Kénsav szerkezet, tulajdonságok, nómenklatúra, felhasználások



az  kénsav egy oxacid, amelyet a kén-dioxid feloldásával állítunk elő2, vízben Ez egy gyenge és instabil szervetlen sav, amely oldatban nem volt kimutatható, mivel a képződés reakciója reverzibilis, és a sav gyorsan bomlik a keletkező reagensekben (SO2 és H2O).

A kénsav molekulát csak a gázfázisban észleltük. Ennek a savnak a konjugált bázisai a szulfitok és a biszulfitok formái alatt szokásos anionok.

A SO megoldások Raman spektruma2 csak az SO-molekulából adódó jeleket mutatja2 és a biszulfit-ion, HSO3-, összhangban van a következő egyenleggel:

SW2    +  H2O    <=> HSO3-     +       H+

Ez azt jelzi, hogy a Raman-spektrumon keresztül nem lehetséges kénsav jelenlétét kimutatni a kén-dioxid oldatában vízben.

Amikor atmoszférába kerül, gyorsan átalakul kénsavvá. A kénsav hidrogén-szulfiddá redukálódik híg kénsav és cink hatására.

Egy SO-oldat koncentrálására tett kísérlet2 A víz elpárologtatásával vízmentes kénsav keletkezik, így nem eredményezett eredményt, mivel a sav gyorsan bomlik (a képződési reakció megfordítása), így a sav nem izolálható.

index

  • 1 Természetes kialakulás
  • 2 Szerkezet
    • 2.1 Elszigetelt molekula
    • 2.2 Vízzel körülvett molekula
    • 2,3 SO2 ∙ nH2O
  • 3 Fizikai és kémiai tulajdonságok
    • 3.1 Molekuláris képlet
    • 3.2 Molekulatömeg
    • 3.3 Fizikai megjelenés
    • 3.4 Sűrűség
    • 3.5 Gőzsűrűség
    • 3.6 Maró hatás
    • 3.7 Oldhatóság vízben
    • 3.8 Érzékenység
    • 3.9 Stabilitás
    • 3.10 Savasság konstans (Ka)
    • 3.11 pKa
    • 3,12 pH
    • 3.13 Lobbanáspont
    • 3.14 Bomlás
  • 4 Nómenklatúra
  • 5 Szintézis
  • 6 Felhasználások
    • 6.1 A fán
    • 6.2 Fertőtlenítő és fehérítőszer
    • 6.3 Tartósítószer
    • 6.4 Egyéb felhasználások
  • 7 Referenciák

Természetes kialakulás

A kénsavat a természetben a kén-dioxid, a nagy gyárak tevékenységének terméke és a légköri víz képezi. Emiatt a savas eső közbenső termékének tekinthető, ami nagy kárt okoz a mezőgazdaságnak és a környezetnek.

Sav formája nem használható a természetben, de általában nátrium-, kálium-, szulfit- és biszulfit-sókban készül..

A kéntartalmú aminosavak metabolizmusának következtében a szervezetben a szulfit keletkezik. Hasonlóképpen, a szulfit az élelmiszerek és italok erjedésének terméke. A szulfit allergén, neurotoxikus és metabotoxikus. A szulfit-oxidáz enzim metabolizálódik, amely szulfáttá, ártalmatlan vegyületké alakítja át.

struktúra

Elszigetelt molekula

A képen látható egy kénsav izolált molekula szerkezete a gázállapotban. A középső sárga gömb a kénatomnak, a vörösnek az oxigénatomoknak, a fehérek pedig a hidrogénatomoknak felelnek meg. Molekuláris geometriája az S atom körül trigonális piramis, az O atomok pedig az alapot rajzolják.

Ezután a gázállapotban a H molekulák2SW3 a levegőben lebegő apró trigonális piramisoknak tekinthető, feltételezve, hogy elég stabil ahhoz, hogy egy ideig ne reagáljon.

A szerkezet egyértelművé teszi, hogy a két savas hidrogén származik: a kénhez kapcsolt hidroxilcsoportok, HO-SO-OH. Ezért ez a vegyület nem helyénvaló feltételezni, hogy az egyik savas proton, H+, a kénatomból, H-SO-ból szabadul fel2(OH).

