هيكل حمض الكبريتيك ، والخصائص ، والتسميات والاستخدامات

ال حمض الكبريتيك هو واحد من العديد من أحماض أوكسو الكبريت ، التي تركيبة كيميائية هي H₂S₂O₇. تنص الصيغة بوضوح على وجود ذرتين من الكبريت ، وكما يشير اسمه أيضًا ، يجب أن يكون هناك جزيئان من H.₂SW₄ في واحدة ؛ ومع ذلك ، هناك سبعة أكسجين بدلاً من ثمانية ، لذلك يجب أن يحتوي واحد من الكبريت على ثلاثة.

هذا الحمض هو أحد المكونات الرئيسية لزيت الزيتون (أو تدخين حمض الكبريتيك) ، الذي يصبح شكلاً "كثيفًا" من حامض الكبريتيك. هذه هي الغلبة التي يعتبرها البعض الزيتونيوم مرادفا للحمض الكبريتي. وهو معروف أيضًا بالاسم التقليدي لحمض بيروسولفوريك.

تُظهر الصورة حاوية تحتوي على الزيت ، مع تركيز ثالث أكسيد الكبريت ، SO₃, إلى 20 ٪. تتميز هذه المادة بكونها زيتية وعديمة اللون. على الرغم من أنه قد يتحول إلى اللون الأصفر أو البني اعتمادًا على تركيز SO₃ ووجود بعض الشوائب.

ما سبق يتعلق بمشاركة SO₃ في ح₂S₂O₇. وهذا هو ، جزيء H₂SW₄ يتفاعل مع واحد من SO₃ لتشكيل حامض الكبريتيك. يجري مثل هذا ، ح₂S₂O₇ ويمكن أيضا أن تكون مكتوبة كما H₂SW₄·₃.

مؤشر

• 1 هيكل حمض الكبريتيك
• 2 خصائص
  • 2.1 رد فعل الجفاف من السكريات
• 3 تسميات
• 4 الاستخدامات
  • 4.1 يخزن حمض الكبريتيك
  • 4.2 توليف 100 ٪ حامض الكبريتيك
  • 4.3 السلفنة
• 5 المراجع

هيكل حمض الكبريتيك

أعلاه لديك هيكل H₂S₂O₇ في نموذج من المجالات والحانات. لاحظ للوهلة الأولى تماثل الجزيء: الجانب الأيسر من جسر الأكسجين مطابق لليمين. من هذا المنظور ، يمكن وصف البنية بالصيغة HO₃بلاه₃H.

في كلا الطرفين ، توجد كل مجموعة من مجموعات الهيدروكسيل ، حيث يزيد هيدروجينها ، عن طريق التأثير الاستقرائي لجميع ذرات الأكسجين هذه ، من شحنتها الجزئية الإيجابية ؛ وبالتالي ، حمض الكبريتيك لديه حموضة أقوى من حمض الكبريتيك.

يمكن كتابة الجزيء كـ H₂SW₄·₃. ومع ذلك ، فإن هذا يلمح إلى تكوين الزهرة أكثر من تركيبة الجزيء.

ومع ذلك ، إذا تمت إضافة جزيء الماء إلى H₂S₂O₇, سيتم إطلاق جزيئين H₂SW₄:

H₂S₂O₇ + H₂O <=> 2H₂SW₄

يمكن أن ينتقل الرصيد إلى اليسار: لتشكيل H₂S₂O₇ من ح₂SW₄ إذا تم توفير الحرارة. وهذا هو السبب في أن H₂S₂O₇ ومن المعروف أيضا باسم حمض البيروسفوريك. لأنه يمكن أن تتولد بعد تسخين حمض الكبريتيك.

أيضا ، كما ذكر في البداية ، ح₂S₂O₇ يتكون من مزيج مباشر من H₂SW₄ و SO₃:

SW₃ + H₂SW₄ <=> H₂S₂O₇

خصائص

خصائص حمض الكبريتيك غير محددة جيدًا ، لأنه من الصعب للغاية عزل نفسه تمامًا عن الزيت..

يجب أن نتذكر أنه في الزيت قد يكون هناك مركبات أخرى ، مع الصيغ H₂SW₄· XSO₃, حيث اعتمادا على قيمة س يمكن أن يكون حتى الهياكل البوليمرية.

طريقة واحدة لتصور ذلك تخيل أن الهيكل العلوي من H₂S₂O₇ يصبح أكثر استطالة من قبل المزيد من وحدات SO₃ وجسور الأكسجين.

في حالة نقية تقريبًا ، تتكون من مادة بلورية صلبة (غير مدخنة) تذوب عند درجة حرارة 36 ​​مئوية. ومع ذلك ، يمكن أن تختلف نقطة الانصهار هذه بناءً على التكوين الحقيقي.

