ACIDO SOLFOROSO: STRUTTURA, PROPRIETÀ, NOMENCLATURA, USI - CHIMICA - 2025

L' acido solforoso è un ossiacido formato sciogliendo anidride solforosa, SO ₂ , acqua. È un acido inorganico debole e instabile, che non è stato rilevato in soluzione, poiché la reazione della sua formazione è reversibile e l'acido si decompone rapidamente nei reagenti che lo hanno prodotto (SO ₂ e H ₂ O).

La molecola di acido solforoso è stata finora rilevata solo in fase gassosa. Le basi coniugate di questo acido sono anioni comuni nelle forme di solfiti e bisolfiti.

Fonte: Benjah-bmm27, da Wikimedia Commons Lo spettro Raman delle soluzioni di SO ₂ mostra solo segnali dovuti alla molecola SO ₂ e allo ione bisolfito, HSO ₃ ^- , coerenti con il seguente equilibrio:

SO ₂ + H ₂ O <=> HSO ₃ ^- + H ⁺

Ciò indica che utilizzando lo spettro Raman non è possibile rilevare la presenza di acido solforoso in una soluzione di anidride solforosa in acqua.

Quando esposto all'atmosfera, si trasforma rapidamente in acido solforico. L'acido solforoso viene ridotto a idrogeno solforato dall'azione di acido solforico diluito e zinco.

Il tentativo di concentrare una soluzione di SO ₂ evaporando l'acqua per ottenere acido solforoso privo di acqua, non ha prodotto risultati, poiché l'acido si decompone rapidamente (invertendo la reazione di formazione), quindi l'acido non può essere isolato.

Formazione naturale

L'acido solforoso si forma in natura dalla combinazione di anidride solforosa, un prodotto dell'attività di grandi fabbriche, con l'acqua atmosferica. Per questo motivo è considerato un prodotto intermedio delle piogge acide, provocando gravi danni all'agricoltura e all'ambiente.

La sua forma acida non è utilizzabile in natura, ma di solito è preparata nei suoi sali di sodio e potassio, solfito e bisolfito.

Il solfito viene generato in modo endogeno nel corpo come risultato del metabolismo degli amminoacidi contenenti zolfo. Inoltre, il solfito viene prodotto come prodotto della fermentazione di cibi e bevande. Il solfito è allergenico, neurotossico e metabolico. Viene metabolizzato dall'enzima solfito ossidasi che lo converte in solfato, un composto innocuo.

Struttura

Molecola isolata

Nell'immagine è possibile vedere la struttura di una molecola isolata di acido solforoso allo stato gassoso. La sfera gialla al centro corrisponde all'atomo di zolfo, quelle rosse agli atomi di ossigeno e quelle bianche agli idrogeni. La sua geometria molecolare attorno all'atomo S è una piramide trigonale, con gli atomi di O che disegnano la base.

Quindi, allo stato gassoso, le molecole di H ₂ SO ₃ possono essere considerate come minuscole piramidi trigonali fluttuanti nell'aria, assumendo che sia abbastanza stabile da durare un certo tempo senza reagire.

La struttura chiarisce la provenienza dei due idrogeni acidi: dai gruppi idrossilici legati allo zolfo, HO-SO-OH. Pertanto, per questo composto, non è corretto presumere che uno dei protoni acidi, H ⁺ , venga rilasciato dall'atomo di zolfo, H-SO ₂ (OH).

I due gruppi OH consentono all'acido solforoso di interagire attraverso legami idrogeno e, inoltre, l'ossigeno del legame S = O è un accettore di idrogeno, il che rende H ₂ SO ₃ sia un buon donatore che accettore di questi legami.

Secondo quanto sopra, H ₂ SO ₃ dovrebbe essere in grado di condensare in un liquido, come fa l'acido solforico, H ₂ SO ₄ . Tuttavia, non è così che accade.

Molecola circondata dall'acqua

Ad oggi non è stato possibile ottenere acido solforoso anidro, cioè H ₂ SO ₃ (1); mentre H ₂ SO ₄ (aq), invece, dopo la disidratazione si trasforma nella sua forma anidra, H ₂ SO ₄ (1), che è un liquido denso e viscoso.

Se si presume che la molecola di H ₂ SO ₃ rimanga invariata, sarà in grado di dissolversi in larga misura in acqua. Le interazioni che governerebbero in dette soluzioni acquose sarebbero ancora legami idrogeno; Tuttavia, ci sarebbero anche interazioni elettrostatiche come risultato dell'equilibrio di idrolisi:

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

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

Lo ione solfito, SO ₃ ^2- sarebbe la stessa molecola di cui sopra, ma senza le sfere bianche; e lo ione idrogeno solforato (o bisolfito), HSO ₃ ^- , mantiene una sfera bianca. Infinità di sali possono derivare da entrambi gli anioni, alcuni più instabili di altri.

In realtà, è stato confermato che una porzione estremamente piccola delle soluzioni è costituita da H ₂ SO ₃ ; cioè la molecola spiegata non è quella che interagisce direttamente con le molecole d'acqua. La ragione di ciò è dovuta al fatto che subisce una decomposizione che origina SO ₂ e H ₂ O, che è termodinamicamente favorita.

