- Struttura dell'acido disolforico
- Proprietà
- Reazione di disidratazione dello zucchero
- Nomenclatura
- applicazioni
- Memorizza acido solforico
- Sintesi di acido solforico al 100%
- solfonazione
- Riferimenti
L' acido disolforico è uno dei tanti ossoacidi dello zolfo, con la formula chimica H 2 S 2 O 7 . La formula indica esplicitamente che ci sono due atomi di zolfo e, come indica anche il nome, devono esserci due molecole di H 2 SO 4 in una; tuttavia, ci sono sette ossigeni invece di otto, quindi uno zolfo deve averne tre.
Questo acido è considerato uno dei componenti principali dell'oleum (o acido solforico fumante), che è una forma "densa" di acido solforico. Tale è la sua predominanza, che alcuni considerano oleum come sinonimo di acido disolforico; che è anche conosciuto con il nome tradizionale di acido pirosolforico.
Oleum. Fonte: W. Oelen, tramite Wikimedia Commons
L'immagine mostra un contenitore con oleum, con una concentrazione di anidride solforosa, SO 3 , al 20%. Questa sostanza è caratterizzata dall'essere oleosa e incolore; sebbene possa virare al giallastro o al marrone a seconda della concentrazione di SO 3 e della presenza di alcune impurità.
Quanto precede riguarda la partecipazione di SO 3 in H 2 S 2 O 7 ; cioè, una molecola di H 2 SO 4 reagisce con una di SO 3 per formare acido disolforico. Stando così le cose, H 2 S 2 O 7 può anche essere scritto come H 2 SO 4 · SO 3 .
Struttura dell'acido disolforico
Molecola H2S2O7. Fonte: . Jynto (altro da questo utente), da Wikimedia Commons
Sopra è la struttura di H 2 S 2 O 7 in un modello di sfere e barre. Notare a prima vista la simmetria della molecola: il lato sinistro del ponte dell'ossigeno è identico al destro. Da quella prospettiva, la struttura può essere descritta con la formula HO 3 SOSO 3 H.
Ad entrambe le estremità si trova ciascun gruppo idrossile, il cui idrogeno, per effetto induttivo di tutti questi atomi di ossigeno, aumenta la sua carica parziale positiva; e di conseguenza, l'acido disolforico ha un'acidità ancora più forte dell'acido solforico.
La molecola può essere scritta come H 2 SO 4 · SO 3 . Tuttavia, questo si riferisce più a una composizione di oleum che alla struttura di una molecola.
Tuttavia, se una molecola di acqua viene aggiunta a H 2 S 2 O 7 , verranno rilasciate due molecole di H 2 SO 4 :
H 2 S 2 O 7 + H 2 O <=> 2H 2 SO 4
L'equilibrio può essere spostato a sinistra: alla formazione di H 2 S 2 O 7 da H 2 SO 4 se gli viene fornito calore. È per questo motivo che H 2 S 2 O 7 è anche noto come acido pirosolforico; poiché può essere generato dopo aver riscaldato l'acido solforico.
Inoltre, come accennato all'inizio, H 2 S 2 O 7 è formato dalla combinazione diretta di H 2 SO 4 e SO 3 :
SO 3 + H 2 SO 4 <=> H 2 S 2 O 7
Proprietà
Le proprietà dell'acido disolforico non sono molto ben definite, perché è estremamente difficile isolarlo puramente dall'oleum.
Va ricordato che in oleum possono esserci altri composti, con formule H 2 SO 4 · xSO 3 , dove a seconda del valore di x si possono avere anche strutture polimeriche.
Un modo per visualizzarlo è immaginare che la struttura superiore di H 2 S 2 O 7 diventi più allungata da più unità SO 3 e ponti di ossigeno.
Allo stato quasi puro è costituito da un solido cristallino instabile (fumante) che fonde a 36 ° C. Tuttavia, questo punto di fusione può variare a seconda della vera composizione.
L'acido disolforico può formare i cosiddetti sali disolfato (o pirosolfato). Ad esempio, se reagisce con l'idrossido di potassio, forma pirosolfato di potassio, K 2 S 2 O 7 .
