ACID SULFURIC: STRUCTURĂ, PROPRIETĂȚI, NOMENCLATOR, UTILIZĂRI - CHIMIE - 2025

Acidul sulfuros este un oxyacid format prin dizolvarea dioxidului de sulf, SO ₂ , apă. Este un acid anorganic slab și instabil, care nu a fost detectată în soluție, deoarece reacția de formare a acesteia este reversibilă , iar acidul se descompune rapid în reactivii care l -au produs (SO ₂ și H ₂ O).

Până în prezent, molecula de acid sulfuric a fost detectată doar în faza gazoasă. Bazele conjugate ale acestui acid sunt anioni obișnuiți sub formă de sulfiți și bisulfiti.

Sursa: Benjah-bmm27, de la Wikimedia Commons Spectrul Raman al soluțiilor SO ₂ arată numai semnale datorate moleculei SO ₂ și ionului bisulfit, HSO ₃ ^- , în concordanță cu următorul echilibru:

SO ₂ + H ₂ O <=> HSO ₃ ^- + H ⁺

Acest lucru indică faptul că folosind spectrul Raman nu este posibilă detectarea prezenței acidului sulfuric într-o soluție de dioxid de sulf în apă.

Când este expus la atmosferă, se transformă rapid în acid sulfuric. Acidul sulfuric este redus la hidrogen sulfurat prin acțiunea acidului sulfuric diluat și a zincului.

Încercarea de a concentra o soluție de SO ₂ prin evaporarea apei pentru a se obține acidul sulfuros liber de apă, nu au produs rezultate, deoarece acidul se descompune rapid (inversarea reacției de formare), astfel încât acidul nu poate fii izolat.

Formarea naturală

Acidul sulfuric este format în natură prin combinația de dioxid de sulf, un produs al activității fabricilor mari, cu apa atmosferică. Din acest motiv, este considerat un produs intermediar al ploilor acide, provocând mari daune agriculturii și mediului.

Forma sa acidă nu este utilizabilă în natură, dar este de obicei preparată în sărurile sale de sodiu și potasiu, sulfit și bisulfit.

Sulfitul este generat endogen în organism ca urmare a metabolismului aminoacizilor care conțin sulf. De asemenea, sulfitul este produs ca produs al fermentației alimentelor și băuturilor. Sulfitul este alergenic, neurotoxic și metabolic. Este metabolizat de enzima sulfit oxidază care îl transformă în sulfat, un compus inofensiv.

Structura

Molecula izolată

În imagine puteți vedea structura unei molecule izolate de acid sulfuric în stare gazoasă. Sfera galbenă din centru corespunde atomului de sulf, cele roșii la atomii de oxigen, iar cele albe hidrogenilor. Geometria sa moleculară în jurul atomului S este o piramidă trigonală, cu atomi de O desenând baza.

Apoi, în stare gazoasă, moleculele de H ₂ SO ₃ pot fi considerate piramidele trigonice minuscule care plutesc în aer, presupunând că este suficient de stabilă pentru a dura o anumită perioadă de timp fără a reacționa.

Structura indică clar de unde provin cele două hidrogene acide: din grupările hidroxil legate cu sulf, HO-SO-OH. Prin urmare, pentru acest compus, nu este corect să presupunem că unul dintre protoni acizi, H ⁺ , este eliberat de atomul de sulf, H-SO ₂ (OH).

Cele două grupuri OH permit acidului sulfuric să interacționeze prin legături de hidrogen și, în plus, oxigenul legăturii S = O este un acceptor de hidrogen, ceea ce face din H ₂ SO ₃ atât un bun donator cât și un acceptor al acestor legături.

Conform celor de mai sus, H ₂ SO ₃ ar trebui să poată condensa într-un lichid, așa cum face acidul sulfuric, H ₂ SO ₄ . Cu toate acestea, nu se întâmplă așa.

