- هيكل حامض الكبريتيك
- الخصائص
- رد فعل السكر الجفاف
- التسمية
- التطبيقات
- يخزن حامض الكبريتيك
- تركيب حمض الكبريتيك 100٪
- سلفونات
- المراجع
و حمض disulfuric هو واحد من العديد oxoacids من الكبريت، مع الصيغة الكيميائية H 2 S 2 O 7. تشير الصيغة صراحة إلى وجود ذرتين من الكبريت ، وكما يشير اسمها أيضًا ، يجب أن يكون هناك جزيئين H 2 SO 4 في واحد ؛ ومع ذلك ، هناك سبعة أكسجين بدلاً من ثمانية ، لذلك يجب أن يحتوي الكبريت على ثلاثة.
يعتبر هذا الحمض أحد المكونات الرئيسية للأوليوم (أو حمض الكبريتيك المدخن) ، وهو شكل "كثيف" من حمض الكبريتيك. هذه هي الغلبة ، التي يعتبرها البعض أوليوم مرادفًا لحمض ثنائي الكبريتيك ؛ وهو معروف أيضًا بالاسم التقليدي لحمض الكبريتيك.
أوليوم. المصدر: دبليو أولين ، عبر ويكيميديا كومنز
تُظهِر الصورة وعاء به زيت بتركيز ثلاثي أكسيد الكبريت ، SO 3 ، بنسبة 20٪. تتميز هذه المادة بأنها دهنية وعديمة اللون. على الرغم من أنه يمكن أن يتحول إلى اللون الأصفر أو البني حسب تركيز SO 3 ووجود بعض الشوائب.
يتعلق ما سبق بمشاركة SO 3 في H 2 S 2 O 7 ؛ أي أن جزيء H 2 SO 4 يتفاعل مع واحد من SO 3 لتكوين حمض ثنائي الكبريتيك. في هذه الحالة ، يمكن أيضًا كتابة H 2 S 2 O 7 كـ H 2 SO 4 · SO 3.
هيكل حامض الكبريتيك
جزيء H2S2O7. المصدر:. Jynto (المزيد من هذا المستخدم) ، من ويكيميديا كومنز
أعلاه هو هيكل H 2 S 2 O 7 في نموذج المجالات والقضبان. لاحظ للوهلة الأولى تناسق الجزيء: الجانب الأيسر من جسر الأكسجين مطابق لليمين. من هذا المنظور ، يمكن وصف الهيكل بالصيغة HO 3 SOSO 3 H.
في كلا الطرفين توجد كل مجموعة هيدروكسيل ، يزيد هيدروجينها ، من خلال التأثير الاستقرائي لجميع ذرات الأكسجين هذه ، شحنتها الجزئية الموجبة ؛ وبالتالي ، فإن حامض الكبريتيك له حموضة أقوى من حمض الكبريتيك.
يمكن كتابة الجزيء كـ H 2 SO 4 · SO 3. ومع ذلك ، فإن هذا يشير إلى تركيبة الأوليوم أكثر من بنية الجزيء.
ومع ذلك ، إذا تمت إضافة جزيء من الماء إلى H 2 S 2 O 7 ، فسيتم إطلاق جزيئين من H 2 SO 4:
H 2 S 2 O 7 + H 2 O <=> 2H 2 SO 4
يمكن تحويل التوازن إلى اليسار: إلى تكوين H 2 S 2 O 7 من H 2 SO 4 إذا تم توفير الحرارة له. ولهذا السبب يُعرف H 2 S 2 O 7 أيضًا باسم حمض البيروسلفوريك ؛ لأنه يمكن أن يتولد بعد تسخين حامض الكبريتيك.
أيضًا ، كما ذكرنا في البداية ، يتكون H 2 S 2 O 7 من خلال الجمع المباشر بين H 2 SO 4 و SO 3:
SO 3 + H 2 SO 4 <=> H 2 S 2 O 7
الخصائص
لم يتم تحديد خصائص حامض الكبريتيك جيدًا ، لأنه من الصعب للغاية عزله تمامًا عن الزيت.
يجب أن نتذكر أنه في الأوليوم قد توجد مركبات أخرى ، مع الصيغ H 2 SO 4 · xSO 3 ، حيث اعتمادًا على قيمة x ، قد توجد حتى الهياكل البوليمرية.
تتمثل إحدى طرق تصور الأمر في تخيل أن الهيكل العلوي لـ H 2 S 2 O 7 يصبح أكثر استطالة من خلال المزيد من وحدات SO 3 وجسور الأكسجين.
في حالة شبه نقية ، تتكون من مادة صلبة بلورية غير مستقرة (دخان) تذوب عند 36 درجة مئوية. ومع ذلك ، يمكن أن تختلف نقطة الانصهار هذه اعتمادًا على التكوين الحقيقي.
