מבנה חומצה גופרתית, תכונות, נומנקלטורה ושימושים



ה חומצה פולית הוא אחד מחומצות החמצן רבות של גופרית, אשר הנוסחה הכימית שלה הוא H2S2הו7. הנוסחה מציינת במפורש כי ישנם שני אטומי גופרית, וכפי ששמם מציין גם, חייבים להיות שני מולקולות H.2לכן4 באחד; עם זאת, ישנם שבעה oxygens במקום שמונה, ולכן אחד גופרית חייב להיות שלושה.

חומצה זו היא אחד המרכיבים העיקריים של אולאום (או אולאום), אשר הופך צורה "צפופה" של חומצה גופרתית. כזה הוא הדומיננטיות שלו, כי חלק רואים oleum כמילה נרדפת של חומצה disulphuric; אשר ידוע גם בשם המסורתי של חומצה pirosulfuric.

התמונה מראה מיכל עם oleum, עם ריכוז של trioxide גופרית, SO3, ל -20%. חומר זה מאופיין להיות שמנוני וחסר צבע; למרות שהוא עשוי להפוך צהבהב או חום בהתאם לריכוז של SO3 ואת נוכחותם של כמה זיהומים.

האמור לעיל מתייחס להשתתפות של ה- SO3 ב H2S2הו7; כלומר, מולקולה H2לכן4 מגיב עם אחד SO3 כדי ליצור את חומצה disulphuric. להיות אז ככה, ה2S2הו7 זה גם יכול להיות כתוב כמו ח2לכן4· SO3.

אינדקס

  • מבנה חומצה פולית
  • 2 מאפיינים
    • 2.1 תגובה של התייבשות סוכרים
  • 3 המינוח
  • 4 שימושים
    • 4.1 חנויות חומצה גופרתית
    • 4.2 סינתזה של חומצה גופרתית 100%
    • 4.3 סולפונציה
  • 5 הפניות

מבנה חומצה פולית

מעל לך יש מבנה H2S2הו7 במודל של כדורים וברים. שימו לב במבט ראשון לסימטריה של המולקולה: הצד השמאלי של גשר החמצן זהה לימין. מנקודת מבט זו, המבנה יכול להיות מתואר עם הנוסחה HO3סוסו3ח.

בשני קצות הם כל קבוצת הידרוקסיל אשר מימן אפקט אינדוקטיבי של אטומי חמצן אלה מגדילה מטען חיובי חלקי שלה; וכתוצאה מכך, חומצה disulphuric יש חומציות אפילו חזקה יותר מזו של חומצה גופרתית.

את המולקולה ניתן לכתוב כמו H2לכן4· SO3. עם זאת, זה מרמז יותר על הרכב של oleum מאשר מבנה של מולקולה.

עם זאת, אם מולקולה מים נוסף H2S2הו7, שתי מולקולות H ישוחררו2לכן4You

ח2S2הו7 + ח2הו <=> 2H2לכן4

האיזון יכול לנוע שמאלה: להיווצרות של H2S2הו7 מ H2לכן4 אם החום מסופק. מסיבה זו, H2S2הו7 זה ידוע גם בשם חומצה pyrosulfuric; שכן הוא יכול להיווצר לאחר חימום של חומצה גופרתית.

כמו כן, כאמור בהתחלה, H2S2הו7 נוצר על ידי שילוב ישיר של H2לכן4 וכן הלאה3You

לכן3 + ח2לכן4 <=> ח2S2הו7

מאפיינים

המאפיינים של חומצה דיסולפורית אינם מוגדרים היטב, כי זה מאוד קשה לבודד את עצמו אך ורק מתוך oleum.

יש לזכור כי ב oleum עשויים להיות תרכובות אחרות, עם נוסחאות H2לכן4· XSO3, שבו בהתאם לערך של x יכול להיות אפילו מבנים פולימריים.

אחת הדרכים לדמיין את זה היא לדמיין כי המבנה העליון של H2S2הו7 הופך להיות מוארך יותר על ידי יחידות SO יותר3 וגשרים חמצן.

במצב כמעט טהור הוא מורכב מוצק גבישי יציב (מעשן), אשר נמס על 36 מעלות צלזיוס. עם זאת, נקודת ההיתוך הזה יכול להשתנות בהתאם להרכב נכון.

