentuk sebagai produk penggunaan haba. IUPAC tidak menasihati nama ini untuk H₂S₂O₇; tetapi ia masih digunakan hari ini oleh banyak ahli kimia.

The end -ico kekal tidak berubah sejak atom sulfur terus mengekalkan valence +6. Sebagai contoh, ia boleh dikira dengan operasi aritmetik yang berikut:

2H + 2S + 7O = 0

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

S = 6

Kegunaan

Kedai asid sulfurik

Asid disulfurik, memandangkan kepunyaannya sebagai oleum, mampu membubarkan dan menyimpan lebih selamat asid sulfurik. Ini kerana SO₃ melarikan diri mewujudkan "kabut" yang tidak dapat ditembusi, yang lebih larut dalam H₂SO₄ daripada di dalam air. Untuk mendapatkan H₂SO₄, ia akan cukup untuk menambah air ke oleum:

H₂S₂O₇ + H₂O <=> 2H₂SO₄

Sintesis 100% asid sulfurik

Daripada persamaan sebelumnya, H₂SO₄ ia dicairkan dalam air tambahan. Sebagai contoh, jika anda mempunyai penyelesaian berair H₂SO₄, di mana SO₃ ia cenderung untuk melarikan diri dan mewakili risiko pekerja, apabila menambah oleum kepada larutan itu bertindak balas dengan air membentuk lebih banyak asid sulfurik; iaitu, meningkatkan tumpuan anda.

Jika ada air yang tinggal, lebih banyak SO ditambah₃, yang bertindak balas dengan H₂SO₄ untuk menghasilkan lebih banyak asid disulfurik atau oleum, dan kemudian ia menghidrat semula dengan "pengeringan" H₂SO₄. Proses ini cukup berulang kali untuk mendapatkan asid sulfurik pada kepekatan 100%.

Proses yang sama digunakan untuk mendapatkan 100% asid nitrik. Begitu juga, ia telah digunakan untuk menghilangkan bahan kimia lain, yang digunakan untuk pengeluaran bahan letupan.

Sulfonasi

Ia digunakan untuk struktur sulfonat, seperti pewarna; iaitu, tambah -SO kumpulan₃H, yang apabila kehilangan proton asidnya dapat berlabuh dengan polimer gentian tekstil.

Sebaliknya, keasidan oleum digunakan untuk mencapai nitration kedua (tambah kumpulan -NO₂) kepada cincin aromatik.

Rujukan

1. Shiver & Atkins. (2008). Kimia anorganik (edisi keempat). Mc Graw Hill.
2. Wikipedia. (2018). Asid disulfurik. Diperolehi daripada: en.wikipedia.org
3. PubChem. (2019). Asid Pyrosulfuric. Diperolehi daripada: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
4. Seong Kyu Kim, Han Myoung Lee, & Kwang S. Kim. (2015). Asid disulfurik dipisahkan oleh dua molekul air: ab initio dan ketumpatan teori fungsi kepadatan. Phys. Chem. Phys. Phys., 2015, 17, 28556
5. Terhadap Perkhidmatan Kesihatan Costa. (s.f.). Oleum / sulfur trioxide: lembaran fakta kimia. [PDF] Diperolehi daripada: cchealth.org