- Rikkihapon rakenne
- ominaisuudet
- Sokerin kuivumisreaktio
- nimistö
- Sovellukset
- Varastoi rikkihappoa
- 100% rikkihapposynteesi
- sulfonation
- Viitteet
Pyrorikkihappo on yksi monista oxoacids rikin, jonka kemiallinen kaava on H 2 S 2 O 7. Kaavan nimenomaisesti osoittaa, että on olemassa kaksi rikkiatomia, ja kuten sen nimikin osoittaa myös, on oltava kaksi H 2 SO 4 molekyylejä yhdessä; kahdeksan sijasta on kuitenkin seitsemän happea, joten rikkiä on oltava kolme.
Tätä happoa pidetään yhtenä oleumin (tai savuavan rikkihapon) pääkomponenteista, joka on rikkihapon "tiheä" muoto. Tällainen on sen hallitsevuus, että jotkut pitävät oleumia rikkihapon synonyyminä; jota tunnetaan myös perinteisellä nimellä pyrosulfaattihappo.
Oleum. Lähde: W. Oelen, Wikimedia Commonsin kautta
Kuva esittää säiliötä, jossa on oleum, jonka pitoisuus on rikkitrioksidia, SO 3, 20%. Tälle aineelle on ominaista öljyinen ja väritön; vaikka se voi muuttua kellertäväksi tai ruskeaksi riippuen SO 3: n pitoisuudesta ja joidenkin epäpuhtauksien läsnäolosta.
Edellä esitetty liittyy osallistumista SO 3 H 2 S 2 O 7; että on molekyyli, H 2 SO 4 reagoi yhden SO 3 muodostamiseksi pyrorikkihappo. Kun näin on, H 2 S 2 O 7 voidaan myös kirjoittaa H 2 SO 4 · SO 3.
Rikkihapon rakenne
H2S2O7-molekyyli. Lähde:. Jynto (lisää tältä käyttäjältä), Wikimedia Commonsista
Edellä on rakenne H 2 S 2 O 7 on aloilla ja baareja malli. Huomaa ensi silmäyksellä molekyylin symmetria: happisillan vasen puoli on identtinen oikean kanssa. Tästä näkökulmasta, rakenne voidaan kuvata kaavalla HO 3 SOSO 3 H.
Molemmissa päissä on kukin hydroksyyliryhmä, jonka vety lisää kaikkien näiden happiatomien induktiivisen vaikutuksen kautta sen positiivista osavarausta; ja näin ollen rikkihapolla on vielä voimakkaampi happamuus kuin rikkihapolla.
Molekyyli voidaan kirjoittaa H 2 SO 4 · SO 3. Tämä viittaa kuitenkin enemmän oleumin koostumukseen kuin molekyylin rakenteeseen.
Kuitenkin, jos molekyyli vettä lisätään H 2 S 2 O 7, kaksi molekyyliä H 2 SO 4 julkaistaan:
H 2 S 2 O 7 + H 2 O <=> 2H 2 SO 4
Tasapainoa voidaan siirtää vasemmalle: muodostumista H 2 S 2 O 7 H 2 SO 4, jos syötetään lämpöä sen. Se on tästä syystä H 2 S 2 O 7 tunnetaan myös pyrorikkihapon; koska sitä voidaan tuottaa rikkihapon kuumentamisen jälkeen.
Myös, kuten mainittiin alussa, H 2 S 2 O 7 on muodostettu suorana kombinaationa H 2 SO 4 ja SO 3:
SO 3 + H 2 SO 4 <=> H 2 S 2 O 7
ominaisuudet
Rikkihapon ominaisuuksia ei ole kovin tarkkaan määritelty, koska on erittäin vaikea eristää puhtaasti oleumista.
On syytä muistaa, että savuavan rikkihapon voi olla muita yhdisteitä, kaavat H 2 SO 4 · xSO 3, jossa riippuen x: n arvo, vaikka polymeerisiä rakenteita voidaan ollut.
Yksi tapa havainnollistaa se on kuvitella, että ylempi rakenne H 2 S 2 O 7 tulee enemmän pidennetty enemmän SO 3 yksikköä ja hapen siltoja.
Melkein puhtaassa tilassa se koostuu epävakaasta kiteisestä kiinteästä aineesta (savu), joka sulaa 36ºC: ssa. Tämä sulamispiste voi kuitenkin vaihdella todellisesta koostumuksesta riippuen.
