Struktur, sifat, nomenklatur dan kegunaan asam sulfat

itu asam disulfurik adalah salah satu dari banyak asam okso belerang, yang rumus kimianya adalah H₂S₂O₇. Rumusnya secara eksplisit menyatakan bahwa ada dua atom belerang, dan seperti namanya, pasti ada dua molekul H.₂SO₄ dalam satu; Namun, ada tujuh oksigen, bukan delapan, jadi satu belerang harus memiliki tiga.

Asam ini adalah salah satu komponen utama oleum (atau asam sulfat berasap), yang menjadi bentuk "padat" asam sulfat. Begitulah keunggulannya, yang oleh sebagian orang menganggap oleum sebagai sinonim dari asam disulfat; yang juga dikenal dengan nama tradisional asam pirosulfuric.

Gambar menunjukkan wadah dengan oleum, dengan konsentrasi sulfur trioksida, SO₃, hingga 20%. Zat ini ditandai dengan sifatnya berminyak dan tidak berwarna; meskipun dapat berubah menjadi kekuningan atau coklat tergantung pada konsentrasi SO₃ dan adanya beberapa kotoran.

Di atas berkaitan dengan partisipasi SO₃ di H₂S₂O₇; yaitu molekul H₂SO₄ bereaksi dengan salah satu dari SO₃ untuk membentuk asam disulfurik. Menjadi seperti ini, H₂S₂O₇ itu juga dapat ditulis sebagai H₂SO₄· SO₃.

Indeks

• 1 Struktur asam disulfurik
• 2 Properti
  • 2.1 Reaksi dehidrasi gula
• 3 Nomenklatur
• 4 Penggunaan
  • 4.1 Menyimpan asam sulfat
  • 4.2 Sintesis asam sulfat 100%
  • 4.3 Sulfonasi
• 5 Referensi

Struktur asam disulfurik

Di atas Anda memiliki struktur H₂S₂O₇ dalam model bola dan bar. Perhatikan sekilas simetri molekul: sisi kiri jembatan oksigen identik dengan kanan. Dari perspektif itu, struktur dapat digambarkan dengan rumus HO₃SOSO₃H.

Di kedua ujungnya masing-masing kelompok hidroksil, yang hidrogennya, dengan efek induktif dari semua atom oksigen, meningkatkan muatan parsial positifnya; dan akibatnya, asam disulfurfat memiliki keasaman yang bahkan lebih kuat daripada asam sulfat.

Molekul dapat ditulis sebagai H₂SO₄· SO₃. Namun, ini lebih menyinggung komposisi oleum daripada struktur molekul.

Namun, jika molekul air ditambahkan ke H₂S₂O₇, dua molekul H akan dilepaskan₂SO₄:

H₂S₂O₇ + H₂O <=> 2 jam₂SO₄

Keseimbangan dapat bergerak ke kiri: ke pembentukan H₂S₂O₇ dari H₂SO₄ jika panas disuplai. Karena alasan inilah H₂S₂O₇ itu juga dikenal sebagai asam pyrosulfuric; karena dapat dihasilkan setelah pemanasan asam sulfat.

Juga, seperti yang disebutkan di awal, H₂S₂O₇ dibentuk oleh kombinasi langsung dari H₂SO₄ dan SO₃:

SO₃ + H₂SO₄ <=> H₂S₂O₇

Properti

Sifat-sifat asam disulfurat tidak terdefinisi dengan baik, karena sangat sulit untuk mengisolasi diri murni dari oleum.

Harus diingat bahwa dalam oleum mungkin ada senyawa lain, dengan rumus H₂SO₄· XSO₃, di mana tergantung pada nilai x bahkan dapat memiliki struktur polimer.

Salah satu cara untuk memvisualisasikannya adalah dengan membayangkan bahwa struktur atas H₂S₂O₇ menjadi lebih memanjang oleh lebih banyak unit SO₃ dan jembatan oksigen.

Dalam keadaan hampir murni, ia terdiri dari padatan kristal (perokok) tidak stabil yang meleleh pada suhu 36ºC. Namun, titik lebur ini dapat bervariasi tergantung pada komposisi sebenarnya.

Asam disulfat dapat membentuk apa yang dikenal sebagai garam disulfat (atau pirrosulfat). Misalnya, jika bereaksi dengan kalium hidroksida, ia membentuk kalium pirrosulfat, K₂S₂O₇.

