โครงสร้างของกรดกำมะถันคุณสมบัติการตั้งชื่อการใช้งาน

  กรดกำมะถัน เป็นออกซิเจนที่เกิดขึ้นจากการละลายของซัลเฟอร์ไดออกไซด์ดังนั้น₂, ในน้ำ มันเป็นกรดอนินทรีย์ที่อ่อนแอและไม่เสถียรซึ่งไม่ได้ตรวจพบในสารละลายเนื่องจากปฏิกิริยาของการก่อตัวของมันสามารถย้อนกลับได้และกรดจะสลายตัวอย่างรวดเร็วในสารตั้งต้นที่ผลิต (ดังนั้น₂ และเอช₂O).

โมเลกุลของกรดซัลฟิวริกตรวจพบได้เฉพาะในสถานะก๊าซเท่านั้น คอนจูเกตเบสของกรดนี้เป็นแอนไอออนทั่วไปภายใต้รูปแบบของซัลไฟต์และไบซัลไฟต์.

Raman สเปกตรัมของโซลูชัน SO₂ แสดงเฉพาะสัญญาณเนื่องจากโมเลกุลของ SO₂ และ bisulfite ion, HSO₃^-, สอดคล้องกับยอดคงเหลือต่อไปนี้:

SW₂    +  H₂O    <=> HSO₃^-     +       H⁺

สิ่งนี้บ่งชี้ว่าผ่านสเปกตรัมรามันมันเป็นไปไม่ได้ที่จะตรวจจับการปรากฏตัวของกรดกำมะถันในสารละลายของซัลเฟอร์ไดออกไซด์ในน้ำ.

เมื่อสัมผัสกับบรรยากาศจะเปลี่ยนเป็นกรดซัลฟิวริกอย่างรวดเร็ว กรดกำมะถันจะลดลงเป็นไฮโดรเจนซัลไฟด์โดยการกระทำของกรดซัลฟิวริกเจือจางและสังกะสี.

ความพยายามในการรวมโซลูชัน SO₂ โดยการระเหยน้ำเพื่อให้ได้กรดซัลฟูริกปราศจากน้ำจึงไม่เกิดผลเนื่องจากกรดสลายตัวอย่างรวดเร็ว (กลับปฏิกิริยาการก่อตัว) ดังนั้นกรดจึงไม่สามารถแยกได้.

ดัชนี

• 1 การก่อตัวตามธรรมชาติ
• 2 โครงสร้าง
  • 2.1 โมเลกุลที่แยกได้
  • 2.2 โมเลกุลที่ล้อมรอบด้วยน้ำ
  • 2.3 SO2 ∙ nH2O
• 3 คุณสมบัติทางกายภาพและทางเคมี
  • 3.1 สูตรโมเลกุล
  • 3.2 น้ำหนักโมเลกุล
  • 3.3 ลักษณะทางกายภาพ
  • 3.4 ความหนาแน่น
  • 3.5 ความหนาแน่นไอ
  • 3.6 การกัดกร่อน
  • 3.7 การละลายในน้ำ
  • 3.8 ความไว
  • 3.9 เสถียรภาพ
  • 3.10 ความเป็นกรดคงที่ (Ka)
  • 3.11 pKa
  • 3.12 pH
  • 3.13 จุดวาบไฟ
  • 3.14 การสลายตัว
• 4 ศัพท์
• 5 การสังเคราะห์
• 6 ใช้
  • 6.1 บนไม้
  • 6.2 สารฆ่าเชื้อและสารฟอกขาว
  • 6.3 สารกันบูด
  • 6.4 การใช้งานอื่น ๆ
• 7 อ้างอิง

การก่อตัวตามธรรมชาติ

กรดกำมะถันเกิดขึ้นตามธรรมชาติโดยการรวมกันของซัลเฟอร์ไดออกไซด์ซึ่งเป็นผลมาจากกิจกรรมของโรงงานขนาดใหญ่ที่มีน้ำในบรรยากาศ ด้วยเหตุนี้จึงถือเป็นผลิตภัณฑ์ระดับกลางของฝนกรดก่อให้เกิดความเสียหายอย่างใหญ่หลวงต่อการเกษตรและสิ่งแวดล้อม.

รูปแบบของกรดไม่สามารถใช้ได้ในธรรมชาติ แต่มักจะเตรียมในโซเดียมโพแทสเซียมซัลไฟต์และเกลือไบซัลไฟต์.