חומצה disulphuric יכול ליצור מה שמכונה מלחי דיסולפט (או pyrosulfates). לדוגמה, אם הוא מגיב עם אשלגן הידרוקסיד, זה יוצר אשלגן pyrosulfate, K2S2הו7.

בנוסף, ניתן לומר כי יש משקל מולקולרי של 178 גרם / mol, ושני שווה חומצה (2 Hions)+ כי ניתן לנטרל עם בסיס חזק).

התייבשות התגובה של סוכרים

עם המתחם הזה בצורה של oleum יכול להתבצע תגובה מוזרה: שינוי של קוביות סוכר לתוך גושי פחמן.

ח2S2הו7 הוא מגיב עם סוכרים לחסל את כל קבוצות OH שלה בצורה של מים, אשר מעדיף קשרים חדשים בין אטומי פחמן; האיגודים שבסופו של דבר מקורם בפחם שחור.

המינוח

חומצה disulphuric נחשב כמו anhydride של חומצה גופרתית; כלומר, הוא מאבד מולקולה של מוצר מים של עיבוי בין שתי מולקולות של חומצה. עם כל כך הרבה שמות אפשריים עבור המתחם הזה, המינוח IUPAC פשוט ממליץ על חומצה דיסולפורית.

המונח 'פירו' מתייחס אך ורק לתוצר של יישום החום. ה- IUPAC אינו מייעץ לשם זה עבור H2S2הו7; אבל זה עדיין בשימוש כיום על ידי כימאים רבים.

הסוף-אייקו נשאר ללא שינוי מאז אטום גופרית ממשיכה לשמור על valence של +6. לדוגמה, ניתן לחשב אותה באמצעות הפעולה האריתמטית הבאה:

2H + 2S + 7O = 0

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

S = 6

שימושים

חנויות חומצה גופרתית

חומצת disulfuric, נתון רכושה של גיבוש כמו אולאום, הוא מסוגל המסה ומאוחסנת בצורה בטוחה יותר חומצה גופרתית. הסיבה לכך היא SO3 בורח יוצר "ערפל" בלתי נסבל, שהוא הרבה יותר מסיס ב H2לכן4 מאשר במים. כדי לקבל את H2לכן4, זה יהיה מספיק כדי להוסיף מים כדי oleum:

ח2S2הו7 + ח2הו <=> 2H2לכן4

סינתזה של חומצה גופרתית 100%

מן המשוואה הקודמת, H2לכן4 הוא מדולל במים הנוספים. לדוגמה, אם יש לך פתרון מימית של H2לכן4, שבו SO3 זה נוטה לברוח לסכן את העובדים, על ידי הוספת אולאום לפתרון זה מגיב עם מים ליצירת חומצה גופרתית יותר; כלומר, להגדיל את הריכוז שלך.

אם יש מים נשארים, יותר SO הוא הוסיף3, אשר מגיב עם H2לכן4 כדי לייצר יותר חומצה disolephuric או oleum, ולאחר מכן זה hydrates שוב על ידי "ייבוש" H2לכן4. התהליך חוזר על עצמו מספיק פעמים כדי להשיג חומצה גופרתית בריכוז של 100%.

תהליך דומה משמש כדי להשיג 100% חומצה חנקתית. כמו כן, הוא שימש כדי לייבש חומרים כימיים אחרים, המשמש לייצור חומרי נפץ.

Sulfonation

הוא משמש כדי sulfonate מבנים, כגון צבעים; כלומר, להוסיף קבוצות3H, אשר בעת אובדן פרוטון החומצה שלה יכול להיות מעוגן פולימר סיבי טקסטיל.

מצד שני, חומציות של oleum משמש כדי להשיג את החנקה השנייה (להוסיף קבוצות -NO2) לטבעות ארומטיות.

הפניות

  1. צמרמורת & אטקינס. (2008). כימיה אנאורגנית (מהדורה רביעית). מק גרב היל.
  2. ויקיפדיה. (2018). חומצה גופרתית. מקור: en.wikipedia.org
  3. PubChem. (2019). חומצה Pyrosulfuric. מקור: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
  4. סיאנג קיו קים, האן מיונג לי, & קוואנג סים קים. (2015). חומצה דיסולטורית מנותקת על ידי שתי מולקולות מים: ab initio וצפיפות תיאוריה תפקודית חישובים. כימיה, כימיה, כימיה,
  5. נגד קוסטה שירותי בריאות. (s.f.). Oleum / גופרית trioxide: גיליון עובדה כימית. [PDF] מקור: cchealth.org