Disulfuriinihapporakenne, ominaisuudet, nimikkeistö ja käyttö

rikkihappo on yksi monista rikin oksohapoista, joiden kemiallinen kaava on H₂S₂O₇. Kaavassa todetaan nimenomaisesti, että on olemassa kaksi rikkiatomia, ja kuten heidän nimensä osoittaa, on oltava kaksi H-molekyyliä.₂SW₄ yhdessä; kuitenkin on seitsemän hapen sijasta kahdeksan, joten yhdellä rikillä on oltava kolme.

Tämä happo on yksi oleumin (tai höyrystävän rikkihapon) tärkeimmistä komponenteista, josta tulee "tiheä" rikkihappomuoto. Tällainen on sen vallitsevuus, että jotkut pitävät oleumia syntetisaattina rikkihaposta; joka tunnetaan myös perinteisen punaisen rikkihapon nimellä.

Kuvassa on öljyä sisältävä säiliö, jossa on rikkitrioksidin pitoisuus, SO₃, 20%. Tämä aine on tunnettu siitä, että se on öljyinen ja väritön; vaikka se voi muuttua kellertäväksi tai ruskeaksi väitetiedoksiannon pitoisuudesta riippuen₃ ja joidenkin epäpuhtauksien läsnäolo.

Edellä mainittu koskee väitetiedoksiannon osallistumista₃ H: ssä₂S₂O₇; eli H-molekyyli₂SW₄ reagoi yhden SO: n kanssa₃ muodostamaan disulfurihappo. Tällöin H₂S₂O₇ se voidaan kirjoittaa myös nimellä H₂SW₄· SO₃.

indeksi

• 1 Disulfurihapon rakenne
• 2 Ominaisuudet
  • 2.1 Sokerin kuivumisen reaktio
• 3 Nimikkeistö
• 4 Käyttö
  • 4.1 Varastoi rikkihappoa
  • 4.2 100-prosenttisen rikkihapon synteesi
  • 4.3 Sulfonointi
• 5 Viitteet

Disulfurhapon rakenne

Yllä on H-rakenne₂S₂O₇ malleissa palloja ja baareja. Huomaa ensinnäkin molekyylin symmetria: happisillan vasen puoli on identtinen oikealla. Tästä näkökulmasta rakenne voidaan kuvata kaavalla HO₃BLAH₃H.

Molemmissa päissä on kukin hydroksyyliryhmä, jonka vety, kaikkien näiden happiatomien induktiivisella vaikutuksella, lisää sen positiivista osittaista varausta; ja siten disulfurihapon happamuus on jopa vahvempi kuin rikkihapon.

Molekyyli voidaan kirjoittaa H: ksi₂SW₄· SO₃. Tämä viittaa kuitenkin enemmän öljyn koostumukseen kuin molekyylin rakenteeseen.

Jos kuitenkin lisätään vesimolekyyliä H: ään₂S₂O₇, kaksi H-molekyyliä vapautuu₂SW₄:

H₂S₂O₇ + H₂O <=> 2H₂SW₄

Tasapaino voi siirtyä vasemmalle: H: n muodostumiseen₂S₂O₇ alkaen H₂SW₄ jos lämpöä toimitetaan. Tästä syystä H₂S₂O₇ se tunnetaan myös nimellä pyrosulfuric acid; koska se voidaan tuottaa rikkihapon kuumentamisen jälkeen.

Myös kuten alussa mainittiin, H₂S₂O₇ muodostuu H: n suorasta yhdistelmästä₂SW₄ ja SO₃:

SW₃ + H₂SW₄ <=> H₂S₂O₇

ominaisuudet

Disulfurihapon ominaisuudet eivät ole kovin hyvin määriteltyjä, koska on erittäin vaikea eristää itseään pelkästään oleumista.

On muistettava, että oleumissa voi olla muita yhdisteitä, joilla on kaavat H₂SW₄· XSO₃, jossa x: n arvosta riippuen jopa voi olla polymeerirakenteita.

Yksi tapa visualisoida se on kuvitella, että H: n ylempi rakenne₂S₂O₇ enemmän SO-yksiköitä pidentää₃ ja happisillat.

Lähes puhtaassa tilassa se koostuu epävakaasta kiteisestä kiinteästä aineesta (tupakoitsija), joka sulaa 36 ° C: ssa. Tämä sulamispiste voi kuitenkin vaihdella todellisen koostumuksen mukaan.

Disulfurihappo voi muodostaa disulfaattisuoloja (tai pyrosulfaatteja). Esimerkiksi, jos se reagoi kaliumhydroksidin kanssa, se muodostaa kaliumpyrosulfaatin, K₂S₂O₇.

