โครงสร้างกรดซัลฟิวริกคุณสมบัติการตั้งชื่อและการใช้งาน

กรด disulphuric เป็นหนึ่งในกรด oxo จำนวนมากของกำมะถันซึ่งมีสูตรทางเคมีคือ H₂S₂O₇. สูตรดังกล่าวระบุอย่างชัดเจนว่ามีอะตอมกำมะถันสองตัวและเมื่อชื่อของพวกเขาชี้ให้เห็นก็จะต้องมีโมเลกุล H สองโมเลกุล₂SW₄ ในหนึ่ง; อย่างไรก็ตามมีเจ็ด oxygens แทนที่จะเป็นแปดดังนั้นหนึ่งกำมะถันต้องมีสาม.

กรดนี้เป็นหนึ่งในองค์ประกอบหลักของ oleum (หรือฟูมมิ่งกรดซัลฟูริก) ซึ่งกลายเป็นรูปแบบ "หนาแน่น" ของกรดซัลฟูริก นี่คือความเด่นของมันที่บางคนคิดว่าเป็นกรดไวพจน์ของกรด disulphuric; ซึ่งเป็นที่รู้จักกันในชื่อดั้งเดิมของกรด pirosulfuric.

ภาพแสดงภาชนะบรรจุที่มีน้ำมันมีความเข้มข้นของซัลเฟอร์ไตรออกไซด์₃, ถึง 20% สารนี้มีลักษณะเป็นน้ำมันและไม่มีสี แม้ว่ามันอาจเปลี่ยนเป็นสีเหลืองหรือสีน้ำตาลขึ้นอยู่กับความเข้มข้นของ SO₃ และการปรากฏตัวของสิ่งสกปรก.

ข้างต้นเกี่ยวข้องกับการมีส่วนร่วมของ SO₃ ใน H₂S₂O₇; นั่นคือโมเลกุล H₂SW₄ ทำปฏิกิริยากับหนึ่งในนั้น₃ เพื่อสร้างกรด disulphuric เมื่อเป็นเช่นนี้แล้ว H₂S₂O₇ มันยังสามารถเขียนเป็น H₂SW₄·ดังนั้น₃.

ดัชนี

• 1 โครงสร้างของกรด disulphuric
• 2 คุณสมบัติ
  • 2.1 ปฏิกิริยาการคายน้ำของน้ำตาล
• 3 ศัพท์
• 4 ใช้
  • 4.1 เก็บกรดกำมะถัน
  • 4.2 การสังเคราะห์กรดซัลฟูริก 100%
  • 4.3 ซัลโฟเนชั่น
• 5 อ้างอิง

โครงสร้างของกรด disulphuric

เหนือคุณมีโครงสร้าง H₂S₂O₇ ในรูปแบบของทรงกลมและแท่ง โปรดทราบทันทีที่ความสมมาตรของโมเลกุล: ด้านซ้ายของสะพานออกซิเจนเหมือนด้านขวา จากมุมมองนั้นโครงสร้างสามารถอธิบายได้ด้วยสูตร HO₃BLAH₃H.

ที่ปลายทั้งสองข้างแต่ละกลุ่มไฮดรอกซิลซึ่งมีไฮโดรเจนโดยผลกระทบจากการเหนี่ยวนำของอะตอมออกซิเจนทั้งหมดจะเพิ่มประจุบวกบางส่วน และดังนั้นกรด disulphuric มีความเป็นกรดยิ่งกว่ากรดซัลฟูริก.

โมเลกุลสามารถเขียนเป็น H₂SW₄·ดังนั้น₃. อย่างไรก็ตามสิ่งนี้แสดงให้เห็นถึงองค์ประกอบของน้ำมันมากกว่าโครงสร้างของโมเลกุล.

