ASID SULFAT: STRUKTUR, SIFAT, SINTESIS, KEGUNAAN - KIMIA - 2025

The asid sulfamic adalah sebatian organik yang terdiri daripada atom sulfur (S) kovalen dihubungkan oleh ikatan tunggal dan kumpulan hidroksil (-OH) dan kumpulan amino (-NH ₂ ), dan ikatan kembar dua atom oksigen (O). Ia adalah pepejal kristal putih. Formula kimianya adalah NH ₂ SO ₃ H. Ia juga dikenali sebagai asid aminosulfonik, asid amidosulfonik, asid amidosulfurik, dan asid sulfamidik.

Asid sulfat adalah asid kuat. Boleh bertindak balas dengan logam, oksida logam dan karbonat. Garamnya umumnya larut dalam air, menjadikannya penghilang skala yang baik dalam peralatan proses. Ia sering digunakan di kilang gula untuk membersihkan penambahan karbonat dalam peralatan penyejat.

Struktur asid sulfamic. Benjah-bmm27. Sumber: Wikipedia Commons.

Asid sulfat adalah pengurang nitrit (NO ₂ ^- ) dan sifat kimia ini digunakan dalam pelbagai aplikasi, seperti dalam industri pewarna dan dalam analisis nitrit.

Ia digunakan dalam penyamakan kulit dan pemutihan pulpa untuk pembuatan kertas. Sebenarnya, ia adalah bahan pencemar makanan, kerana sering dijumpai di kertas dan kadbod yang digunakan untuk mengemas barang runcit.

Ia juga digunakan dalam elektrodeposisi logam, sebagai standard makmal dan salah satu turunannya adalah racun herba yang sangat berkesan.

Struktur

Asid sulfat mengkristal dalam bentuk kristal dipyramidal orthorhombik. Ia membentuk prisma dan kepingan padat ketika mengkristal dari larutan sejuk, dan juga kepingan berlian ketika mengkristal dari larutan berair panas.

Tatanama

- Asid sulfat

- Asid Aminosulfonik

- Asid Amidosulfonik

- Asid Amidosulfurik

- Asid sulfamidik

Hartanah

Keadaan fizikal

Pepejal kristal putih.

Berat molekul

97.1 g / mol.

Takat lebur

205 ° C, terurai pada 209 ° C.

Ketumpatan

2.15 g / cm ³

Keterlarutan

Larut dalam air:

- 12.8% pada suhu 0 ºC

- 17.57% pada suhu 20 ºC

- 22.77% pada suhu 40 ºC

Sedikit larut dalam metanol, sedikit larut dalam aseton, tidak larut dalam eter.

Larut bebas dalam asas nitrogen dan pelarut organik yang mengandungi nitrogen.

Tidak larut dalam karbon disulfida (CS ₂ ) dan karbon tetraklorida (CCl ₄ ).

pH

0.41 (dalam larutan 1 N, iaitu 1 setara / L).

Pemalar pemisah

0.101 pada 25 ° C.

Sifat kimia

Ia adalah asid kuat. Hampir sama dengan asid hidroklorik (HCl), nitrik (HNO ₃ ) dan sulfurik (H ₂ SO ₄ ).

Larutan berair asid sulfamic sangat terionisasi. PHnya lebih rendah daripada larutan asid formik, fosforik dan oksalat.

Di dalam air, asid sulfamat hanya kehilangan proton yang terikat dengan oksigen. Hidrogen yang melekat pada nitrogen berpegangan rapat.

Dalam larutan berair dihidrolisis perlahan-lahan untuk memberikan asid ammonium sulfat (NH ₄ HSO ₄ ). Ia stabil dalam keadaan kering.

Asid sulfat menyerang logam, oksida logam, dan karbonat untuk menghasilkan sulfamat. Contohnya, dengan logam kalium (K) ia membentuk kalium sulfat (KOSO ₂ NH ₂ ) dan hidrogen (H ₂ ).

Semua garam asid sulfamic larut dalam air. Garam kalsium, plumbum dan barium sangat larut dalam air, tidak seperti garam asid sulfurik yang sesuai.

