Struktur asid sulfurik, sifat, nomenklatur, kegunaan



The  asid sulfur adalah oxacid yang dibentuk oleh pembubaran sulfur dioksida, SO2, dalam air Ia adalah asid anorganik yang lemah dan tidak stabil, yang belum dikesan dalam larutan, kerana tindak balas pembentukannya boleh terbalik dan asid mengurai dengan pantas dalam reaktan yang menghasilkannya (SO2 dan H2O).

Molekul asid sulfurik hanya dikesan dalam fasa gas pada masa ini. Asam ini yang konjugasi adalah anion biasa di bawah bentuk sulfit dan bisulfite.

Spektrum Raman penyelesaian SO2 hanya menunjukkan isyarat disebabkan oleh molekul SO2 dan ion bisulfite, HSO3-, konsisten dengan baki berikut:

SO2    +  H2O    <=> HSO3-     +       H+

Ini menunjukkan bahawa melalui spektrum Raman tidak dapat mengesan kehadiran asid sulfur dalam larutan sulfur dioksida dalam air.

Apabila terdedah kepada atmosfera, ia cepat berubah menjadi asid sulfurik. Asid sulfurik dikurangkan kepada hidrogen sulfida oleh tindakan asid sulfurik dan zink.

Percubaan untuk menumpukan penyelesaian SO2 Dengan menguapkan air untuk mendapatkan asid sulfurik bebas daripada air, ia tidak menghasilkan hasil, kerana asid itu mengurai dengan cepat (membalikkan tindak balas pembentukan), jadi asid tidak dapat diasingkan.

Indeks

  • 1 Pembentukan semulajadi
  • 2 Struktur
    • 2.1 molekul terasing
    • 2.2 Molekul dikelilingi oleh air
    • 2.3 SO2 ∙ nH2O
  • 3 Sifat fizikal dan kimia
    • 3.1 Formula molekul
    • 3.2 Berat molekul
    • 3.3 Penampilan fizikal
    • 3.4 Ketumpatan
    • 3.5 Ketumpatan wap
    • 3.6 Corrosivity
    • 3.7 Kelarutan dalam air
    • 3.8 Sensitiviti
    • 3.9 Kestabilan
    • 3.10 Keasidan berterusan (Ka)
    • 3.11 pKa
    • 3.12 pH
    • 3.13 Titik kilat
    • 3.14 Penguraian
  • 4 Nomenklatur
  • 5 Sintesis
  • 6 Kegunaan
    • 6.1 Pada kayu
    • 6.2 Disinfektan dan agen peluntur
    • Ejen pengawet
    • 6.4 Penggunaan lain
  • 7 Rujukan

Pembentukan semulajadi

Asid sulfurik dibentuk secara bersamaan dengan gabungan sulfur dioksida, produk aktiviti kilang-kilang besar, dengan air atmosfera. Atas sebab ini, ia dianggap sebagai produk perantaraan hujan asid, menyebabkan kerosakan yang besar terhadap pertanian dan alam sekitar.

Bentuk asidnya tidak boleh digunakan, tetapi biasanya disediakan dalam natrium, potassium, sulfite dan garam bisulfite.

Sulfit dijana secara dalaman di dalam badan sebagai akibat daripada metabolisme asid amino yang mengandungi sulfur. Begitu juga, sulfit dihasilkan sebagai produk penapaian makanan dan minuman. Sulfit adalah alergen, neurotoksik dan metabotoxic. Ia dimetabolisme oleh enzim oksidase sulfit yang mengubahnya menjadi sulfat, sebatian yang tidak berbahaya.

Struktur

Molekul terisolasi

Struktur molekul terasing asid sulfur dalam keadaan gas boleh dilihat dalam imej. Lingkaran kuning di tengah sepadan dengan atom sulfur, yang merah ke atom oksigen, dan yang putih ke atom hidrogen. Geometri molekulnya di sekeliling atom S adalah piramid trigonal, dengan atom O menggambar pangkalannya.

Kemudian, dalam keadaan gas, molekul H2SO3 boleh dianggap sebagai piramid trigonal kecil yang terapung di udara, dengan anggapan bahawa ia cukup stabil untuk bertahan selama beberapa waktu tanpa bertindak balas.

Struktur membuat jelas di mana dua hidrogen berasid berasal dari: kumpulan hidroksil yang terikat kepada sulfur, HO-SO-OH. Oleh itu, untuk sebatian ini, adalah tidak betul untuk menganggap bahawa salah satu proton asid, H+, dibebaskan daripada atom sulfur, H-SO2(OH).