อย่างไรก็ตามหากเพิ่มโมเลกุลน้ำลงใน H₂S₂O₇, โมเลกุล H สองตัวจะถูกปล่อยออกมา₂SW₄:

H₂S₂O₇ + H₂O <=> 2H₂SW₄

ความสมดุลสามารถเลื่อนไปทางซ้าย: ไปยังรูปแบบของ H₂S₂O₇ จาก H₂SW₄ ถ้าความร้อนถูกจัด มันเป็นเพราะเหตุนี้ที่ H₂S₂O₇ เป็นที่รู้จักกันว่ากรดไพโรซัลฟูริก; เนื่องจากมันสามารถเกิดขึ้นได้หลังจากความร้อนของกรดซัลฟิวริก.

นอกจากนี้ดังที่กล่าวไว้ในตอนต้นเอช₂S₂O₇ เกิดขึ้นจากการรวมกันโดยตรงของ H₂SW₄ และดังนั้น₃:

SW₃ + H₂SW₄ <=> H₂S₂O₇

สรรพคุณ

คุณสมบัติของกรดซัลฟูริกไม่ได้กำหนดไว้อย่างชัดเจนเพราะมันยากมากที่จะแยกตัวเองออกจากน้ำมัน oleum.

ต้องจำไว้ว่าในน้ำมันหอมระเหยอาจมีสารประกอบอื่นด้วยสูตร H₂SW₄· XSO₃, ซึ่งขึ้นอยู่กับค่าของ x ยังสามารถมีโครงสร้างโพลีเมอร์.

วิธีหนึ่งในการมองเห็นมันคือการจินตนาการว่าโครงสร้างส่วนบนของ H₂S₂O₇ มีความยาวมากขึ้นโดยหน่วย SO เพิ่มขึ้น₃ และสะพานออกซิเจน.

ในสภาพที่บริสุทธิ์เกือบจะประกอบด้วยของแข็งผลึกที่ไม่เสถียร (ผู้สูบบุหรี่) ที่ละลายที่36ºC อย่างไรก็ตามจุดหลอมเหลวนี้อาจแตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับองค์ประกอบที่แท้จริง.

กรด disulphuric สามารถสร้างสิ่งที่เรียกว่าเกลือ disulphate (หรือ pyrosulfates) ตัวอย่างเช่นถ้ามันทำปฏิกิริยากับโพแทสเซียมไฮดรอกไซด์ก็จะเกิดโพแทสเซียม₂S₂O₇.

นอกจากนี้อาจกล่าวได้ว่ามีน้ำหนักโมเลกุล 178 กรัม / โมลและเทียบเท่ากรดสอง (2 Hions)⁺ ที่สามารถทำให้เป็นกลางได้ด้วยฐานที่แข็งแกร่ง).

ปฏิกิริยาการคายน้ำของน้ำตาล

ด้วยสารประกอบนี้ในรูปแบบของ oleum สามารถดำเนินการปฏิกิริยาอยากรู้อยากเห็น: การเปลี่ยนแปลงของก้อนน้ำตาลเป็นก้อนคาร์บอน.

The H₂S₂O₇ มันทำปฏิกิริยากับน้ำตาลกำจัดกลุ่ม OH ทั้งหมดในรูปแบบของน้ำซึ่งโปรดปรานการเชื่อมต่อใหม่ระหว่างอะตอมคาร์บอน; สหภาพที่จบลงด้วยการกำเนิดคาร์บอนสีดำ.

ศัพท์เฉพาะ

กรด disulphuric ถือเป็นแอนไฮไดรด์ของกรดซัลฟูริก กล่าวคือมันสูญเสียโมเลกุลของผลิตภัณฑ์น้ำของการควบแน่นระหว่างสองโมเลกุลของกรด ด้วยชื่อที่เป็นไปได้มากมายสำหรับสารประกอบนี้ระบบการตั้งชื่อของ IUPAC เพียงแนะนำว่ากรดซัลฟูริก.

คำว่า 'pyro' หมายถึงเฉพาะที่เกิดขึ้นเป็นผลิตภัณฑ์ของการใช้ความร้อน IUPAC ไม่แนะนำชื่อนี้สำหรับ H₂S₂O₇; แต่นักเคมีหลายคนยังคงใช้อยู่ในปัจจุบัน.