Asid nitrat (HNO ₂ ) bertindak balas secara kuantitatif dengan kumpulan amino asid sulfamic, membebaskan nitrogen (N ₂ ). Ion sulfamat dipercayai berfungsi dalam tindak balas ini sebagai amida, bukan amina.

Asid sulfat dioksidakan oleh klorin, bromin, atau kalium klorat untuk mengubahnya menjadi asid sulfurik. Tindak balas ini tidak berlaku dengan oksidan lain seperti asid kromik atau kalium permanganat.

Ia tidak serasi (bertindak balas) dengan alkali kuat, klorin, asid hipoklorosa, hipoklorit, sianida dan sulfida.

Harta lain

Ia tidak bersifat hygroscopic (ini bermaksud bahawa ia tidak menyerap kelembapan dari udara).

Apabila dipanaskan hingga penguraian, ia mengeluarkan asap sulfur oksida dan hidrogen klorida (HCl) yang sangat toksik.

Salah satu turunannya, ammonium sulfamate, adalah tahan api.

Cukup toksik.

Sintesis

Asid Sulfamic diperolehi dengan bertindak balas urea CO (NH ₂ ) ₂ dengan fuming asid sulfurik, iaitu, pekat asid sulfurik (H ₂ SO ₄ ) yang mengandungi sulfur trioksida (SO ₃ ).

Ia juga dapat disintesis dengan bertindak balas asid klorosulfonik (HClO ₃ Cl) dan ammonia (NH ₃ ).

Permohonan

Dalam industri pewarna

Asid sulfat digunakan untuk menghilangkan nitrit berlebihan dengan cepat dan berkesan dalam reaksi diazotisasi dalam sintesis pewarna. Ini jauh lebih praktikal daripada urea untuk tujuan ini.

Dalam pemprosesan kulit

Semasa penyamakan kulit, penggunaan asid sulfamic dan bukannya asid sulfurik memberikan tekstur yang lebih halus dan halus.

Selain itu, kerana kalsium sulfamat larut dalam air, tidak seperti kalsium sulfat, asam sulfat dapat digunakan dalam proses pembatasan tanpa meninggalkan noda yang kadang-kadang terjadi pada kulit ketika asid sulfurik digunakan.

Kasut kulit. Sumber: Pixabay.

Dalam membersihkan peralatan proses

Asid sulfat digunakan sebagai pembersih kerak dalam cerek, reaktor, paip, sistem penyejukan, dan penukar haba.

Dalam peralatan ini skala dibentuk oleh peredaran air atau sebatian proses di loji janakuasa, kilang kimia, kilang baja, kilang kertas, stesen pemampatan dan industri lain.

Skala atau timbunan pepejal boleh menjadi organik (alga, kelodak, kulat) atau bukan organik (besi oksida, sulfida besi, kalsium atau magnesium karbonat, sulfat, fosfat, atau silikat).

Asid sulfat sangat berkesan apabila digunakan untuk menghilangkan skala kalsium karbonat. Ia boleh digunakan pada peralatan tembaga, tembaga, keluli tahan karat, besi tuang dan keluli tergalvani.

Ia digunakan dalam bentuk larutan 5-10% berat. Ia digunakan terutama di kilang gula untuk membersihkan penyejat yang terbuat dari besi tuang dengan penukar haba tembaga.

Peralatan penyejat di kilang gula. Pengarang: Antriksh Kumar. Sumber: Pixabay

Ia mesti digunakan pada suhu tidak lebih tinggi daripada 50-60 ºC. Suhu 70 ºC membawa kepada pembentukan sulfat yang tidak larut seperti CaSO ₄ .

Apabila digunakan dalam kombinasi dengan natrium klorida, kesan sinergi berlaku dan larutan tersebut membolehkan ferik oksida larut secara perlahan. Dalam kes ini, ia tidak boleh digunakan dengan keluli tahan karat kerana asid hidroklorik dilepaskan, yang boleh menyebabkan kakisan pada bahan ini.