Molecula inconjurata de apa

Până în prezent, nu a fost posibilă obținerea de acid sulfuros anhidru, adică, H ₂ SO ₃ (1); în timp ce H ₂ SO ₄ (aq), pe de altă parte, după deshidratare se transformă în forma sa anhidră, H ₂ SO ₄ (1), care este un lichid dens și vâscos.

Dacă se presupune că molecula de H ₂ SO ₃ rămâne neschimbată, atunci ea va putea dizolva într-o mare măsură în apă. Interacțiunile care ar guverna în soluțiile apoase menționate ar fi din nou legături de hidrogen; Cu toate acestea, ar exista și interacțiuni electrostatice ca urmare a echilibrului de hidroliză:

H ₂ SO ₃ (aq) + H ₂ O (l) <=> HSO ₃ ^- (aq) + H ₃ O ⁺ (aq)

HSO ₃ ^- (aq) + H ₂ O (l) <=> SO ₃ ^2- (aq) + H ₃ O ⁺

Ionul de sulfit, SO ₃ ^2- ar fi aceeași moleculă ca mai sus, dar fără sferele albe; iar ionul sulfat de hidrogen (sau bisulfit), HSO ₃ ^- , păstrează o sferă albă. Infinități de săruri pot apărea din ambii anioni, unii mai instabili decât alții.

În realitate, s-a confirmat că o porțiune extrem de mică din soluții constă în H ₂ SO ₃ ; adică, molecula explicată nu este cea care interacționează direct cu moleculele de apă. Motivul pentru acest lucru se datorează faptului că suferă o descompunere originară SO ₂ și H ₂ O, care este favorizată termodinamic.

SW

Adevărata structură a acidului sulfuric este formată dintr-o moleculă de dioxid de sulf înconjurată de o sferă de apă care este formată din n molecule.

Astfel, SO ₂ , a cărui structură este unghiulară (tip boomerang), împreună cu sfera sa apoasă, este responsabilă pentru protonii acide care caracterizează aciditatea:

SO ₂ ∙ nH ₂ O (aq) + H ₂ O (l) <=> H ₃ O ⁺ (aq) + HSO ₃ ^- (aq) + nH ₂ O (l)

HSO ₃ ^- (aq) + H ₂ O (l) <=> SO ₃ ^2- (aq) + H ₃ O ⁺

În plus față de acest echilibru, există , de asemenea , un echilibru de solubilitate pentru SO ₂ , a căror moleculă poate scăpa de apa în faza gazoasă:

SO ₂ (g) <=> SO ₂ (ac)

Proprietati fizice si chimice

Formulă moleculară

H ₂ SO ₃

Greutate moleculară

82.073 g / mol.

Aspectul fizic

Este un lichid incolor, cu un miros înțepător de sulf.

Densitate

1,03 g / ml.

Densitatea vaporilor

2.3 (în raport cu aerul preluat ca 1)

corozivitatii

Este coroziv pentru metale și țesături.

Solubilitatea apei

Amestecați cu apa.

Sensibilitate

Este sensibil la aer.

Stabilitate

Stabil, dar incompatibil cu baze puternice.

Constanta de aciditate (Ka)

1,54 x 10 ^-2

pKa

1,81

pH

1,5 pe scara pH.

punct de aprindere

Nu este inflamabil.

Descompunere

Când acidul sulfuric este încălzit se poate descompune, emitând fum toxic de oxid de sulf.

Nomenclatură

Sulful are următoarele valențe: ± 2, +4 și +6. Din formula H ₂ SO ₃ , se poate calcula ce valență sau număr de oxidare are sulful în compus. Pentru a face acest lucru, trebuie doar să rezolvați o sumă algebrică:

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

Deoarece este un compus neutru, suma sarcinilor atomilor care îl constituie trebuie să fie de 0. Rezolvând pentru v pentru ecuația anterioară, avem:

v = (6-2) / 1

Astfel, v este egal cu +4. Adică, sulful participă cu a doua sa valență și, conform nomenclaturii tradiționale, sufixul –oso trebuie adăugat la nume. Din acest motiv, H ₂ SO ₃ este cunoscut sub numele de acid sulf .