ซัลไฟต์ถูกสร้างขึ้นจากภายนอกในร่างกายซึ่งเป็นผลมาจากการเผาผลาญของกรดอะมิโนที่มีกำมะถัน ในทำนองเดียวกันซัลไฟต์ถูกผลิตขึ้นเป็นผลิตภัณฑ์จากการหมักอาหารและเครื่องดื่ม ซัลไฟต์เป็นสารก่อภูมิแพ้สารพิษจากระบบประสาทและเมตาบอลิพิษ มันถูกเผาผลาญโดยเอนไซม์ sulphite oxidase ที่เปลี่ยนมันให้เป็นซัลเฟตซึ่งเป็นสารประกอบที่ไม่เป็นอันตราย.

โครงสร้าง

โมเลกุลที่แยกได้

โครงสร้างของโมเลกุลที่แยกได้ของกรดซัลฟูรัสในสถานะก๊าซสามารถมองเห็นได้ในภาพ ทรงกลมสีเหลืองตรงกลางนั้นตรงกับอะตอมของซัลเฟอร์, สีแดงกับอะตอมออกซิเจน, และสีขาวกับอะตอมไฮโดรเจน เรขาคณิตของโมเลกุลรอบ ๆ อะตอม S เป็นปิรามิดแบบสามมิติโดยอะตอมของ O จะวาดฐาน.

จากนั้นในสถานะก๊าซโมเลกุล H₂SW₃ ถือได้ว่าเป็นปิรามิดแบบตรีโกณมิติเล็ก ๆ ที่ลอยอยู่ในอากาศโดยสมมติว่ามันเสถียรพอที่จะอยู่ได้นานโดยไม่ตอบสนอง.

โครงสร้างนั้นชัดเจนว่าไฮโดรเจนทั้งสองเป็นกรดนั้นมาจาก: กลุ่มไฮดรอกซิลจะถูกยึดติดกับกำมะถัน, HO-SO-OH ดังนั้นสำหรับสารประกอบนี้มันไม่ถูกต้องที่จะสันนิษฐานว่าหนึ่งในโปรตอนกรดคือ H⁺, ปล่อยออกมาจากอะตอมกำมะถัน H-SO₂(OH).

กลุ่ม OH ทั้งสองกลุ่มยอมให้กรดซัลฟิวริกโต้ตอบผ่านพันธะไฮโดรเจนและนอกจากนี้ออกซิเจนของพันธะ S = O คือตัวรับไฮโดรเจนซึ่งเปลี่ยน H₂SW₃ ทั้งผู้บริจาคที่ดีและผู้ยอมรับสะพานดังกล่าว.

ตามที่กล่าวไว้ข้างต้น₂SW₃ ควรกลั่นตัวในของเหลวได้เช่นเดียวกับกรดซัลฟูริก₂SW₄. อย่างไรก็ตามนี่ไม่ใช่กรณี.

โมเลกุลล้อมรอบด้วยน้ำ

จนถึงปัจจุบันมันเป็นไปไม่ได้ที่จะได้รับกรดกำมะถันปราศจากนั่นคือเอช₂SW₃(L); ในขณะที่เอช₂SW₄(ac) ในทางกลับกันหลังจากที่ขาดน้ำมันจะถูกเปลี่ยนเป็นรูปแบบปราศจากน้ำ, H₂SW₄(l) ซึ่งเป็นของเหลวหนาแน่นและมีความหนืด.

สมมติว่าโมเลกุล H₂SW₃ ยังคงไม่เปลี่ยนแปลงจากนั้นก็จะสามารถละลายในระดับใหญ่ในน้ำ ปฏิกิริยาที่จะใช้ในการแก้ปัญหาน้ำกล่าวอีกครั้งจะเป็นสะพานไฮโดรเจน; แม้กระนั้นก็จะมีปฏิกิริยาโต้ตอบที่เกิดจากความสมดุลการย่อยสลาย:

H₂SW₃(ac) + H₂O (l) <=> HSO₃^-(ac) + H₃O⁺(Aq)

HSO₃^-(ac) + H₂O (l) <=> SW₃^2-(ac) + H₃O⁺

ไอออนซัลไฟต์ดังนั้น₃^2- มันอาจเป็นโมเลกุลเดียวกันข้างต้น แต่ไม่มีทรงกลมสีขาว และไฮโดรเจนซัลไฟต์ (หรือไบซัลไฟต์) ไอออน HSO₃^-, รักษาทรงกลมสีขาว อินฟินิตี้ของเกลืออาจเกิดขึ้นได้จากทั้งสองประจุ.

ในความเป็นจริงมันได้รับการยืนยันว่าส่วนเล็ก ๆ ของการแก้ปัญหาประกอบด้วย H₂SW₃; นั่นคือโมเลกุลที่อธิบายไม่ใช่สิ่งที่มีปฏิสัมพันธ์โดยตรงกับโมเลกุลของน้ำ เหตุผลนี้เป็นเพราะมันเกิดการสลายตัวที่เกิดจาก SO₂ และเอช₂หรือซึ่งเป็นที่โปรดปรานทางอุณหพลศาสตร์.