SW

La vera struttura dell'acido solforoso è costituita da una molecola di anidride solforosa circondata da una sfera d'acqua composta da n molecole.

Così, SO ₂ , la cui struttura è angolare (tipo boomerang), insieme alla sua sfera acquosa, è responsabile dei protoni acidi che caratterizzano l'acidità:

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

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

Oltre a questo equilibrio, esiste anche un equilibrio di solubilità per SO ₂ , la cui molecola può fuoriuscire dall'acqua nella fase gassosa:

SO ₂ (g) <=> SO ₂ (ac)

Proprietà fisiche e chimiche

Formula molecolare

H ₂ SO ₃

Peso molecolare

82,073 g / mol.

Aspetto fisico

È un liquido incolore, con un pungente odore di zolfo.

Densità

1,03 g / ml.

Densità del vapore

2.3 (in relazione all'aria presa come 1)

corrosività

È corrosivo per metalli e tessuti.

Solubilità dell'acqua

Miscibile con acqua.

sensibilità

È sensibile all'aria.

Stabilità

Stabile, ma incompatibile con basi forti.

Costante di acidità (Ka)

1,54 x ^10-2

pKa

1.81

pH

1.5 sulla scala del pH.

punto di accensione

Non infiammabile.

Decomposizione

Quando l'acido solforoso viene riscaldato può decomporsi, emettendo fumo tossico di ossido di zolfo.

Nomenclatura

Lo zolfo ha le seguenti valenze: ± 2, +4 e +6. Dalla formula H ₂ SO ₃ , si può calcolare quale valenza o numero di ossidazione ha lo zolfo nel composto. Per fare ciò, basta risolvere una somma algebrica:

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

Essendo un composto neutro, la somma delle cariche degli atomi che lo costituiscono deve essere 0. Risolvendo per v per l'equazione precedente, abbiamo:

v = (6-2) / 1

Quindi, v è uguale a +4. Cioè, lo zolfo partecipa con la sua seconda valenza e, secondo la nomenclatura tradizionale, al nome va aggiunto il suffisso –oso. Per questo motivo, H ₂ SO ₃ è noto come acido solforico .

Un altro modo più veloce per determinare questa valenza è confrontando H ₂ SO ₃ con H ₂ SO ₄ . In H ₂ SO ₄ , lo zolfo ha una valenza di +6, quindi se viene rimosso un O, la valenza scende a +4; e se un altro viene rimosso, la valenza inferiore +2 (che sarebbe il caso dell'orso ipo zolfo acido , H ₂ SO ₂ ).

Sebbene meno noto, H ₂ SO ₃ può anche essere chiamato acido trioxosulfuric (IV), secondo la nomenclatura stock.

Sintesi

Tecnicamente si forma bruciando zolfo per formare anidride solforosa. Quindi si dissolve in acqua per formare acido solforoso. Tuttavia, la reazione è reversibile e l'acido si decompone rapidamente nei reagenti.

Questa è una spiegazione del perché l'acido solforoso non si trova in una soluzione acquosa (come già accennato nella sezione sulla sua struttura chimica).

applicazioni

Fonte: Pxhere

In generale, gli usi e le applicazioni dell'acido solforico, poiché la sua presenza non è rilevabile, si riferiscono agli usi e alle applicazioni delle soluzioni di anidride solforosa e delle basi e dei sali dell'acido.

Nel bosco

Nel processo al solfito, la polpa di legno viene prodotta sotto forma di fibre di cellulosa quasi pure. Vari sali di acido solforoso vengono utilizzati per estrarre la lignina dai trucioli di legno, utilizzando recipienti ad alta pressione chiamati digistors.

I sali utilizzati nel processo di ottenimento della pasta di legno sono solfito (SO ₃ ^2- ) o bisolfito (HSO ₃ ^- ), a seconda del pH. Il controione può essere Na ⁺ , Ca ²⁺ , K ⁺ o NH ₄ ⁺ .

Agente disinfettante e sbiancante

-L'acido solforoso è usato come disinfettante. Viene anche utilizzato come blando agente sbiancante, soprattutto per materiali sensibili al cloro. Inoltre, è usato come sbiancante per i denti e additivo alimentare.

-È un ingrediente in vari cosmetici per la cura della pelle ed è stato utilizzato come elemento pesticida nell'eliminazione dei ratti. Elimina le macchie causate dal vino o dalla frutta su diversi tessuti.

- Serve come antisettico, essendo efficace per evitare infezioni della pelle. A volte, veniva utilizzato nelle fumigazioni per disinfettare navi, effetti personali di malati vittime di epidemie, ecc.

Agente conservante

L'acido solforoso viene utilizzato come conservante per frutta e verdura e per prevenire la fermentazione di bevande come vino e birra, essendo un elemento antiossidante, antibatterico e fungicida.

Altri usi

-Acido solforoso è utilizzato nella sintesi di farmaci e sostanze chimiche; nella produzione di vino e birra; raffinazione di prodotti petroliferi; ed è usato come reagente analitico.

-Il bisolfito reagisce con i nucleosidi pirimidinici e si aggiunge al doppio legame tra la posizione 5 e 6 della pirimidina, modificando il legame. La trasformazione del bisolfito viene utilizzata per testare strutture secondarie o superiori di polinucleotidi.

Riferimenti

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