Kedua-dua kumpulan OH membenarkan asid sulfurik berinteraksi melalui ikatan hidrogen dan, sebagai tambahan, oksigen ikatan S = O ialah penerima hidrogen, yang menukar H2SO3 kedua-dua penderma yang baik dan penerima jambatan tersebut.

Menurut yang tersebut di atas, H2SO3 sepatutnya dapat mengembunkan dalam cecair, seperti asid sulfurik,2SO4. Walau bagaimanapun, ini tidak berlaku.

Molekul dikelilingi oleh air

Sehingga kini, tidak mungkin untuk mendapatkan asid sulphurous anhydrous, iaitu, H2SO3(l); manakala H2SO4(ac), sebaliknya, selepas dehidrasi ia berubah menjadi bentuk anhidratnya, H2SO4(l), iaitu cecair padat dan likat.

Dengan mengandaikan bahawa molekul H2SO3 masih tidak berubah, maka ia dapat membubarkan sebahagian besarnya ke dalam air. Interaksi yang akan memerintah dalam penyelesaian berair akan menjadi jambatan hidrogen; Walau bagaimanapun, terdapat juga interaksi elektrostatik yang terhasil daripada keseimbangan hidrolisis:

H2SO3(ac) + H2O (l) <=> HSO3-(ac) + H3O+(ac)

HSO3-(ac) + H2O (l) <=> SO32-(ac) + H3O+

I sulfit, SO32- ia akan menjadi molekul yang sama di atas, tetapi tanpa sfera putih; dan ion hydrogensulfite (atau bisulfite), HSO3-, mengekalkan sfera putih. Infiniti garam mungkin timbul dari kedua-dua anion, yang lebih tidak stabil daripada yang lain.

Pada hakikatnya, ia telah mengesahkan bahawa sebahagian kecil daripada penyelesaian terdiri daripada H2SO3; iaitu molekul yang dijelaskan bukanlah yang berinteraksi langsung dengan molekul air. Sebabnya ialah kerana ia mengalami penguraian yang berasal SO2 dan H2Atau, yang termodinamik disukai.

SO2∙nH2O

Struktur asid sulfur yang benar terdiri daripada molekul sulfur dioksida yang dikelilingi oleh sfera air yang terdiri daripada molekul n.

Jadi, SO2, strukturnya adalah sudut (jenis boomerang), bersebelahan sfera berair, bertanggungjawab terhadap proton asid yang mencirikan keasidan:

SO2∙ nH2O (ac) + H2O (l) <=> H3O+(ac) + HSO3-(ac) + nH2O (l)

HSO3-(ac) + H2O (l) <=> SO32-(ac) + H3O+

Di samping keseimbangan ini, terdapat juga keseimbangan kelarutan untuk SO2, molekulnya boleh melepaskan diri dari air ke fasa gas:

SO2(g) <=> SO2(ac)

Sifat fizikal dan kimia

Formula molekul

H2SO3

Berat molekul

82,073 g / mol.

Penampilan fizikal

Ia adalah cecair tidak berwarna, dengan bau sulfur pedas.

Ketumpatan

1.03 g / ml.

Ketumpatan wap

2.3 (berhubung dengan udara yang diambil sebagai 1)

Kerosakan

Ia menghancurkan logam dan fabrik.

Kelarutan dalam air

Boleh berlaku dengan air.

Kepekaan

Ia sensitif kepada udara.

Kestabilan

Stabil, tetapi tidak serasi dengan asas yang kuat.

Kaitan berterusan (Ka)

1.54 x 10-2

pKa

1.81

pH

1.5 pada skala pH.

Titik pencucuhan

Tidak mudah terbakar.

Penguraian

Apabila asid sulfur dipanaskan boleh mengurai, mengeluarkan asap toksik sulfur oksida.

Tatanama

Sulfur mempunyai valensi berikut: ± 2, +4 dan +6. Daripada formula H2SO3, ia boleh dikira apa bilangan valensi atau pengoksidaan yang terdapat dalam sebatian sulfur. Untuk melakukan ini, sudah cukup untuk menyelesaikan jumlah algebra:

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

Oleh kerana ia adalah sebatian neutral, jumlah tuduhan atom yang membentuknya mestilah 0. Jika kita menyelesaikan v untuk persamaan di atas, kita mempunyai:

v = (6-2) / 1

Oleh itu, v sama dengan +4. Iaitu, sulfur berpartisipasi dengan valensi kedua, dan mengikut tatanama tradisional, sufiks -oso mesti ditambah dengan nama itu. Atas sebab ini kepada H2SO3 ia dikenali sebagai asid sulfurberuang.

