СУМПОРНА КИСЕЛИНА: СТРУКТУРА, СВОЈСТВА, НОМЕНКЛАТУРА, УПОТРЕБЕ - ХЕМИЈА - 2025

Сумпораста киселина је окиацид формиран растварањем сумпор диоксид, СО ₂ , воду. То је слаба и нестабилна неорганском киселином, која није откривена у раствору, пошто реакција његовог формирања је реверзибилна и киселина брзо разлаже у реагенаса да производи (СО ₂ и Х ₂ О).

Молекул сумпорне киселине до сада је откривен само у гасној фази. Коњуговане базе ове киселине су уобичајени аниони у облику сулфита и бисулфита.

Извор: Бењах-бмм27 из Викимедиа Цоммонс Раман спектра СО ₂ решења само показује сигнале услед СО ₂ молекула и бисулфитним јон, хсо ₃ ^- , у складу са следећом равнотеже:

СО ₂ + Х ₂ О <=> ХСО ₃ ^- + Х ⁺

Ово указује да коришћењем Рамановог спектра није могуће открити присуство сумпорне киселине у раствору сумпор-диоксида у води.

Изложен атмосфери брзо се претвара у сумпорну киселину. Сумпорна киселина се редукује у водоник сулфид дејством разблажене сумпорне киселине и цинка.

Покушај да издвојите раствор СО ₂ испаравањем воде за добијање сумпораста киселине без воде, није дала резултате, јер киселина брзо разлаже (уназад реакције формирања), тако да киселине не може бити изолована.

Природна формација

Сумпорна киселина настаје у природи комбинацијом сумпор-диоксида, продукта активности великих фабрика, са атмосферском водом. Из тог разлога се сматра интермедијарним производом киселих киша који наносе велику штету пољопривреди и животној средини.

Његов кисели облик није корисна у природи, али обично се припрема у натријумовим и калијум солима, сулфитом и бисулфитом.

Сулфит се ендогено ствара у телу као резултат метаболизма аминокиселина које садрже сумпор. Исто тако, сулфит се производи као продукт ферментације хране и пића. Сулфит је алерген, неуротоксичан и метаболички. Метаболише га ензим сулфит оксидаза који га претвара у сулфат, безопасно једињење.

Структура

Изоловани молекул

На слици можете видети структуру изолованог молекула сумпорне киселине у гасовитом стању. Жута сфера у средини одговара атому сумпора, црвена атомима кисеоника, а бела водоникима. Њена молекуларна геометрија око С атома је тригонална пирамида, а О-атоми цртају базу.

Затим, у гасовитом стању, Х ₂ СО ₃ молекули могу сматрати сићушних тригонално пирамида плутају у ваздуху, под претпоставком да је стабилна довољно за одређено време без реаговања.

Из структуре је развидно одакле потичу два кисела водоника: из хидроксилних група повезаних са сумпором, ХО-СО-ОХ. Стога, у овом једињење, није тачно претпоставити да је један од киселих протона, Х ⁺ , се ослобађа из атома сумпора, Х-СО ₂ (ОХ).

Две ОХ групе омогућавају сумпорастом киселином да комуницирају путем водоничне везе и, штавише, кисеоник из С = О Бонд је прималац водоника, што чини Х ₂ СО ₃ и добра даваоца и примаоца од поменутих мостова.

Сходно наведеном, Х ₂ СО ₃ би требало да се згусне у течност, као сумпорна киселина чини, Х ₂ СО ₄ . Ипак, то се не догађа тако.

Молекуле окружене водом

До данас, није било могуће добити анхидрованог сумпорастом киселином, која је, Х ₂ СО ₃ (1); док Х ₂ СО ₄ (ак), с друге стране, након што дехидрирани, претвара у свом анхидрованом облику Х ₂ СО ₄ (л), који је густ и вискозна течност.

Уколико Х ₂ СО ₃ молекул Претпоставља се да остане непромењена, онда ће моћи да раствара у великој мери у води. Интеракције које би владале у поменутим воденим растворима опет би биле водоничне везе; Међутим, дошло би и до електростатичких интеракција као резултат хидролизне равнотеже:

Х ₂ СО ₃ (ак) + Х ₂ О (л) <=> ХСО ₃ ^- (ак) + Х ₃ О ⁺ (ак)

ХСО ₃ ^- (ак) + Х ₂ О (л) <=> СО ₃ ^2- (ак) + Х ₃ О ⁺

Сулфитни јон, СО ₃ ^2- , био би исти молекул као горе, али без белих сфера; а водоник сулфит (или бисулфит) јона, ХСО ₃ ^- , задржава бели сферу. Бесконачности соли могу настати из оба аниона, неке нестабилније од других.

У стварности, потврђено је изузетно мали део решења чине Х ₂ СО ₃ ; то јест, објашњавани молекул није онај који директно комуницира са молекулима воде. Разлог за то је због чињенице да је подвргнута распад пореклом ЈЗ ₂ и Х ₂ О, која је термодинамички фаворизована.

СВ

Права структура сумпорне киселине састоји се од молекула сумпор-диоксида окруженог сфером воде сачињеном од н молекула.

Дакле, СО ₂ чија је структура угласта (бумеранг тип), заједно са његовом воденом сфером, одговоран је за киселе протоне који карактеришу киселост:

СО ₂ ∙ нХ ₂ О (ак) + Х ₂ О (л) <=> Х ₃ О ⁺ (ак) + ХСО ₃ ^- (ак) + нХ ₂ О (л)

ХСО ₃ ^- (ак) + Х ₂ О (л) <=> СО ₃ ^2- (ак) + Х ₃ О ⁺

Поред ове равнотеже, постоји и растворљивост равнотеже за СО ₂ , чији молекул може да излази из воде у гасну фазу:

СО ₂ (г) <=> СО ₂ (ац)

Физичка и хемијска својства

Молекуларна формула

Х ₂ СО ₃

Молекуларна тежина

82.073 г / мол.