Rikkihappo voi muodostaa niin kutsuttuja disulfaatti- (tai pyrosulfaatti-) suoloja. Esimerkiksi, jos se reagoi kaliumhydroksidilla, se muodostaa kalium pyrosulfaatti, K 2 S 2 O 7.
Lisäksi voidaan sanoa, että sen molekyylipaino on 178 g / mol ja kaksi happoekvivalenttia (2H + -ionit, jotka voidaan neutraloida vahvalla emäksellä).
Sokerin kuivumisreaktio
Tämän yhdisteen kanssa oleumin muodossa voidaan suorittaa utelias reaktio: sokerikuutioiden muuttaminen hiililohkoiksi.
H 2 S 2 O 7 reagoi sokereita poistamalla kaikki OH-ryhmien muodossa, vettä, joka suosii uusia sidoksia hiiliatomien välissä; ammattiliitot, jotka lopulta aiheuttavat mustaa hiiltä.
nimistö
Rikkihappoa pidetään rikkihapon anhydridinä; toisin sanoen, se menettää vesimolekyylin kondensoitumisen seurauksena kahden happomolekyylin välillä. Koska tälle yhdisteelle on niin monia mahdollisia nimiä, IUPAC-nimikkeistö yksinkertaisesti suosittelee rikkihappoa.
Termi 'pyro' viittaa yksinomaan siihen, joka on muodostettu lämmön levityksen tuloksena. IUPAC ei suosittele tätä nimeä H 2 S 2 O 7: lle; mutta monet kemistit käyttävät sitä edelleen.
-Ico-pääte pysyy muuttumattomana, koska rikkiatomi ylläpitää valenssia +6 edelleen. Se voidaan esimerkiksi laskea seuraavan aritmeettisen operaation avulla:
2H + 2S + 7O = 0
2 (+1) + 2S + 7 (-2) = 0
S = 6
Sovellukset
Varastoi rikkihappoa
Rikkihappo, koska sillä on kiinteytymisominaisuus kuten oleum, pystyy liuottamaan ja varastoimaan rikkihapon turvallisemmin. Tämä johtuu siitä, että SO 3 pakenee luoda unbreathable "sumu", joka on paljon enemmän liukeneva H 2 SO 4 kuin vedessä. Jolloin saatiin H 2 SO 4, se riittää lisätä vettä oleum:
H 2 S 2 O 7 + H 2 O <=> 2H 2 SO 4
100% rikkihapposynteesi
Edellisestä yhtälöstä, H 2 SO 4 laimennetaan lisättiin vettä. Esimerkiksi, jos on vesiliuosta H 2 SO 4, jossa SO 3 pyrkii pakenemaan ja on riski työntekijöille, kun oleum lisätään liuokseen se reagoi veden kanssa muodostaen lisää rikkihappoa; eli keskittymisen lisääminen.
Jos vettä jää enemmän SO 3 lisätään, joka reagoi H 2 SO 4 tuottaa enemmän pyrorikkihappo tai savuavaa rikkihappoa, mitä ja sitten tämä kosteuttaa mukaan "kuivaus" H 2 SO 4. Prosessi toistetaan tarpeeksi kertaa rikkihapon saamiseksi pitoisuutena 100%.
Samanlaista prosessia käytetään 100-prosenttisen typpihapon saamiseksi. Samoin sitä on käytetty kuivaamaan muut räjähteiden valmistukseen käytetyt kemialliset aineet.
sulfonation
Sitä käytetään sulfonoimaan rakenteita, kuten väriaineita; että on, se lisää -SO 3 H ryhmiä, jotka hävittämällä niiden hapan protoni voi kiinnittyä polymeerin tekstiilikuitujen.
Toisaalta, happamuus savuavaa rikkihappoa saavuttamiseksi käytetään toisen nitraus (lisää -NO 2 ryhmää) on aromaattiset renkaat.
Viitteet
- Shiver ja Atkins. (2008). Epäorgaaninen kemia. (neljäs painos). Mc Graw Hill.
- Wikipedia. (2018). Rikkihappo. Palautettu osoitteesta: en.wikipedia.org
- Pubchem. (2019). Pyro rikkihappo. Palautettu: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
- Seong Kyu Kim, Han Myoung Lee ja Kwang S. Kim. (2015). Rikkihappo dissosioituneena kahdesta vesimolekyylistä: ab initio ja tiheysfunktionaaliset laskelmat. Phys. Chem. Chem. Phys., 2015, 17, 28556
- Contra Costa Terveyspalvelut. (SF). Oleum / rikkitrioksidi: kemiallinen tietosivu.. Palautettu osoitteesta: cchealth.org