SW₂∙นิวแฮมป์เชียร์₂O

โครงสร้างที่แท้จริงของกรดซัลฟูรัสประกอบด้วยโมเลกุลของซัลเฟอร์ไดออกไซด์ที่ล้อมรอบด้วยทรงกลมของน้ำที่ประกอบด้วยโมเลกุล n.

ดังนั้นดังนั้น₂, ซึ่งมีโครงสร้างเป็นเชิงมุม (ประเภทบูมเมอแรง) ถัดจากทรงกลมที่เป็นน้ำมีหน้าที่รับผิดชอบโปรตอนที่เป็นกรดซึ่งเป็นลักษณะของความเป็นกรด:

SW₂∙ nH₂O (ac) + H₂O (l) <=> H₃O⁺(ac) + HSO₃^-(ac) + nH₂O (l)

HSO₃^-(ac) + H₂O (l) <=> SW₃^2-(ac) + H₃O⁺

นอกเหนือจากความสมดุลนี้ยังมีความสามารถในการละลายสำหรับ SO ด้วย₂, ซึ่งโมเลกุลสามารถหลบหนีจากน้ำไปยังสถานะก๊าซ:

SW₂(G) <=> SW₂(Aq)

คุณสมบัติทางกายภาพและทางเคมี

สูตรโมเลกุล

H₂SW₃

น้ำหนักโมเลกุล

82,073 กรัม / โมล.

ลักษณะทางกายภาพ

เป็นของเหลวไม่มีสีมีกลิ่นกำมะถันเผ็ด.

ความหนาแน่น

1.03 g / ml.

ความหนาแน่นของไอ

2.3 (สัมพันธ์กับอากาศที่ยึดถือเป็น 1)

กัดกร่อน

มันเป็นโลหะและผ้าที่กัดกร่อน.

การละลายในน้ำ

ผสมกับน้ำได้.

ความไว

มันไวต่ออากาศ.

ความมั่นคง

เสถียร แต่เข้ากันไม่ได้กับฐานที่แข็งแกร่ง.

ความเป็นกรดคงที่ (Ka)

1.54 x 10^-2

pKa

1.81

พีเอช

1.5 ในระดับ pH.

จุดติดไฟ

ไม่ติดไฟ.

การจำแนก

เมื่อกรดซัลฟูริกที่ร้อนสามารถสลายตัวได้ให้ปล่อยควันพิษของซัลเฟอร์ออกไซด์.

ศัพท์เฉพาะ

ซัลเฟอร์มีวาเลนซ์ดังต่อไปนี้: ± 2, +4 และ +6 จากสูตร H₂SW₃, มันสามารถคำนวณได้ว่าวาเลนซ์หรือเลขออกซิเดชันที่มีอยู่ในสารประกอบ เมื่อต้องการทำเช่นนี้ก็เพียงพอที่จะแก้ปัญหาพีชคณิตผลรวม:

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

เนื่องจากเป็นสารประกอบที่เป็นกลางผลรวมของประจุของอะตอมที่ประกอบขึ้นจะต้องเป็น 0 หากเราแก้ v สำหรับสมการข้างต้นเราจึงมี:

v = (6-2) / 1

ดังนั้น v เท่ากับ +4 นั่นคือกำมะถันมีส่วนร่วมกับความจุที่สองของมันและตามชื่อศัพท์ดั้งเดิมคำต่อท้าย - ทั้งหมดจะต้องเพิ่มชื่อ ด้วยเหตุผลนี้₂SW₃ เป็นที่รู้จักกันในชื่อกรดกำมะถันแบก.

อีกวิธีที่เร็วกว่าในการกำหนดความจุนี้คือการเปรียบเทียบ H₂SW₃ กับ H₂SW₄. ในช่วง H₂SW₄ กำมะถันมีความจุ +6 ดังนั้นถ้า O ถูกลบออกเวเลนซ์จะลดลงถึง +4; และถ้าอีกอันถูกลบออกวาเลนซ์จะลดลงเหลือ +2 (ซึ่งเป็นกรณีของกรด อาการสะอึกกำมะถันแบก, H₂SW₂).

แม้ว่าจะไม่ค่อยเป็นที่รู้จัก₂SW₃ มันยังสามารถเรียกว่ากรด trioxosulfuric (IV) ตามศัพท์สต็อก.

การสังเคราะห์

ในทางเทคนิคมันเกิดขึ้นจากการเผาไหม้กำมะถันในรูปแบบซัลเฟอร์ไดออกไซด์ จากนั้นละลายในน้ำเพื่อสร้างกรดกำมะถัน อย่างไรก็ตามปฏิกิริยาสามารถย้อนกลับได้และกรดจะสลายกลับอย่างรวดเร็วในสารตั้งต้น.