A két OH csoport lehetővé teszi, hogy a kénsav hidrogénkötéseken keresztül kölcsönhatásba lépjen, továbbá az S = O kötés oxigénje hidrogén akceptor, amely átalakítja a H2SW3 az ilyen hidak jó donorja és akceptora.

A fentiek szerint a H2SW3 képesnek kell lennie folyadékban kondenzálódni, ahogy a kénsav is,2SW4. Ez azonban nem így van.

Molekula vízzel körülvéve

A mai napig nem volt lehetséges a vízmentes kénsav, azaz H2SW3(L); míg a H2SW4(ac) a dehidratálás után vízmentes formává alakul, H2SW4(l) sűrű és viszkózus folyadék.

Feltételezve, hogy a H molekula2SW3 változatlan marad, akkor nagy mértékben képes feloldódni a vízben. Az említett vizes oldatokban szabályozható kölcsönhatások ismét hidrogénhidak lennének; ugyanakkor a hidrolízis egyensúlyából eredő elektrosztatikus kölcsönhatások is fennállnának:

H2SW3(ac) + H2O (l) <=> HSO3-(ac) + H3O+(AQ)

HSO3-(ac) + H2O (l) <=> SW32-(ac) + H3O+

A szulfit-ion, SO32- ez ugyanaz a molekula, mint a fenti, de a fehér gömbök nélkül; és a hidrogén-szulfit (vagy biszulfit) ion, HSO3-, megtartja a fehér gömböt. A sók végtelensége mindkét anionból származhat, néhány pedig instabilabb, mint mások.

A valóságban megerősítették, hogy az oldatok rendkívül kis része H2SW3; vagyis a magyarázott molekula nem az, amely közvetlenül kapcsolódik a vízmolekulákhoz. Ennek oka, hogy bomlást okozó SO-ból származik2 és H2Vagy ami termodinamikailag kedvelt.

SW2∙nH2O

A kénsav valódi szerkezete olyan kén-dioxid molekulából áll, amelyet egy n-molekulából álló vízgömb vesz körül..

Szóval, a SO2, amelynek szerkezete szögletes (bumerang típusú), a vizes gömb mellett, a savasságot jellemző savas protonokért felelős:

SW2∙ nH2O (ac) + H2O (l) <=> H3O+(ac) + HSO3-(ac) + nH2O (l)

HSO3-(ac) + H2O (l) <=> SW32-(ac) + H3O+

Ezen egyensúly mellett az oldhatósági egyenleg is rendelkezésre áll az SO-hoz2, amelynek molekulája a vízből a gázfázisba menekülhet:

SW2(G) <=> SW2(AQ)

Fizikai és kémiai tulajdonságok

Molekuláris képlet

H2SW3

Molekulatömeg

82,073 g / mol.

Fizikai megjelenés

Színtelen, fűszeres kénszagú folyadék.

sűrűség

1,03 g / ml.

Gőzsűrűség

2.3. (A levegő tekintetében 1)

maró

Fémekre és szövetekre maró hatású.

Oldhatóság vízben

Vízzel elegyedik.

érzékenység

Ez érzékeny a levegőre.

stabilitás

Stabil, de összeegyeztethetetlen az erős bázisokkal.

Savasság konstans (Ka)

1,54 x 10-2

pKa

1.81

pH

1,5 pH-skálán.

Gyújtási pont

Nem gyúlékony.

bomlás

Fűtött kénsav bomlásakor kén-oxid mérgező füstöt bocsáthat ki.

nómenklatúra

A kén a következő értékekkel rendelkezik: ± 2, +4 és +6. A képlet H2SW3, kiszámítható, hogy a kénnek melyik valens vagy oxidációs száma van a vegyületben. Ehhez elegendő egy algebrai összeg megoldása:

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

Mivel ez egy semleges vegyület, az atomok terhelésének összegének 0-nak kell lennie. Ha a fenti egyenletre v megoldunk, akkor:

v = (6-2) / 1

Így v értéke +4. Ez azt jelenti, hogy a kén részt vesz a második valenciájával, és a hagyományos nómenklatúrának megfelelően a suffixoto-t hozzá kell adni a névhez. Ezért H2SW3 kénsav néven ismertmedve.

