- Struktur asid disulfurik
- Hartanah
- Tindak balas penyahhidratan gula
- Tatanama
- Permohonan
- Menyimpan asid sulfurik
- 100% sintesis asid sulfurik
- Sulfonasi
- Rujukan
The Asid disulfurik adalah salah satu daripada oxoacids sulfur, formula kimia H 2 S 2 O 7 . Rumus secara jelas menunjukkan bahawa terdapat dua atom sulfur, dan seperti namanya juga menunjukkan, mesti ada dua molekul H 2 SO 4 dalam satu; namun, terdapat tujuh oksigen dan bukannya lapan, jadi sulfur mesti mempunyai tiga.
Asid ini dianggap sebagai salah satu komponen utama oleum (atau asid sulfurik asap), yang merupakan bentuk asid sulfurik "padat". Ini adalah keutamaannya, bahawa ada yang menganggap oleum sebagai sinonim untuk asid disulfurik; yang juga dikenali dengan nama tradisional asid pirosulfurik.
Oleum. Sumber: W. Oelen, melalui Wikimedia Commons
Gambar menunjukkan bekas dengan oleum, dengan kepekatan sulfur trioksida, SO 3 , pada 20%. Bahan ini dicirikan oleh berminyak dan tidak berwarna; walaupun boleh berubah menjadi kekuningan atau coklat bergantung pada kepekatan SO 3 dan kehadiran beberapa kekotoran.
Perkara di atas berkaitan dengan penyertaan SO 3 dalam H 2 S 2 O 7 ; iaitu molekul H 2 SO 4 bertindak balas dengan salah satu SO 3 untuk membentuk asid disulfurik. Oleh itu, H 2 S 2 O 7 juga boleh ditulis sebagai H 2 SO 4 · SO 3 .
Struktur asid disulfurik
Molekul H2S2O7. Sumber:. Jynto (lebih banyak lagi dari pengguna ini), dari Wikimedia Commons
Di atas adalah struktur H 2 S 2 O 7 dalam model sfera dan palang. Perhatikan sekilas pandang simetri molekul: sebelah kiri jambatan oksigen sama dengan kanan. Dari perspektif itu, struktur dapat dihuraikan dengan formula HO 3 SOSO 3 H.
Di kedua hujungnya masing-masing kumpulan hidroksil, yang hidrogennya, dengan kesan induktif dari semua atom oksigen ini, meningkatkan muatan separa positifnya; dan akibatnya, asid disulfurik mempunyai keasidan yang lebih kuat daripada asid sulfurik.
Molekul boleh ditulis sebagai H 2 SO 4 · SO 3 . Walau bagaimanapun, ini lebih merujuk kepada komposisi oleum daripada struktur molekul.
Walau bagaimanapun, jika molekul air ditambahkan ke H 2 S 2 O 7 , dua molekul H 2 SO 4 akan dilepaskan :
H 2 S 2 O 7 + H 2 O <=> 2H 2 SO 4
Keseimbangan boleh dialihkan ke kiri: ke pembentukan H 2 S 2 O 7 dari H 2 SO 4 jika haba dibekalkan kepadanya. Atas sebab inilah H 2 S 2 O 7 juga dikenali sebagai asid pirosulfurik; kerana ia dapat dihasilkan setelah memanaskan asid sulfurik.
Juga, seperti yang disebutkan di awal, H 2 S 2 O 7 dibentuk oleh kombinasi langsung H 2 SO 4 dan SO 3 :
SO 3 + H 2 SO 4 <=> H 2 S 2 O 7
Hartanah
Sifat asid disulfurik tidak dapat ditentukan dengan baik, kerana sangat sukar untuk mengasingkan murni dari oleum.
Perlu diingat bahawa dalam oleum mungkin ada sebatian lain, dengan formula H 2 SO 4 · xSO 3 , di mana bergantung kepada nilai x, walaupun struktur polimer boleh hadir.
Salah satu cara untuk membayangkannya adalah dengan membayangkan bahawa struktur atas H 2 S 2 O 7 menjadi lebih memanjang oleh lebih banyak unit SO 3 dan jambatan oksigen.
Dalam keadaan hampir tulen, ia terdiri daripada pepejal kristal yang tidak stabil (asap) yang mencair pada suhu 36ºC. Walau bagaimanapun, titik lebur ini boleh berbeza-beza bergantung pada komposisi sebenarnya.
