SUMPORNA KISELINA: STRUKTURA, SVOJSTVA, NOMENKLATURA, NAMJENE - KEMIJA - 2025

Sumporasta kiselina je oxyacid formira otapanjem sumporov dioksid, SO ₂, voda. To je slaba i nestabilna anorganska kiselina, koja nije detektirana u otopini, dok reakcija njegovog formiranja reverzibilan i kiselina brzo razgrađuje u reagensima koji se proizvode (SO ₂ i H ₂ O).

Molekula sumporne kiseline do sada je otkrivena samo u plinskoj fazi. Konjugirane baze ove kiseline su uobičajeni anioni u obliku sulfita i bisulfita.

Izvor: Benjah-bmm27 iz Zajednički poslužitelj Raman spektar SO ₂ otopina pokazuje samo signali zbog SO ₂ molekula i iona, bisulfitnog HzO ₃ ^-, u skladu sa sljedećim ravnoteže:

SO ₂ + H ₂ O <=> HSO ₃ ^- + H ⁺

To ukazuje da korištenjem Ramanovog spektra nije moguće otkriti prisutnost sumporne kiseline u otopini sumpornog dioksida u vodi.

Izložen atmosferi brzo se pretvara u sumpornu kiselinu. Sumporna kiselina reducira se u vodikov sulfid djelovanjem razrijeđene sumporne kiseline i cinka.

Pokušaj koncentrirati otopinu, tako ₂ isparavanjem vode, čime se dobije sumporasta kiselina bez vode, ne rezultate, budući da se brzo razgrađuje kiselina (povlačenje reakcije nastajanja), tako da se ne mogu kiselina biti izoliran.

Prirodna formacija

Sumporna kiselina nastaje u prirodi kombinacijom sumpornog dioksida, proizvoda djelovanja velikih tvornica, s atmosferskom vodom. Iz tog razloga smatra se intermedijarnim proizvodom kiselih kiša koji nanose veliku štetu poljoprivredi i okolišu.

Njegov kiseli oblik nije korisna u prirodi, ali obično se priprema u natrijevim i kalijevim solima, sulfitom i bisulfitom.

Sulfit nastaje endogeno u tijelu kao rezultat metabolizma aminokiselina koje sadrže sumpor. Isto tako, sulfit nastaje kao produkt fermentacije hrane i pića. Sulfit je alergen, neurotoksičan i metabolički. Metabolizira ga enzim sulfit oksidaza koji ga pretvara u sulfat, bezopasan spoj.

Struktura

Izolirana molekula

Na slici možete vidjeti strukturu izolirane molekule sumporne kiseline u plinovitom stanju. Žuta sfera u sredini odgovara atomu sumpora, crvena atomima kisika, a bijela atomima vodika. Njegova molekularna geometrija oko S atoma je trigonalna piramida, a O-atomi crtaju bazu.

Zatim, u plinovitom stanju, H ₂ SO ₃ molekule mogu smatrati sitne trostranih piramida lebde u zraku, pod pretpostavkom da je stabilan dovoljno za određeno vrijeme, bez reagiranja.

Iz strukture je razvidno odakle dolaze dva kisela vodika: iz hidroksilnih skupina vezanih uz sumpor, HO-SO-OH. Stoga, za taj spoj, to nije ispravno pretpostaviti da jedan od kiselih protona, H ⁺, oslobađa od atoma sumpora, H-SO ₂ (OH).

Dvije OH skupine omogućuju sumporaste kiseline za interakciju putem vodikovih veza, te nadalje, kisik S = O veza je akceptor vodika, koja čini H ₂ SO ₃ i dobra davaoca i primaoca spomenutih mostova.

Prema gore, H ₂ SO ₃ bi trebao biti u stanju da se kondenzira u tekućinu, kao što je sumporna kiselina se, H ₂ SO ₄. Ipak, to se ne događa.