Egy másik gyorsabb módszer a valencia meghatározására, a H összehasonlítása2SW3 a H2SW4. A H2SW4 a kén +6-os valenciája van, így ha egy O-ot eltávolítunk, a valencia +4-re csökken; és ha egy másik eltávolításra kerül, a valencia +2-re csökken (ami a sav esetében lenne) csukláskénmedve, H2SW2).

Bár kevésbé ismert, a H2SW3 az állomány nómenklatúrája szerint a (IV) trioxoszulfonsavnak is nevezhető.

szintézis

Technikailag kéntartalmú kén-dioxid képződésével keletkezik. Ezután vízben oldódik, hogy képződjön a kénsav. A reakció azonban reverzibilis és a sav gyorsan bomlik vissza a reagensekbe.

Ez magyarázatot ad arra, hogy miért nem található a kénsav a vizes oldatban (amint azt a kémiai szerkezete is tartalmazza).

alkalmazások

Általában a kénsav felhasználása és alkalmazása, mivel jelenléte nem érzékelhető, a kén-dioxid-oldatok és a sav bázisainak és sóinak felhasználására és alkalmazására vonatkozik..

A fában

A szulfit-eljárásban a cellulóz szinte tiszta cellulózszálak formájában keletkezik. A lignin faaprítékból történő extrakciójához több sósav-sót használnak, amelyeket nagynyomású edényeknek neveznek..

A faanyagpép előállításához használt sók szulfit (SO32-) vagy biszulfit (HSO)3-) a pH-tól függően. Az ellenion Na lehet+, Ca2+, K+ vagy NH4+.

Fertőtlenítő és fehérítőszer

-A kénsavat fertőtlenítőszerként használják. Használható enyhe fehérítőszerként is, különösen klórra érzékeny anyagok esetében. Ezenkívül fogászati ​​fehérítő és élelmiszer-adalékanyagként is használható.

-A bőrápoló különféle kozmetikumok összetevője, és peszticid elemként használták patkányok eliminálásában. Eltávolítja a borok vagy gyümölcsök által okozott foltokat különböző szövetekben.

-Antiszeptikumként szolgál, hatékonyan megelőzve a bőrfertőzést. Néhány pillanatban fumigációban használták fel a hajók, a járványok betegségeinek áldozatainak stb. Fertőtlenítésére..

Tartósítószer

A kénsavat tartósítószerként használják gyümölcsök és zöldségek számára, és megakadályozzák az olyan italok, mint a bor és a sör fermentációját, mivel ezek antioxidáns, antibakteriális és fungicid elemek..

Egyéb felhasználások

-A kénsavat gyógyszerek és vegyi termékek szintézisében használják; a bor és a sör előállításában; kőolajtermékek finomítása; és analitikai reagensként használják.

-A biszulfit reagál a pirimidin-nukleozidokkal, és hozzáadódik a pirimidin 5. és 6. pozíciója közötti kettős kötéshez, módosítva a kötést. A biszulfit-transzformációt a polinukleotidok szekunder vagy magasabb szerkezeteinek tesztelésére használjuk.

referenciák

  1. Wikipedia. (2018). Kénsav. Lap forrása: en.wikipedia.org
  2. Savak nómenklatúrája. [PDF]. Lap forrása: 2.chemistry.gatech.edu
  3. Voegele F. Andreas & col. (2002). A kénsav stabilitásáról (H. \ T2SW3) és a Dimer. Chem. Eur. J. 2002, 8. old.
  4. Shiver & Atkins. (2008). Szervetlen kémia (Negyedik kiadás., Oldal 393). Mc Graw-hegy.
  5. Calvo Flores F. G. (s.f.). Szervetlen kémia kialakítása. [PDF]. Lap forrása: ugr.es
  6. Pubchem. (2018). Kénsav. Lap forrása: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
  7. Steven S. Zumdahl. (2008. augusztus 15.). Oxisav. Encyclopædia Britannica. A lap eredeti címe: britannica.com