Un alt mod mai rapid de a determina această valență este prin compararea H ₂ SO ₃ cu H ₂ SO ₄ . În H ₂ SO ₄ , sulful are o valență de +6, deci dacă se elimină O, valența scade la +4; și dacă altul este îndepărtat, valența inferioară +2 (ceea ce ar fi cazul ursului hipo- sulf acid , H ₂ SO ₂ ).

Deși mai puțin cunoscut, H ₂ SO ₃ poate fi denumit și acid trioxosulfuric (IV), conform nomenclaturii de stoc.

Sinteză

Tehnic se formează prin arderea sulfului pentru a forma dioxid de sulf. Apoi se dizolvă în apă pentru a forma acid sulfuric. Cu toate acestea, reacția este reversibilă și acidul se descompune rapid în reactanți.

Aceasta este o explicație a motivului pentru care acidul sulfuric nu se găsește în soluție apoasă (așa cum s-a menționat deja în secțiunea privind structura sa chimică).

Aplicații

Sursa: Pxhere

În general, utilizările și aplicațiile acidului sulfuric, deoarece prezența acestuia nu poate fi detectată, se referă la utilizările și aplicațiile soluțiilor de dioxid de sulf și la bazele și sărurile acidului.

În pădure

În procesul de sulfit, pulpa de lemn este produsă sub formă de fibre de celuloză aproape pure. Diferite săruri de acid sulfuric sunt utilizate pentru a extrage lignina din așchii de lemn, folosind vase de înaltă presiune numite digistoare.

Sărurile utilizate în procesul de obținere a pulpei de lemn sunt sulfit (SO ₃ ^2- ) sau bisulfit (HSO ₃ ^- ), în funcție de pH. Contraionul poate fi Na ⁺ , Ca ²⁺ , K ⁺ sau NH ₄ ⁺ .

Dezinfectare și albire

-Acidul sulfuric este folosit ca dezinfectant. De asemenea, este utilizat ca agent de albire ușoară, în special pentru materialele sensibile la clor. În plus, se folosește ca alb de dinți și aditiv alimentar.

-Este un ingredient în diverse produse cosmetice pentru îngrijirea pielii și a fost folosit ca element pesticid în eliminarea șobolanilor. Elimina petele cauzate de vin sau fructe pe diferite țesături.

-Servește ca antiseptic, fiind eficient pentru a evita infecțiile pielii. Uneori, a fost folosit în fumigări pentru dezinfectarea navelor, a obiectelor bolnave victime ale epidemiilor etc.

Agent de conservare

Acidul sulfuric este folosit ca conservant pentru fructe și legume și pentru a preveni fermentarea băuturilor precum vinul și berea, fiind un element antioxidant, antibacterian și fungicid.

Alte utilizări

-Acidul sulfuric este utilizat în sinteza medicamentelor și a substanțelor chimice; în producția de vin și bere; rafinarea produselor petroliere; și este utilizat ca reactiv analitic.

-Bisulfitul reacționează cu nucleozidele pirimidine și se adaugă la dubla legătură între poziția 5 și 6 a pirimidinei, modificând legătura. Transformarea bisulfitului este utilizată pentru testarea structurilor secundare sau superioare ale polinucleotidelor.

Referințe

1. Wikipedia. (2018). Acid sulfuric. Recuperat de la: en.wikipedia.org
2. Nomenclatura acizilor. . Recuperat din: 2.chemistry.gatech.edu
3. Voegele F. Andreas & col. (2002). Despre stabilitatea acidului sulfuric (H ₂ SO ₃ ) și a dimerului său. Chem. Eur. J. 2002. 8, nr.24.
4. Shiver & Atkins. (2008). Chimie anorganică. (Ediția a patra., P. 393). Mc Graw Hill.
5. Calvo Flores FG (nd). Formulare de chimie anorganică. . Recuperat din: ugr.es
6. Extract. (2018). Acid sulfuric. Recuperat din: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
7. Steven S. Zumdahl. (15 august 2008). Oxyacid. Encyclopædia Britannica. Recuperat de la: britannica.com