Selain itu, dapat dikatakan bahwa ia memiliki berat molekul 178 g / mol, dan dua padanan asam (2 Hions)⁺ yang dapat dinetralkan dengan basis yang kuat).

Reaksi dehidrasi gula

Dengan senyawa ini dalam bentuk oleum dapat dilakukan reaksi yang aneh: transformasi gula batu menjadi blok karbon.

H₂S₂O₇ ia bereaksi dengan gula menghilangkan semua gugus OH-nya dalam bentuk air, yang mendukung hubungan baru antara atom karbon; serikat pekerja yang akhirnya menghasilkan karbon hitam.

Nomenklatur

Asam disulfurik dianggap sebagai anhidrida asam sulfat; artinya, ia kehilangan molekul produk air dari kondensasi antara dua molekul asam. Dengan begitu banyak kemungkinan nama untuk senyawa ini, nomenklatur IUPAC hanya merekomendasikan asam disulfurat.

Istilah 'piro' merujuk secara eksklusif pada yang dibentuk sebagai produk dari aplikasi panas. IUPAC tidak menyarankan nama ini untuk H₂S₂O₇; tetapi masih digunakan sampai sekarang oleh banyak ahli kimia.

-Ico akhir tetap tidak berubah karena atom sulfur terus mempertahankan valensi +6. Misalnya, dapat dihitung dengan operasi aritmatika berikut:

2H + 2S + 7O = 0

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

S = 6

Penggunaan

Menyimpan asam sulfat

Asam disulfurik, yang memiliki sifat pemadatan sebagai oleum, mampu melarutkan dan menyimpan asam sulfat yang lebih aman. Ini karena SO₃ lolos menciptakan "kabut" yang tidak dapat diarungi, yang jauh lebih mudah larut dalam H₂SO₄ dari pada air. Untuk mendapatkan H₂SO₄, cukup menambahkan air ke oleum:

H₂S₂O₇ + H₂O <=> 2 jam₂SO₄

Sintesis asam sulfat 100%

Dari persamaan sebelumnya, H₂SO₄ itu diencerkan dalam air yang ditambahkan. Misalnya, jika Anda memiliki larutan H₂SO₄, dimana SO₃ ia cenderung lepas dan merupakan risiko bagi para pekerja, ketika menambahkan oleum ke dalam larutan yang bereaksi dengan air membentuk lebih banyak asam sulfat; yaitu, meningkatkan konsentrasi Anda.

Jika ada air yang tersisa, lebih banyak SO ditambahkan₃, yang bereaksi dengan H₂SO₄ untuk menghasilkan lebih banyak asam disulfurik atau oleum, dan kemudian terhidrasi kembali dengan "mengeringkan" H₂SO₄. Proses ini diulangi cukup banyak untuk mendapatkan asam sulfat pada konsentrasi 100%.

Proses serupa digunakan untuk mendapatkan asam nitrat 100%. Demikian juga, telah digunakan untuk mendehidrasi zat kimia lainnya, yang digunakan untuk produksi bahan peledak.

Sulfonasi

Ini digunakan untuk struktur sulfonat, seperti pewarna; yaitu, tambahkan -SO grup₃H, yang bila kehilangan proton asamnya dapat ditambatkan ke polimer serat tekstil.

Di sisi lain, keasaman oleum digunakan untuk mencapai nitrasi kedua (tambahkan gugus -NO₂) ke dering aromatik.

Referensi

1. Menggigil & Atkins. (2008). Kimia anorganik (edisi keempat). Mc Graw Hill.
2. Wikipedia. (2018). Asam sulfat. Diperoleh dari: en.wikipedia.org
3. PubChem. (2019). Asam pirrosulfat. Diperoleh dari: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
4. Kim Seong Kyu, Han Myoung Lee, & Kwang S. Kim. (2015). Asam disulfat dipisahkan oleh dua molekul air: ab initio dan perhitungan teori fungsional kerapatan. Chem. Chem. Chem. Phys., 2015, 17, 28556
5. Melawan Layanan Kesehatan Costa. (s.f.). Oleum / sulfur trioxide: lembar fakta kimia. [PDF] Diperoleh dari: cchealth.org