يمكن أن يشكل حامض الكبريتيك ما يعرف بأملاح ثاني كبريتات (أو بيروسلفات). على سبيل المثال ، إذا تفاعل مع هيدروكسيد البوتاسيوم ، فإنه يشكل البوتاسيوم بيروسلفات ، K 2 S 2 O 7.
بالإضافة إلى ذلك ، يمكن القول أن لها وزنًا جزيئيًا يبلغ 178 جم / مول ، ومكافئتي حمضية (2 H + أيونات يمكن تحييدها بقاعدة قوية).
رد فعل السكر الجفاف
باستخدام هذا المركب على شكل زيت ، يمكن إجراء تفاعل غريب: تحويل مكعبات السكر إلى كتل كربونية.
يتفاعل H 2 S 2 O 7 مع السكريات مما يؤدي إلى التخلص من جميع مجموعات OH على شكل ماء ، مما يفضل الروابط الجديدة بين ذرات الكربون ؛ النقابات التي ينتهي بها الأمر بالتسبب في الكربون الأسود.
التسمية
يعتبر حمض الكبريتيك أنهيدريد حامض الكبريتيك ؛ بمعنى آخر ، يفقد جزيء الماء نتيجة للتكثف بين جزيئين حامضيين. نظرًا للعديد من الأسماء المحتملة لهذا المركب ، توصي تسمية IUPAC ببساطة بحمض ثنائي الكبريتيك.
يشير المصطلح "pyro" حصريًا إلى المنتج الناتج عن تطبيق الحرارة. لا تنصح IUPAC بهذا الاسم لـ H 2 S 2 O 7 ؛ لكنها لا تزال تستخدم اليوم من قبل العديد من الكيميائيين.
تظل النهاية -ico دون تغيير حيث تستمر ذرة الكبريت في الحفاظ على تكافؤ +6. على سبيل المثال ، يمكن حسابها باستخدام العملية الحسابية التالية:
2 س + 2 ثانية + 7 س = 0
2 (+1) + 2S + 7 (-2) = 0
S = 6
التطبيقات
يخزن حامض الكبريتيك
حمض الكبريتيك ، نظرًا لخصائصه في التصلب مثل الأوليوم ، قادر على إذابة وتخزين حمض الكبريتيك بشكل أكثر أمانًا. وذلك لأن SO 3 يهرب مكونًا "ضبابًا" غير قابل للتنفس ، وهو أكثر قابلية للذوبان في H 2 SO 4 منه في الماء. للحصول على H 2 SO 4 ، يكفي إضافة الماء إلى الزيت:
H 2 S 2 O 7 + H 2 O <=> 2H 2 SO 4
تركيب حمض الكبريتيك 100٪
من المعادلة السابقة ، يتم تخفيف H 2 SO 4 في الماء المضاف. على سبيل المثال ، إذا كان لديك محلول مائي من H 2 SO 4 ، حيث يميل SO 3 إلى الهروب ويمثل خطرًا على العمال ، فعند إضافة الزيت إلى المحلول فإنه يتفاعل مع الماء ، مكونًا المزيد من حمض الكبريتيك ؛ أي زيادة تركيزك.
إذا بقي بعض الماء ، يضاف المزيد من SO 3 ، والذي يتفاعل مع H 2 SO 4 لإنتاج المزيد من حامض الكبريت أو الأوليوم ، ثم يعاد ترطيبه عن طريق "تجفيف" H 2 SO 4. تتكرر العملية مرات كافية للحصول على حامض الكبريتيك بتركيز 100٪.
يتم استخدام عملية مماثلة للحصول على حمض النيتريك بنسبة 100٪. كما تم استخدامه لتجفيف المواد الكيميائية الأخرى المستخدمة في صنع المتفجرات.
سلفونات
يتم استخدامه لسلفونات الهياكل ، مثل الأصباغ ؛ وهذا يعني أنه يضيف-حتى 3 H الجماعات التي كتبها تفقد بروتون بهم الحمضية يمكن ترسيخ أنفسهم للبوليمر من الألياف النسيجية.
من ناحية أخرى ، يتم استخدام حموضة الأوليوم لتحقيق النترات الثانية (إضافة مجموعات -NO 2) إلى الحلقات العطرية.
المراجع
- رجفة وأتكينز. (2008). الكيمياء غير العضوية. (طبعة رابعة). ماك جراو هيل.
- ويكيبيديا. (2018). حمض الكبريتيك. تم الاسترجاع من: en.wikipedia.org
- بوبكيم. (2019). حمض الكبريتيك. تم الاسترجاع من: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
- Seong Kyu Kim و Han Myoung Lee و Kwang S. Kim. (2015). حمض ثنائي الكبريت مفكك بواسطة جزيئين من الماء: البداية وحسابات نظرية الكثافة الوظيفية. فيزياء كيمياء فيزياء ، 2015 ، 17 ، 28556
- كونترا كوستا للخدمات الصحية. (سادس). الأوليوم / ثالث أكسيد الكبريت: صحيفة الحقائق الكيميائية.. تم الاسترجاع من: cchealth.org