ตอนจบ -ico ยังคงไม่เปลี่ยนแปลงเนื่องจากอะตอมของกำมะถันยังคงรักษาความจุของ +6 ไว้ ตัวอย่างเช่นสามารถคำนวณได้จากการดำเนินการทางคณิตศาสตร์ต่อไปนี้:

2H + 2S + 7O = 0

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

S = 6

การใช้งาน

เก็บกรดกำมะถัน

กรด disulphuric ซึ่งเป็นสมบัติของการทำให้แข็งตัวเป็น oleum สามารถละลายและเก็บกรดซัลฟูริกได้อย่างปลอดภัยยิ่งขึ้น นี่เป็นเพราะ SO₃ หนีการสร้าง "หมอก" unbreathable ซึ่งละลายได้มากขึ้นใน H₂SW₄ กว่าในน้ำ เพื่อให้ได้ค่า H₂SW₄, มันจะเพียงพอที่จะเพิ่มน้ำในน้ำมัน:

H₂S₂O₇ + H₂O <=> 2H₂SW₄

การสังเคราะห์กรดซัลฟิวริก 100%

จากสมการก่อนหน้านี้ H₂SW₄ มันเจือจางในน้ำที่เพิ่มเข้ามา ตัวอย่างเช่นหากคุณมีสารละลายในน้ำของ H₂SW₄, ที่ดังนั้น₃ มันมีแนวโน้มที่จะหลบหนีและแสดงถึงความเสี่ยงต่อคนงานเมื่อเติมน้ำมันเข้าไปในสารละลายมันจะทำปฏิกิริยากับน้ำทำให้เกิดกรดซัลฟิวริกมากขึ้น นั่นคือการเพิ่มความเข้มข้นของคุณ.

หากมีน้ำเหลืออยู่จะมีการเติม SO มากขึ้น₃, ซึ่งทำปฏิกิริยากับ H₂SW₄ เพื่อผลิตกรด disulphuric หรือ oleum มากขึ้นจากนั้นก็ให้ความชุ่มชื้นอีกครั้งโดย "ทำให้แห้ง" H₂SW₄. กระบวนการซ้ำหลายครั้งพอที่จะได้รับกรดซัลฟูริกที่ความเข้มข้น 100%.

กระบวนการที่คล้ายกันใช้เพื่อให้ได้กรดไนตริก 100% ในทำนองเดียวกันมันถูกใช้ในการคายน้ำสารเคมีอื่น ๆ ที่ใช้สำหรับการผลิตวัตถุระเบิด.

sulfonation

มันถูกใช้เพื่อโครงสร้างซัลโฟเนตเช่นสีย้อม นั่นคือเพิ่มกลุ่ม -SO₃H ซึ่งเมื่อสูญเสียกรดโปรตอนสามารถยึดกับโพลีเมอร์ใยสิ่งทอ.

ในทางกลับกันความเป็นกรดของน้ำมันหอมระเหยใช้เพื่อให้ได้ไนเตรตที่สอง (เพิ่มกลุ่ม - ไม่มี₂) กับแหวนหอม.

การอ้างอิง

1. ตัวสั่นและแอตกินส์ (2008) เคมีอนินทรีย์ (ฉบับที่สี่) Mc Graw Hill.
2. วิกิพีเดีย (2018) กรดซัลฟูริก สืบค้นจาก: en.wikipedia.org
3. PubChem (2019) กรดไพโรซัลฟูริก สืบค้นจาก: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
4. Seong Kyu Kim, Han Myoung Lee และ Kwang S. Kim (2015) กรดซัลฟูริกแยกตัวออกจากสองโมเลกุลของน้ำ: การเริ่มต้น ab และความหนาแน่นการคำนวณทฤษฎีการทำงาน Phys. Chem. Chem. Phys., 2015, 17, 28556
5. ต่อต้านบริการสุขภาพของคอสตา ( N.d. ) Oleum / sulfur trioxide: เอกสารข้อมูลทางเคมี [PDF] สืบค้นจาก: cchealth.org