นี่คือคำอธิบายว่าทำไมไม่พบกรดกำมะถันในสารละลายน้ำ (ดังที่ได้กล่าวไว้ในส่วนของโครงสร้างทางเคมี).

การใช้งาน

โดยทั่วไปแล้วการใช้งานและการใช้งานของกรดซัลฟิวริกเนื่องจากไม่สามารถตรวจพบว่ามีอยู่อ้างถึงการใช้งานและการใช้งานของสารละลายซัลเฟอร์ไดออกไซด์และฐานและเกลือของกรด.

ในเนื้อไม้

ในกระบวนการซัลไฟต์เยื่อไม้ผลิตในรูปแบบของเส้นใยเซลลูโลสเกือบบริสุทธิ์ มีการใช้กรดซัลฟูริกหลายเกลือในการสกัดลิกนินจากเศษไม้โดยใช้ภาชนะความดันสูงที่เรียกว่าดิจิเทล.

เกลือที่ใช้ในกระบวนการรับเยื่อของไม้คือซัลไฟต์ (SO₃^2-) หรือ bisulfite (HSO)₃^-) ขึ้นอยู่กับ pH ตัวนับไอออนสามารถเป็น Na⁺, Ca²⁺, K⁺ หรือ NH₄⁺.

น้ำยาฆ่าเชื้อและสารฟอกขาว

-กรดซัลฟูริกใช้เป็นยาฆ่าเชื้อ มันยังใช้เป็นสารฟอกสีอ่อนโดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับวัสดุที่ไวต่อคลอรีน นอกจากนี้ยังใช้เป็นสารฟอกสีฟันและสารเติมแต่งอาหาร.

-มันเป็นส่วนผสมของเครื่องสำอางต่าง ๆ สำหรับการดูแลผิวและถูกนำมาใช้เป็นองค์ประกอบของสารกำจัดศัตรูพืชในการกำจัดหนู กำจัดคราบที่เกิดจากไวน์หรือผลไม้ในเนื้อผ้าที่แตกต่างกัน.

-มันทำหน้าที่เป็นน้ำยาฆ่าเชื้อมีประสิทธิภาพในการป้องกันการติดเชื้อที่ผิวหนัง ในบางช่วงเวลามันถูกใช้ในการรมยาเพื่อฆ่าเชื้อเรือสิ่งของของผู้ป่วยที่เป็นโรคระบาด ฯลฯ.

สารกันบูด

กรดกำมะถันใช้เป็นสารกันบูดสำหรับผักและผลไม้และเพื่อป้องกันการหมักของเครื่องดื่มเช่นไวน์และเบียร์เป็นสารต้านอนุมูลอิสระองค์ประกอบต้านเชื้อแบคทีเรียและเชื้อรา.

การใช้งานอื่น ๆ

-กรดซัลฟูริกใช้ในการสังเคราะห์ยาและผลิตภัณฑ์เคมี ในการผลิตไวน์และเบียร์ การกลั่นผลิตภัณฑ์ปิโตรเลียม และมันถูกใช้เป็นน้ำยาวิเคราะห์.

-bisulfite ทำปฏิกิริยากับ pyrimidine nucleosides และถูกเพิ่มเข้าไปในพันธะคู่ระหว่างตำแหน่ง 5 และ 6 ของ pyrimidine ปรับเปลี่ยนพันธะ การแปลงไบซัลไฟต์ใช้ในการทดสอบโครงสร้างทุติยภูมิหรือสูงกว่าของโพลีนีโอคลีโอไทด์.

การอ้างอิง

1. วิกิพีเดีย (2018) กรดกำมะถัน สืบค้นจาก: en.wikipedia.org
2. ระบบการตั้งชื่อของกรด [PDF] สืบค้นจาก: 2.chemistry.gatech.edu
3. Voegele F. Andreas & col. (2002) เกี่ยวกับความเสถียรของกรดกำมะถัน (H₂SW₃) และ Dimer ของมัน Chem. Eur. J. 2002. 8, No.24.
4. ตัวสั่นและแอตกินส์ (2008) เคมีอนินทรีย์ (ฉบับที่สี่, หน้า 393) Mc Graw Hill.
5. Calvo Flores F. G. (s.f. ) สูตรทางเคมีอนินทรีย์ [PDF] ดึงมาจาก: ugr.es
6. PubChem (2018) กรดกำมะถัน สืบค้นจาก: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
7. Steven S. Zumdahl (15 สิงหาคม 2551) Oxyacid สารานุกรมบริแทนนิกา ดึงมาจาก: britannica.com