Dalam penapisan logam

Penyaduran logam seperti tembaga, perak, kobalt, nikel, zink, kadmium, besi, dan plumbum dapat dilakukan dengan jayanya dalam larutan asid sulfamic. Ini dapat ditangani dengan lebih mudah daripada asid hidrofluorosilikat (H ₂ SiF ₆ ).

Sebagai reagen standard di makmal

Memandangkan ciri-ciri tertentu dari asam sulfat seperti: kekuatannya sebagai asid, kemudahannya untuk disucikan dengan penghabluran semula dalam air, kestabilannya dan non-hygroscopicity, ia telah digunakan sebagai standard utama di tingkat makmal. Ini bermaksud bahawa ia digunakan untuk penentuan alkali kuantitatif.

Makmal. Gambaran UmumDomain. Sumber: Pixabay

Dalam analisis nitrit

Oleh kerana reaksi mudah dengan nitrit, asid sulfamic digunakan untuk menentukannya dalam larutan.

Dalam analisis oksigen terlarut di dalam air

Oleh kerana asid sulfamic bertindak balas dengan nitrit di dalam air, nitrogen dilepaskan, penentuan oksigen terlarut di dalam air dapat dilakukan dengan menghilangkan gangguan yang disebabkan oleh nitrit.

Dalam penyediaan nitrat oksida

Asid sulfat bertindak balas dengan asid nitrik yang menghasilkan nitrat oksida (N ₂ O). Tindak balas ini lebih selamat daripada amonium nitrat untuk mendapatkan gas ini.

Dalam bidang pertanian

Turunan asid sulfamatik, ammonium sulfamate, adalah racun herba tidak toksik yang berkesan untuk haiwan.

Ia digunakan dengan embun pada daun spesies untuk dikeluarkan pada akhir musim panas atau awal musim luruh, lebih baik pada cuaca lembap. Oleh kerana sebatian itu bergerak dari daun ke akar, tumbuhan itu mati.

Aplikasi penyemburan racun herba. Pengarang: Zefe Wu. Sumber: Pixabay

Kelebihan lain dari sebatian ini ialah ia tidak mensterilkan tanah secara kekal. Sesungguhnya, sebahagian daripada nitrogen dari ammonium sulfamate akan terdapat di dalam tanah untuk pertumbuhan tanaman pada musim berikutnya.

Dalam kain tahan api

Keserasiannya dengan selulosa dan ciri tahan api menjadikan amonium sulfat sebagai agen untuk mendapatkan kain dan kertas tahan api.

10% berat kain digunakan, yang penampilan dan rasa sentuhannya tetap tidak berubah. Kain ketika digunakan harus dibersihkan kering, tidak pernah dicuci dengan air agar tidak larut sulfamat.

Ia sangat berguna pada tirai teater atau tempat yang serupa.

Teater. Pengarang: MustangJoe Sumber: Pixabay

Dalam pelbagai aplikasi

Ia digunakan sebagai pemangkin dalam beberapa reaksi kimia, seperti dalam penyediaan resin urea-formaldehid. Ia juga berguna sebagai penstabil bakterisida dan klorin di kolam renang dan sebagai pemutih pulpa kayu di kilang pulpa dan kertas.

Rujukan

1. Perpustakaan Perubatan Nasional AS. (2019). Asid sulfat. Dipulihkan dari pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
2. Williams, DLH (2004) Nitrosasi di pusat nitrogen. Dalam Reaksi Nitrosasi dan Kimia Nitrik Oksida. Bab 2. Dipulihkan dari sciencedirect.com
3. Clapp, Leallyn B. (1943). Asid sulfat dan kegunaannya. Chem. Educ. 1943, 20, 4, 189. Dipulihkan dari pubs.acs.org
4. McDonald, James. (2003). Asid sulfat. Dipulihkan dari veoliawatertech.com
5. Sastri, VS (2010). Pengurusan dan Pengawalan Hakisan. Dalam kakisan Shreir. Dipulihkan dari sciencedirect.com
6. Pratima Bajpai. (2018). Topik Pelbagai. Dalam Buku Panduan Pulp dan Kertas Biermann. Edisi ketiga. Dipulihkan dari sciencedirect.com