Molekule okružene vodom

Do sada, nije bilo moguće dobiti bezvodni sumporaste kiseline, to jest, H ₂ SO ₃ (1); a H ₂ SO ₄ (aq), s druge strane, nakon dehidracije se pretvara u bezvodni oblik, H ₂ SO ₄ (1), koja je gusta i viskozna tekućina.

Ako je H ₂ SO ₃ molekule se pretpostavlja da ostaju nepromijenjeni, onda će se moći otopiti u velikoj mjeri u vodi. Interakcije koje bi upravljale navedenim vodenim otopinama opet bi bile vodikove veze; Međutim, došlo bi i do elektrostatičkih interakcija kao rezultat hidrolize ravnoteže:

H ₂ SO ₃ (aq) + H ₂ O (l) tna <=> ₃ ^- (aq) + H ₃ O ⁺ (aq)

Tna ₃ ^- (aq) + H ₂ O (l) <=> SO ₃ ^2- (aq) + H ₃ O ⁺

Sulfitni ion SO ₃ ^2- bio bi ista molekula kao i gore, ali bez bijelih sfera; i hidrogen sulfita (ili bisulfit) ion, tna ₃ ^-, zadržava bijela kugla. Beskonačnost soli može nastati iz oba aniona, neki nestabilniji od drugih.

U stvarnosti, potvrđeno je da je izvanredno mali dio rješenja se sastoji od H ₂ pa ₃; to jest, objasnjena molekula nije ona koja izravno komunicira s molekulama vode. Razlog za to je zbog činjenice da su izvršene podrijetlom razgradnje SO ₂ i H ₂ O, koji je termodinamički preferiraju.

SW

Prava struktura sumporne kiseline sastoji se od molekule sumpornog dioksida okruženog kuglom vode koju čine n molekule.

Dakle, SO ₂, čija je struktura uglastog tipa (bumerang), zajedno s njegovom vodenom sferom, odgovoran je za kisele protone koji karakteriziraju kiselost:

SO ₂ ∙ nH ₂ O (aq) + H ₂ O (l) <=> H ₃ O ⁺ (aq) + HSO ₃ ^- (aq) + nH ₂ O (l)

Tna ₃ ^- (aq) + H ₂ O (l) <=> SO ₃ ^2- (aq) + H ₃ O ⁺

Pored ove ravnoteže, postoji i ravnoteža topljivosti za SO ₂, čija molekula može pobjeći iz vode u plinsku fazu:

SO ₂ (g) <=> SO ₂ (ac)

Fizička i kemijska svojstva

Molekularna formula

H ₂ SO ₃

Molekularna težina

82.073 g / mol.

Fizički izgled

To je bezbojna tekućina, s oštrim sumpornim mirisom.

Gustoća

1,03 g / ml.

Gustoća pare

2.3 (u odnosu na zrak uzet kao 1)

Nagrizajuće

Korozivno je na metale i tkanine.

Topnost u vodi

Može se miješati s vodom.

Osjetljivost

Osjetljiv je na zrak.

Stabilnost

Stabilan, ali nespojiv s jakim podlogama.

Konstanta kiselosti (Ka)

1,54 x 10 ^-2

pKa

1.81

pH

1,5 na pH skali.

točka paljenja

Nije zapaljivo.

Raspad

Nakon zagrijavanja sumporne kiseline može se razgraditi, ispuštajući otrovni sumporni oksid.

Nomenklatura

Sumpor ima sljedeće valencije: ± 2, +4 i +6. Iz formule H ₂ SO ₃, može se izračunati što valencija ili oksidacija broj sumpor je u spoju. Da biste to učinili, samo riješite algebrični zbroj:

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

Kako je to neutralni spoj, zbroj naboja atoma koji ga čine mora biti 0. Rješavajući za v za prethodnu jednadžbu, imamo:

v = (6-2) / 1

Dakle, v je jednak +4. Odnosno, sumpor sudjeluje sa svojom drugom valentnošću, a prema tradicionalnoj nomenklaturi, nazivu treba dodati i sufiks. Iz tog razloga, H ₂ SO ₃ je poznat kao sumporna kiselina .

