- Struktura kyseliny disulfurové
- Vlastnosti
- Dehydratační reakce cukru
- Nomenklatura
- Aplikace
- Uchovává kyselinu sírovou
- Syntéza 100% kyseliny sírové
- Sulfonace
- Reference
Kyselina disírová je jedním z mnoha oxokyselin síry, s chemickým vzorcem H 2 S 2 O 7. Vzorec výslovně uvádí, že existují dva atomy síry, a jak již název také ukazuje, musí být dva H 2 SO 4 molekul v jednom; nicméně, tam je sedm kyslíků místo osm, tak síra musí mít tři.
Tato kyselina je považována za jednu z hlavních složek oleum (nebo dýmavé kyseliny sírové), což je „hustá“ forma kyseliny sírové. Taková je jeho převaha, že někteří považují oleum za synonymum pro kyselinu disulfurovou; který je také známý pod tradičním názvem kyseliny pyrosulfurové.
Oleum. Zdroj: W. Oelen, přes Wikimedia Commons
Obrázek ukazuje nádobu s olea s koncentrací oxidu sírového, SO 3, 20%. Tato látka se vyznačuje tím, že je mastná a bezbarvá; i když se může otáčet nažloutlý nebo hnědé v závislosti na koncentraci SO 3 a za přítomnosti některých nečistot.
Výše uvedené se týká účasti SO 3 v H 2 S 2 O 7; to znamená, že molekula H 2 SO 4 reaguje s jedním z SO 3, za vzniku kyselina disírová. To je případ, H 2 S 2 O 7 může také být psáno jako H 2 SO 4 · SO 3.
Struktura kyseliny disulfurové
H2S207 molekula. Zdroj:. Jynto (více od tohoto uživatele), od Wikimedia Commons
Nahoře je struktura H 2 S 2 O 7 v oblastech a bary modelu. Na první pohled si všimněte symetrie molekuly: levá strana kyslíkového můstku je identická s pravou. Z tohoto hlediska lze strukturu popsat pomocí vzorce HO 3 SOSO 3 H.
Na obou koncích je každá hydroxylová skupina, jejíž vodík indukčním účinkem všech těchto atomů kyslíku zvyšuje její kladný částečný náboj; a proto má kyselina sírová ještě silnější kyselost než kyselina sírová.
Molekula může být zapsán jako H 2 SO 4 ° tak, 3. To se však týká spíše složení oleum než struktury molekuly.
Pokud však molekula vody se přidá k H 2 S 2 O 7, dvě molekuly H 2 SO 4 se uvolní:
H 2 S 2 O 7 + H 2 O <=> 2H 2 SO 4
Rovnováha může být posunut doleva: k vytvoření H 2 S 2 O 7 z H 2 SO 4, je-li teplo dodávané do ní. Je to z toho důvodu, že H 2 S 2 O 7 je také znám jako kyselina pyrosulfuric; protože se může vytvořit po zahřátí kyseliny sírové.
Rovněž, jak bylo uvedeno na začátku, H 2 S 2 O 7 je tvořena přímou kombinací H 2 SO 4 a SO 3:
SO 3 + H 2 SO 4 <=> H 2 S 2 O 7
Vlastnosti
Vlastnosti kyseliny disulfurové nejsou příliš dobře definovány, protože je velmi obtížné izolovat čistě od oleum.
Je třeba mít na paměti, že v oleu mohou existovat i další sloučeniny, s vzorce H 2 SO 4 · XSO 3, kde se v závislosti na hodnotě x, může být přítomen i polymerní struktury.
Jeden způsob, jak to představit, je představit si, že horní struktura H 2 S 2 O 7 se stává více prodloužena o více SO 3 jednotkami a kyslíkových můstků.
V téměř čistém stavu se skládá z nestabilní krystalické pevné látky (dýmání), která taje při 36 ° C. Tato teplota tání se však může lišit v závislosti na skutečném složení.
Kyselina disulfurová může tvořit tzv. Disulfátové (nebo pyrosulfátové) soli. Například, v případě, že reaguje s hydroxidem draselným, tvoří pyrosulfát draselného, K 2 S 2 O 7.