Inoltre, si può dire che ha un peso molecolare di 178 g / mol e due equivalenti acidi (2 ioni H + che possono essere neutralizzati con una base forte).
Reazione di disidratazione dello zucchero
Con questo composto sotto forma di oleum si può realizzare una curiosa reazione: la trasformazione dei cubetti di zucchero in blocchi di carbonio.
H 2 S 2 O 7 reagisce con gli zuccheri, eliminando tutti i loro gruppi OH sotto forma di acqua, il che favorisce nuovi legami tra gli atomi di carbonio; sindacati che finiscono per causare black carbon.
Nomenclatura
L'acido disolforico è considerato l'anidride dell'acido solforico; in altre parole, perde una molecola d'acqua a causa della condensazione tra due molecole di acido. Dati così tanti nomi possibili per questo composto, la nomenclatura IUPAC raccomanda semplicemente l'acido disolforico.
Il termine "pirofila" si riferisce esclusivamente a quello formato come prodotto dell'applicazione del calore. La IUPAC non consiglia questo nome per H 2 S 2 O 7 ; ma è ancora usato oggi da molti chimici.
La desinenza -ico rimane invariata poiché l'atomo di zolfo continua a mantenere una valenza di +6. Ad esempio, può essere calcolato utilizzando la seguente operazione aritmetica:
2H + 2S + 7O = 0
2 (+1) + 2S + 7 (-2) = 0
S = 6
applicazioni
Memorizza acido solforico
L'acido disolforico, data la sua proprietà di solidificare come l'oleum, è in grado di sciogliere e immagazzinare l'acido solforico in modo più sicuro. Questo perché SO 3 sfugge creando una "nebbia" irrespirabile, che è molto più solubile in H 2 SO 4 che in acqua. Per ottenere H 2 SO 4 , basterebbe aggiungere acqua ad oleum:
H 2 S 2 O 7 + H 2 O <=> 2H 2 SO 4
Sintesi di acido solforico al 100%
Dall'equazione precedente, l'H 2 SO 4 viene diluito nell'acqua aggiunta. Ad esempio, se si dispone di una soluzione acquosa di H 2 SO 4 , dove SO 3 tende a fuoriuscire e rappresenta un rischio per i lavoratori, quando si aggiunge oleum alla soluzione reagisce con l'acqua formando più acido solforico; cioè, aumentando la tua concentrazione.
Se rimane un po 'd'acqua, viene aggiunta più SO 3 , che reagisce con l'H 2 SO 4 per produrre più acido disolforico o oleum, e quindi questo si reidrata "essiccando" l'H 2 SO 4 . Il processo viene ripetuto abbastanza volte per ottenere acido solforico ad una concentrazione del 100%.
Un processo simile viene utilizzato per ottenere il 100% di acido nitrico. Allo stesso modo, è stato utilizzato per disidratare altre sostanze chimiche utilizzate per produrre esplosivi.
solfonazione
Viene utilizzato per solfonare strutture, come quelle dei coloranti; cioè aggiunge gruppi -SO 3 H, che perdendo il loro protone acido possono ancorarsi al polimero della fibra tessile.
D'altra parte, l'acidità dell'oleum viene utilizzata per ottenere la seconda nitrazione (aggiungere gruppi -NO 2 ) agli anelli aromatici.
Riferimenti
- Shiver & Atkins. (2008). Chimica inorganica. (quarta edizione). Mc Graw Hill.
- Wikipedia. (2018). Acido disolforico. Estratto da: en.wikipedia.org
- PubChem. (2019). Acido pirosolforico. Estratto da: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
- Seong Kyu Kim, Han Myoung Lee e Kwang S. Kim. (2015). Acido disolforico dissociato da due molecole d'acqua: calcoli di teoria del funzionale ab initio e densità. Phys. Chem. Chem. Phys., 2015, 17, 28556
- Contra Costa Health Services. (Sf). Oleo / triossido di zolfo: scheda chimica. . Estratto da: cchealth.org