Još brže način da se utvrdi je to valencijom usporedbom H ₂ SO ₃ s H ₂ SO ₄. U H ₂ SO ₄, sumpor ima valenciju +6, pa ako je O ukloni, valencija pada na +4; i ako je drugi je uklonjena, niži valencija +2 (što bi bio slučaj kod kiselog hipo sumpora medvjeda, H ₂ SO ₂).

Iako manje poznata, H ₂ SO ₃ se također može nazvati trioxosulfuric kiseline (IV), u skladu s nomenklaturom zaliha.

Sinteza

Tehnički se formira izgaranjem sumpora, čime se stvara sumporni dioksid. Tada se rastvara u vodi i tvori sumpornu kiselinu. Međutim, reakcija je reverzibilna i kiselina se brzo razgrađuje natrag u reaktante.

Ovo je objašnjenje zašto se sumporna kiselina ne nalazi u vodenoj otopini (kao što je već spomenuto u odjeljku o njezinoj kemijskoj strukturi).

Prijave

Izvor: Pxhere

Općenito, uporabe i primjene sumporne kiseline, budući da se njezina prisutnost ne može otkriti, odnose se na uporabu i primjenu otopina sumpornog dioksida, na baze i soli kiseline.

U šumi

U procesu sulfita, drvena pulpa se proizvodi u obliku gotovo čistih celuloznih vlakana. Različite soli sumporne kiseline koriste se za vađenje lignina iz drvenih sječiva, koristeći posude visokog pritiska zvane digistori.

Soli se koriste u postupku dobivanja celuloze su sulfita (SO ₃ ^2-) ili bisulfita (tna ₃ ^-), ovisno o pH. Ion može biti Na ⁺, Ca ²⁺, K ⁺ ili NH ₄ ⁺.

Sredstvo za dezinfekciju i izbjeljivanje

-Suburozna kiselina se koristi kao dezinficijens. Također se koristi kao blago sredstvo za izbjeljivanje, posebno za tvari osjetljive na klor. Osim toga, koristi se kao sredstvo za izbjeljivanje zuba i dodatak hrani.

-To je sastojak u raznim kozmetikama za njegu kože i korišten je kao pesticidni element u uklanjanju štakora. Eliminira mrlje uzrokovane vinom ili voćem na različitim tkaninama.

-On služi kao antiseptik, efikasan je za izbjegavanje infekcija kože. Ponekad se koristio u fumigacijama za dezinfekciju brodova, stvari bolesnih žrtava epidemija itd.

Sredstvo za zaštitu

Sumporna kiselina koristi se kao konzervans za voće i povrće i sprječava fermentaciju pića poput vina i piva, jer su antioksidans, antibakterijski i fungicidni element.

Ostale uporabe

-Sumporna kiselina se koristi u sintezi lijekova i kemikalija; u proizvodnji vina i piva; rafiniranje naftnih derivata; i koristi se kao analitički reagens.

-Bisulfit reagira s nukleozidima pirimidina i dodaje dvostruku vezu između položaja 5 i 6 pirimidina, mijenjajući vezu. Transformacija bisulfita koristi se za ispitivanje sekundarnih ili viših struktura polinukleotida.

Reference

1. Wikipedia. (2018.). Sumporna kiselina. Oporavilo sa: en.wikipedia.org
2. Nomenklatura kiselina., Oporavak od: 2.chemistry.gatech.edu
3. Voegele F. Andreas & col. (2002). O stabilnosti sumporne kiseline (H ₂ SO ₃) i njenom dimeru. Chem. Eur. J. 2002. 8, No.24.
4. Shiver & Atkins. (2008). Neorganska kemija. (Četvrto izdanje., Str. 393). Mc Graw Hill.
5. Calvo Flores FG (drugi). Formulacija neorganske kemije., Oporavak od: ugr.es
6. Pubchem. (2018.). Sumporna kiselina. Oporavak od: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
7. Steven S. Zumdahl. (15. kolovoza 2008.). Oxyacid. Encyclopædia Britannica. Oporavilo od: britannica.com