Lisäksi voidaan sanoa, että sen molekyylipaino on 178 g / mol ja kaksi happoekvivalenttia (2 Hions)⁺ joka voidaan neutraloida vahvalla pohjalla).

Sokerien dehydraatioreaktio

Tämän yhdisteen ollessa oleumin muodossa voidaan suorittaa utelias reaktio: sokerikuutioiden muuntaminen hiililohkoiksi.

H₂S₂O₇ se reagoi sokereiden kanssa poistamalla kaikki sen OH-ryhmät veden muodossa, mikä suosii uusia yhteyksiä hiiliatomien välillä; ammattiyhdistykset, jotka ovat peräisin mustasta hiilestä.

nimistö

Disulfurihappoa pidetään rikkihapon anhydridinä; toisin sanoen se menettää molekyylin, joka koostuu kahden hapon molekyylin välisestä kondensaatiosta. IUPAC-nimikkeistö suosittelee yksinkertaisesti disulfurihapon nimiä niin monta mahdollista nimeä varten.

Termi "pyro" viittaa yksinomaan siihen, joka muodostuu lämmön levittämisen tuotteena. IUPAC ei suosittele tätä nimeä H: lle₂S₂O₇; mutta monet kemistit käyttävät sitä edelleen.

Loppu -ico pysyy muuttumattomana, koska rikkiatomi säilyttää edelleen +6: n valenssin. Se voidaan laskea esimerkiksi seuraavalla aritmeettisella toiminnolla:

2H + 2S + 7O = 0

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

S = 6

sovellukset

Säilyttää rikkihappoa

Disulfoorihappo, jonka ominaisuus on kiinteytyä oleumina, kykenee liuottamaan ja säilyttämään turvallisemmin rikkihappoa. Tämä johtuu väitetiedoksiannosta₃ poistuu luoden sietämätön "sumu", joka on paljon liukoisempi H: ssa₂SW₄ kuin vedessä. Saat H₂SW₄, riittäisi lisätä vettä öljyyn:

H₂S₂O₇ + H₂O <=> 2H₂SW₄

100-prosenttisen rikkihapon synteesi

Edellisestä yhtälöstä H₂SW₄ se laimennetaan lisättyyn veteen. Esimerkiksi jos sinulla on vesiliuos H₂SW₄, jossa väitetiedoksianto₃ sillä on taipumus paeta ja aiheuttaa riskin työntekijöille, kun se lisää öljyä liuokseen, se reagoi veden kanssa, joka muodostaa enemmän rikkihappoa; se tarkoittaa, että keskittymisesi kasvaa.

Jos vettä on jäljellä, lisätään lisää SO: ta₃, joka reagoi H: n kanssa₂SW₄ tuottaa enemmän disulfurihappoa tai oleumia, ja sitten se hydratoituu uudelleen "kuivaamalla" H₂SW₄. Prosessi toistetaan tarpeeksi kertaa, jotta saadaan rikkihappoa konsentraatiossa 100%..

Samanlaista menetelmää käytetään 100-prosenttisen typpihapon saamiseksi. Samoin sitä on käytetty muiden räjähteiden valmistuksessa käytettävien kemiallisten aineiden kuivatukseen.

sulfonointi

Sitä käytetään rakenteiden, kuten väriaineiden, sulfonointiin; eli lisätään -SO-ryhmiä₃H, joka menetettäessä happoprotoni voidaan ankkuroida tekstiilikuitupolymeeriin.

Toisaalta öljyn happamuutta käytetään toisen nitraation aikaansaamiseksi (lisää ryhmiä -NO₂) aromaattisiin renkaisiin.

viittaukset

1. Shiver & Atkins. (2008). Epäorgaaninen kemia (neljäs painos). Mc Graw Hill.
2. Wikipedia. (2018). Disulfurihappo. Haettu osoitteesta: en.wikipedia.org
3. Pubchem. (2019). Pyrosulfurihappo. Haettu osoitteesta pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
4. Seong Kyu Kim, Han Myoung Lee ja Kwang S. Kim. (2015). Disulfurihappo, joka on erotettu kahdella vesimolekyylillä: ab initio ja tiheysfunktionaaliset teoreettiset laskelmat. Phys. Chem. Chem. Phys., 2015, 17, 28556
5. Costa-terveyspalveluita vastaan. (N.D.). Oleum / rikkitrioksidi: kemiallinen tiedote. [PDF]. Haettu osoitteesta: cchealth.org