Satu lagi cara yang lebih cepat untuk menentukan valensi ini, adalah membandingkan H2SO3 dengan H2SO4. Dalam H2SO4 sulfur mempunyai valens +6, maka jika O dikeluarkan, valens jatuh ke +4; dan jika satu lagi dikeluarkan, nilai valens turun kepada +2 (yang akan berlaku untuk asid hyposulfurberuang, H2SO2).

Walaupun kurang dikenali, kepada H2SO3 ia juga boleh dipanggil asid trioxosulfuric (IV), mengikut tatanan saham.

Sintesis

Secara teknikal ia terbentuk dengan membakar sulfur untuk membentuk sulfur dioksida. Kemudian, ia larut dalam air untuk membentuk asid sulfur. Walau bagaimanapun, tindak balas itu boleh diterbalikkan dan asid cepat mereput kembali ke reaktan.

Ini adalah penjelasan mengapa asid sulfur tidak terdapat dalam larutan akueus (seperti yang disebutkan di dalam bahagian struktur kimianya).

Kegunaan

Secara amnya, penggunaan dan penggunaan asid sulfurik, kerana kehadirannya tidak dapat dikesan, merujuk kepada penggunaan dan penggunaan larutan sulfur dioksida dan asas dan garam asid.

Di dalam kayu

Dalam proses sulphite, pulpa kayu dihasilkan dalam bentuk serat selulosa yang hampir tulen. Beberapa garam asid sulfurus digunakan untuk pengekstrakan lignin dari cip kayu, menggunakan saluran tekanan tinggi yang digerakkan oleh penggali..

Garam yang digunakan dalam proses mendapatkan bubur kayu adalah sulfit (SO32-) atau bisulfite (HSO)3-), bergantung kepada pH. Ianya boleh menjadi Na+, Ca2+, K+ atau NH4+.

Ejen desinfektan dan peluntur

-Asid sulfurik digunakan sebagai pembasmi kuman. Ia juga digunakan sebagai agen pemutihan ringan, terutama untuk bahan-bahan sensitif klorin. Di samping itu, ia digunakan sebagai pemutih gigi dan bahan tambahan makanan.

-Ia adalah ramuan pelbagai kosmetik untuk penjagaan kulit dan digunakan sebagai unsur racun perosak dalam penghapusan tikus. Menghapuskan kesan yang disebabkan oleh wain atau buah dalam fabrik yang berbeza.

-Ia berfungsi sebagai antiseptik, berkesan untuk mencegah jangkitan kulit. Dalam beberapa ketika, ia digunakan dalam fumigations untuk membasmi kapal-kapal, barang-barang mangsa sakit wabak, dan sebagainya..

Ejen pengawet

Asid sulfurik digunakan sebagai pengawet untuk buah-buahan dan sayur-sayuran dan untuk menghalang penapaian minuman seperti wain dan bir, sebagai unsur antioksidan, antibakteria dan fungisida.

Kegunaan lain

-Asid sulfurik digunakan dalam sintesis ubat-ubatan dan produk kimia; dalam pengeluaran wain dan bir; penapisan produk petroleum; dan ia digunakan sebagai reagen analitik.

-Bisulfite bertindak balas dengan nukleosida pyrimidine dan ditambah kepada ikatan berganda di antara kedudukan 5 dan 6 pirimidin, mengubah suai ikatan tersebut. Transformasi bisulfite digunakan untuk menguji struktur menengah atau lebih tinggi polynucleotides.

Rujukan

  1. Wikipedia. (2018). Asid sulfur. Diperolehi daripada: en.wikipedia.org
  2. Tatanama asid. [PDF] Diperolehi daripada: 2.chemistry.gatech.edu
  3. Voegele F. Andreas & col. (2002). Mengenai Kestabilan Asid Sulfur (H2SO3) dan Its Dimer. Chem. Eur. J. 2002. 8, No.24.
  4. Shiver & Atkins. (2008). Kimia anorganik (Edisi keempat, Page 393). Mc Graw Hill.
  5. Calvo Flores F. G. (s.f.). Perumusan kimia bukan organik. [PDF] Diperolehi daripada: ugr.es
  6. PubChem. (2018). Asid sulfur. Diperolehi daripada: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
  7. Steven S. Zumdahl. (15 Ogos 2008). Oxyacid Encyclopædia Britannica. Diperolehi daripada: britannica.com