Asid disulfurik dapat membentuk apa yang dikenali sebagai garam disulfat (atau pyrosulfate). Contohnya, jika ia bertindak balas dengan kalium hidroksida, ia membentuk kalium pirosulfat, K 2 S 2 O 7 .
Di samping itu, dapat dikatakan bahawa ia mempunyai berat molekul 178 g / mol, dan dua setara asid (2 ion H + yang dapat dinetralkan dengan basa kuat).
Tindak balas penyahhidratan gula
Dengan sebatian ini dalam bentuk oleum, tindak balas ingin tahu dapat dilakukan: transformasi kiub gula menjadi blok karbon.
H 2 S 2 O 7 bertindak balas dengan gula yang menghilangkan semua kumpulan OH mereka dalam bentuk air, yang menyokong ikatan baru antara atom karbon; kesatuan yang akhirnya menyebabkan karbon hitam.
Tatanama
Asid disulfurik dianggap anhidrida asid sulfurik; dengan kata lain, ia kehilangan molekul air akibat pemeluwapan antara dua molekul asid. Memandangkan sebilangan besar kemungkinan nama untuk sebatian ini, tatanama IUPAC hanya mengesyorkan asid disulfurik.
Istilah 'pir' merujuk secara eksklusif kepada istilah yang terbentuk sebagai produk dari penerapan haba. IUPAC tidak menasihatkan nama ini untuk H 2 S 2 O 7 ; tetapi masih digunakan sehingga kini oleh banyak ahli kimia.
Akhir -ico tetap tidak berubah kerana atom sulfur terus mengekalkan valensi +6. Sebagai contoh, ia boleh dikira menggunakan operasi aritmetik berikut:
2H + 2S + 7O = 0
2 (+1) + 2S + 7 (-2) = 0
S = 6
Permohonan
Menyimpan asid sulfurik
Asid disulfurik, kerana sifat pemejalannya seperti oleum, dapat melarutkan dan menyimpan asid sulfurik dengan lebih selamat. Ini kerana SO 3 terlepas dari mewujudkan "kabut" yang tidak dapat dihembus, yang jauh lebih larut dalam H 2 SO 4 daripada di dalam air. Untuk mendapatkan H 2 SO 4 , cukup untuk menambahkan air ke oleum:
H 2 S 2 O 7 + H 2 O <=> 2H 2 SO 4
100% sintesis asid sulfurik
Dari persamaan sebelumnya, H 2 SO 4 dicairkan dalam air yang ditambah. Contohnya, jika anda mempunyai larutan berair H 2 SO 4 , di mana SO 3 cenderung melarikan diri dan merupakan risiko bagi pekerja, apabila oleum ditambahkan ke dalam larutan, ia bertindak balas dengan air, membentuk lebih banyak asid sulfurik; iaitu meningkatkan tumpuan anda.
Jika beberapa mayat air, lebih SO 3 ditambah , yang bertindak balas dengan h 2 SO 4 untuk menghasilkan lebih banyak asid disulfuric atau oleum, dan kemudian rehydrates ini dengan "pengeringan" H 2 SO 4 . Proses ini diulangi cukup kali untuk mendapatkan asid sulfurik pada kepekatan 100%.
Proses serupa digunakan untuk mendapatkan 100% asid nitrik. Begitu juga, ia telah digunakan untuk mengeringkan bahan kimia lain yang digunakan untuk membuat bahan letupan.
Sulfonasi
Ia digunakan untuk sulfonat struktur, seperti pewarna; iaitu, ia menambah kumpulan -SO 3 H, yang dengan kehilangan proton berasidnya dapat berlabuh pada polimer serat tekstil.
Sebaliknya, keasidan oleum digunakan untuk mencapai nitrasi kedua (tambah -NO 2 kumpulan ) pada cincin aromatik.
Rujukan
- Shiver & Atkins. (2008). Kimia bukan organik. (edisi keempat). Bukit Mc Graw.
- Wikipedia. (2018). Asid disulfurik. Dipulihkan dari: en.wikipedia.org
- PubChem. (2019). Asid pirosulfurik. Dipulihkan dari: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
- Seong Kyu Kim, Han Myoung Lee, & Kwang S. Kim. (2015). Asid disulfurik dipisahkan oleh dua molekul air: pengiraan teori fungsional ab initio dan kepadatan. Phys. Chem. Chem. Phys., 2015, 17, 28556
- Perkhidmatan Kesihatan Contra Costa. (sf). Oleum / sulfur trioksida: lembaran fakta kimia. . Dipulihkan dari: cchealth.org