يمكن أن يشكل حمض ديلفوريك ما يعرف بأملاح ثاني كبريتات (أو بيروسلفات). على سبيل المثال ، إذا كان يتفاعل مع هيدروكسيد البوتاسيوم ، فإنه يشكل بيروسلفات البوتاسيوم ، K₂S₂O₇.

بالإضافة إلى ذلك ، يمكن القول أن لها وزن جزيئي قدره 178 جم / مول ، واثنان مكافئان للحمض (2 Hions)⁺ يمكن تحييدها بقاعدة قوية).

رد فعل الجفاف من السكريات

مع هذا المركب في شكل زيت يمكن إجراء تفاعل فضولي: تحويل مكعبات السكر إلى كتل كربون.

ح₂S₂O₇ يتفاعل مع السكريات التي تقضي على جميع مجموعات OH في شكل ماء ، والتي تفضل روابط جديدة بين ذرات الكربون ؛ النقابات التي ينتهي أصل الكربون الأسود.

تسمية

يعتبر حمض الكبريتيك أنهيدريد حمض الكبريتيك. بمعنى أنه يفقد جزيء الماء الناتج من التكثيف بين جزيئين من الحمض. مع وجود العديد من الأسماء المحتملة لهذا المركب ، فإن تسمية IUPAC توصي ببساطة بحمض الكبريتيك.

يشير مصطلح "pyro" حصريًا إلى المصطلح الذي تم تكوينه كمنتج لتطبيق الحرارة. لا تنصح IUPAC بهذا الاسم لـ H₂S₂O₇. ولكن لا يزال يستخدم اليوم من قبل العديد من الكيميائيين.

يبقى النهاية -ico دون تغيير منذ أن استمرت ذرة الكبريت في الحفاظ على تكافؤ +6. على سبيل المثال ، يمكن حسابها عن طريق العملية الحسابية التالية:

2H + 2S + 7O = 0

2 (+1) + 2S + 7 (-2) = 0

S = 6

تطبيقات

يخزن حمض الكبريتيك

حامض الكبريتيك ، نظرًا لخصائصه في التصلب كأوليم ، قادر على إذابة وتخزين حمض الكبريتيك بأمان أكبر. هذا لأن SO₃ يهرب من خلق "ضباب" غير قابل للتنفس ، وهو أكثر قابلية للذوبان في H₂SW₄ من في الماء. للحصول على H₂SW₄, يكفي لإضافة الماء إلى الزيت:

H₂S₂O₇ + H₂O <=> 2H₂SW₄

تخليق حمض الكبريتيك بنسبة 100 ٪

من المعادلة السابقة ، ح₂SW₄ يتم تخفيفه في الماء المضاف. على سبيل المثال ، إذا كان لديك محلول مائي لـ H₂SW₄, حيث SO₃ يميل إلى الهرب ويمثل خطرًا على العمال ، عند إضافة الزيت إلى المحلول ، فإنه يتفاعل مع الماء مكونًا مزيدًا من حمض الكبريتيك ؛ وهذا هو ، وزيادة تركيزك.

إذا كان هناك بعض الماء المتبقي ، تتم إضافة المزيد من SO₃, الذي يتفاعل مع H₂SW₄ لإنتاج المزيد من حمض ديلفوريك أو الزيت ، ثم يرطب مرة أخرى عن طريق "تجفيف" H₂SW₄. تتكرر العملية مرات كافية للحصول على حمض الكبريتيك بتركيز 100٪.

يتم استخدام عملية مماثلة للحصول على حمض النتريك بنسبة 100 ٪. وبالمثل ، تم استخدامه لتجفيف المواد الكيميائية الأخرى المستخدمة لإنتاج المتفجرات.

sulfonation

يتم استخدامه لسلفونات الهياكل ، مثل الأصباغ. وهذا هو ، إضافة مجموعات -SO₃H ، والتي عندما تفقد البروتون الحمضي الخاص بها يمكن تثبيتها على البوليمر ألياف النسيج.

من ناحية أخرى ، يتم استخدام حموضة الزهرة لتحقيق النترة الثانية (إضافة مجموعات -NO₂) إلى الحلقات العطرية.

مراجع

1. رعشة واتكينز. (2008). كيمياء غير عضوية (الطبعة الرابعة). مولودية جراو هيل.
2. ويكيبيديا. (2018). حمض الكبريتيك. تم الاسترجاع من: en.wikipedia.org
3. بوب كيم. (2019). حمض بيروسولفوريك. تم الاسترجاع من: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
4. سيونغ كيو كيم ، وهان ميونغ لي ، وكوانغ س. كيم. (2015). حمض الكبريتيك فصلها جزيئات الماء: العمليات الحسابية نظرية نظرية البداية والكثافة. فيزيائي كيميائي فيزيائي ، 2015 ، 17 ، 28556
5. ضد كوستا للخدمات الصحية. (بدون تاريخ). ثالث أكسيد أوليم / كبريت: ورقة حقائق كيميائية. [PDF]. تم الاسترجاع من: cchealth.org