Kromě toho lze říci, že má molekulovou hmotnost 178 g / mol a dva kyselé ekvivalenty (2 H + ionty, které lze neutralizovat silnou bází).
Dehydratační reakce cukru
S touto sloučeninou ve formě oleum může být provedena kuriózní reakce: přeměna kostek cukru na uhlíkové bloky.
H 2 S 2 O 7 reaguje s cukry odstraní všechny jejich skupin OH ve formě vody, který podporuje nové vazby mezi atomy uhlíku; odbory, které nakonec způsobí černý uhlík.
Nomenklatura
Kyselina sírová je považována za anhydrid kyseliny sírové; jinými slovy, ztrácí molekulu vody v důsledku kondenzace mezi dvěma kyselými molekulami. Jelikož pro tuto sloučeninu existuje tolik možných názvů, nomenklatura IUPAC jednoduše doporučuje kyselinu disulfurovou.
Výraz „pyro“ se vztahuje výhradně na produkt vzniklý jako produkt aplikace tepla. IUPAC nedoporučuje tento název pro H 2 S 2 O 7; ale dnes ji stále používá mnoho chemiků.
Konec -ico zůstává nezměněn, protože atom síry udržuje valenci +6. Lze jej například vypočítat pomocí následující aritmetické operace:
2H + 2S + 7O = 0
2 (+1) + 2S + 7 (-2) = 0
S = 6
Aplikace
Uchovává kyselinu sírovou
Kyselina sírová, vzhledem ke své vlastnosti tuhnutí jako oleum, je schopna bezpečněji rozpustit a skladovat kyselinu sírovou. To je proto, že 3 uniká vytvoření nedýchatelný „mlha“, což je mnohem více rozpustný v H 2 SO 4, než ve vodě. Pro získání H 2 SO 4, bylo by stačí přidat vodu do olea:
H 2 S 2 O 7 + H 2 O <=> 2H 2 SO 4
Syntéza 100% kyseliny sírové
Z předchozího rovnice, H 2 SO 4 se zředí v přidané vody. Například, pokud máte vodný roztok H 2 SO 4, kde SO 3 má tendenci unikat a představuje riziko pro pracovníky, když oleum se přidá k roztoku se reaguje s vodou a vytváří kyselinu sírovou více; to znamená zvýšení vaší koncentrace.
Pokud se některé zbytky ve vodě, a ještě více se přidá 3, která reaguje s H 2 SO 4 při výrobě kyseliny více disulfuric nebo oleum, a pak se tento rehydratuje podle „sušení“, H 2 SO 4. Proces se opakuje dostatečně dlouho, aby se získala kyselina sírová v koncentraci 100%.
Podobný postup se používá k získání 100% kyseliny dusičné. Rovněž se používá k dehydrataci jiných chemických látek používaných k výrobě výbušnin.
Sulfonace
Používá se k sulfonaci struktur, jako jsou struktury barviv; to znamená, že dodává -SO 3 H skupiny, které tím, že ztratí své kyselý proton mohou ukotvují se k polymeru z textilního vlákna.
Na druhé straně, kyselost olea se používá, aby se dosáhlo druhého nitrace (přidat -NO 2 skupiny) na aromatických kruzích.
Reference
- Shiver & Atkins. (2008). Anorganická chemie. (čtvrté vydání). Mc Graw Hill.
- Wikipedia. (2018). Kyselina disulfurová. Obnoveno z: en.wikipedia.org
- PubChem. (2019). Kyselina pyrosulfurová. Obnoveno z: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
- Seong Kyu Kim, Han Myoung Lee a Kwang S. Kim. (2015). Kyselina disulfurová disociovaná dvěma molekulami vody: výpočty funkční teorie ab initio a hustoty. Phys. Chem. Chem. Phys., 2015, 17, 28556
- Contra Costa Health Services. (sf). Oxid železitý / oxid sírový: přehled chemických údajů.. Obnoveno z: cchealth.org