的二硫酸是硫的含氧酸的许多中的一个,具有化学式H 2小号2 ö 7。该式明确表示有两个硫原子,并且正如其名称所表示的,一个中必须有两个H 2 SO 4分子。但是,有七个氧而不是八个氧,所以硫必须有三个。
这种酸被认为是发烟硫酸(或发烟硫酸)的主要成分之一,它是硫酸的一种“致密”形式。这就是它的优势,有人认为发烟硫酸是二硫酸的代名词。也被称为焦硫酸的传统名称。
油质。资料来源:W. Oelen,通过Wikimedia Commons
该图显示了一个带有发烟硫酸的容器,该容器中的三氧化硫SO 3浓度为20%。该物质的特征是油性和无色。尽管它会根据SO 3的浓度和一些杂质的存在而变成淡黄色或棕色。
前述涉及SO 3对H 2 S 2 O 7的参与;即,H 2 SO 4分子与SO 3中的一种反应形成二硫酸。在这种情况下,H 2 S 2 O 7也可以写为H 2 SO 4 ·SO 3。
二硫酸的结构
H2S2O7分子。资源: 。Jynto(更多来自此用户),来自Wikimedia Commons
上面是球形和棒状模型中H 2 S 2 O 7的结构。乍看之下,分子的对称性:氧桥的左侧与右侧相同。从该角度来看,该结构可用式HO 3 SOSO 3 H 来描述。
两端是羟基,其氢通过所有这些氧原子的感应作用而增加其正部分电荷;因此,二硫酸比硫酸具有更强的酸度。
该分子可以写为H 2 SO 4 ·SO 3。但是,这更多是指发烟硫酸的组成,而不是分子的结构。
但是,如果将一分子水添加到H 2 S 2 O 7中,则会释放出两个分子H 2 SO 4:
H 2 S 2 O 7 + H 2 O <=> 2H 2 SO 4
平衡可以向左移动:如果向其提供热量,则由H 2 SO 4形成H 2 S 2 O 7。因此,H 2 S 2 O 7也被称为焦硫酸。因为它可以在加热硫酸后生成。
同样,如开头所述,H 2 S 2 O 7是由H 2 SO 4和SO 3的直接结合形成的:
SO 3 + H 2 SO 4 <=> H 2 S 2 O 7
物产
由于很难从发烟硫酸中完全分离出二硫酸,因此对二硫酸的性质还没有很好的定义。
应当记住,在发烟硫酸中,可能还有其他分子式为H 2 SO 4 ·xSO 3的化合物,其中取决于x的值,甚至可能存在聚合物结构。
可视化的一种方法是想象H 2 S 2 O 7的上部结构被更多的SO 3单元和氧桥所拉长。
在几乎纯净的状态下,它由不稳定的结晶固体(发烟)组成,该固体在36ºC时熔化。但是,该熔点可以根据真实组成而变化。
二硫酸可以形成所谓的二硫酸盐(或焦硫酸盐)。例如,如果它与氢氧化钾反应,则形成焦硫酸钾K 2 S 2 O 7。
此外,可以说它的分子量为178 g / mol,具有两个酸当量(可以用强碱中和的2 H +离子)。
糖脱水反应
使用发烟硫酸形式的该化合物,可以进行奇怪的反应:将方糖转化为碳块。
H 2 S 2 O 7与糖反应,以水的形式消除了所有的OH基团,从而促进了碳原子之间的新键;最终导致黑碳的结合。
命名法
二硫酸被认为是硫酸的酸酐。换句话说,由于两个酸分子之间的缩合,它失去了水分子。鉴于该化合物的名称这么多,IUPAC命名法只是推荐使用二硫酸。
术语“热解”专门指由加热产生的热解。IUPAC不建议H 2 S 2 O 7使用该名称。但是今天许多化学家仍在使用它。
-ico末端保持不变,因为硫原子继续保持+6的化合价。例如,可以使用以下算术运算来计算:
2H + 2S + 7O = 0
2(+1)+ 2S + 7(-2)= 0
S = 6
应用领域
储存硫酸
鉴于其具有像发烟硫酸一样固化的特性,二硫酸能够更安全地溶解和储存硫酸。这是因为SO 3逸出产生了不可呼吸的“雾”,它比H 2 SO 4更易溶于H 2 SO 4。要获得H 2 SO 4,将水加到发烟硫酸中就足够了:
H 2 S 2 O 7 + H 2 O <=> 2H 2 SO 4
100%硫酸合成
根据前面的公式,将H 2 SO 4稀释在添加的水中。例如,如果您使用的是H 2 SO 4水溶液,其中SO 3易于逸出并对工人构成危险,则当将发烟硫酸添加到溶液中时,它会与水发生反应,形成更多的硫酸。也就是说,增加您的注意力。
如果残留一些水,则会添加更多的SO 3,该SO 3与H 2 SO 4反应生成更多的二硫酸或发烟硫酸,然后通过“干燥” H 2 SO 4来重新水化。重复该过程足够多次以获得浓度为100%的硫酸。
使用类似的方法获得100%的硝酸。同样,它也已用于使用于制造炸药的其他化学物质脱水。
磺化
用于磺化染料等结构。也就是说,它会添加-SO 3 H 基团,该基团通过失去其酸性质子可以将自身锚定在纺织纤维的聚合物上。
另一方面,发烟硫酸的酸度用于实现第二次硝化(加成-NO 2基团)到芳环。
参考文献
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