Физичка присутност

То је безбојна течност, са мирисом сумпорног сумпора.

Густина

1,03 г / мл.

Густина паре

2.3 (у односу на ваздух узет као 1)

Корозивност

Корозивно је на метале и тканине.

Растворљивост у води

Може се мешати са водом.

Осетљивост

Осетљив је на ваздух.

Стабилност

Стабилан, али неспојив са јаким подлогама.

Константа киселости (Ка)

1,54 к 10 ^-2

пКа

1.81

пХ

1,5 на пХ скали.

тачка паљења

Није запаљиво.

Декомпозиција

Када се сумпорна киселина загреје, може да се разгради, емитујући отровни сумпорни оксид.

Номенклатура

Сумпор има следеће валенције: ± 2, +4 и +6. Из формуле Х ₂ СО ₃ , може се израчунати шта валенце или оксидације броја сумпор има у једињењу. Да бисте то учинили, само решите алгебарску суму:

2 (+1) + 1в + 3 (-2) = 0

Како је неутрално једињење, збир набоја атома који га чине мора бити 0. Решавајући за в за претходну једначину, имамо:

в = (6-2) / 1

Дакле, в је једнак +4. Односно, сумпор учествује у својој другој валенцији, а према традиционалној номенклатури, називу мора бити додан и суфикс. Из тог разлога, Х ₂ СО ₃ је познат као сумпорне киселине .

Други бржи начин да утврдимо ове валенце је поређењем Х ₂ СО ₃ са Х ₂ СО ₄ . У Х ₂ СО ₄ , сумпор има валенце од +6, па ако је О уклони, валенце пада на +4; а ако је други је уклоњен, доњи валенце +2 (што би био случај за кисело хипо сумпора медведа , Х ₂ СО ₂ ).

Иако мање познат, Х ₂ СО ₃ такође може бити назван триокосулфуриц киселина (ИВ), у складу са стоцк номенклатури.

Синтеза

Технички се формира сагоревањем сумпора, чиме се ствара сумпор-диоксид. Тада се раствара у води и формира сумпорну киселину. Међутим, реакција је реверзибилна и киселина се брзо разграђује натраг у реактанте.

Ово је објашњење зашто се сумпорна киселина не налази у воденом раствору (као што је већ поменуто у одељку о њеној хемијској структури).

Апликације

Извор: Пкхере

Генерално, употреба и примена сумпорне киселине, будући да се њено присуство не може открити, односи се на употребу и примену раствора сумпор-диоксида и базе и соли те киселине.

У шуми

У процесу сулфита дрвена пулпа се производи у облику скоро чистих целулозних влакана. Различите соли сумпорне киселине користе се за вађење лигнина из дрвних иверица, користећи посуде високог притиска зване дигистори.

Соли се користе у процесу добијања дрвне целулозе су сулфит (СО ₃ ^2- ) или бисулфит (ХСО ₃ ^- ), у зависности од пХ. Је супротан јон може бити На ⁺ , Ца ²⁺ , К ⁺ или НХ ₄ ⁺ .

Средство за дезинфекцију и избељивање

-Случна киселина се користи као дезинфицијенс. Такође се користи као благо средство за избељивање, посебно за материјале осетљиве на хлор. Поред тога, користи се као средство за бељење зуба и додатак храни.

-То је састојак у разној козметици за негу коже и коришћен је као пестицидни елемент у уклањању пацова. Елиминира мрље настале вином или воћем на различитим тканинама.

- Служи као антисептик, ефикасан је за избегавање кожних инфекција. Понекад је коришћен у фумигацијама за дезинфекцију бродова, ствари болесних жртава епидемија итд.

Средство за заштиту

Сумпорна киселина се користи као конзерванс за воће и поврће и спречава ферментацију пића попут вина и пива, као антиоксиданс, антибактеријски и фунгицидни елемент.

Друге намене

-Сумпорна киселина се користи у синтези лекова и хемикалија; у производњи вина и пива; рафинирање нафтних деривата; и користи се као аналитички реагенс.

-Бисулфит реагира с нуклеозидима пиримидина и додаје двоструку везу између положаја 5 и 6 пиримидина, модификујући везу. Трансформација бисулфита користи се за испитивање секундарних или виших структура полинуклеотида.

Референце

1. Википедиа. (2018). Сумпорна киселина. Опоравак од: ен.википедиа.орг
2. Номенклатура киселина. . Опоравак од: 2.цхемистри.гатецх.еду
3. Воегеле Ф. Андреас и кол. (2002). О стабилности сумпорне киселине (Х ₂ СО ₃ ) и њеном димеру. Цхем. Еур. Ј. 2002. 8, Но.24.
4. Схивер & Аткинс. (2008). Неорганска хемија. (Четврто издање, стр. 393). Мц Грав Хилл.
5. Цалво Флорес ФГ (други). Формулација неорганске хемије. . Опоравак од: угр.ес
6. ПубЦхем. (2018). Сумпорна киселина. Опоравак од: пубцхем.нцби.нлм.них.гов
7. Стевен С. Зумдахл. (15. августа 2008. године). Окиацид. Енцицлопӕдиа Британница. Опоравак од: британница.цом