Ácido sulfuroso: estrutura, propriedades, nomenclatura, usos - Ciência - 2023

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o ácido sulfuroso é um oxácido que é formado pela dissolução do dióxido de enxofre, SO₂, na água. É um ácido inorgânico fraco e instável, que não foi detectado em solução, pois a reação de sua formação é reversível e o ácido se decompõe rapidamente nos reagentes que o produziram (SO₂ e H₂OU).

A molécula de ácido sulfuroso até agora só foi detectada na fase gasosa. As bases conjugadas deste ácido são ânions comuns nas formas de sulfitos e bissulfitos.

O espectro Raman de soluções SO₂ só mostra sinais devido à molécula SO₂e o íon bissulfito, HSO₃^–, consistente com o seguinte equilíbrio:

SW₂ + H₂O <=> HSO₃^– + H⁺

Isso indica que usando o espectro Raman não é possível detectar a presença de ácido sulfuroso em uma solução de dióxido de enxofre em água.

Quando exposto à atmosfera, rapidamente se transforma em ácido sulfúrico. O ácido sulfúrico é reduzido a sulfeto de hidrogênio pela ação do ácido sulfúrico diluído e do zinco.

A tentativa de concentrar uma solução de sistema operacional₂ Ao evaporar a água para obter ácido sulfuroso livre de água, não deu resultado, pois o ácido se decompõe rapidamente (revertendo a reação de formação), de forma que o ácido não pode ser isolado.

Formação natural

O ácido sulfuroso é formado na natureza pela combinação do dióxido de enxofre, produto da atividade de grandes fábricas, com a água atmosférica. Por esse motivo, é considerada um produto intermediário da chuva ácida, causando grandes prejuízos à agricultura e ao meio ambiente.

Sua forma ácida não é utilizável na natureza, mas geralmente é preparada em seus sais de sódio e potássio, sulfito e bissulfito.

O sulfito é gerado endogenamente no corpo como resultado do metabolismo dos aminoácidos contendo enxofre. Além disso, o sulfito é produzido como produto da fermentação de alimentos e bebidas. O sulfito é alergênico, neurotóxico e metabólico. É metabolizado pela enzima sulfito oxidase que o converte em sulfato, um composto inofensivo.

Estrutura

Molécula isolada

Na imagem você pode ver a estrutura de uma molécula isolada de ácido sulfuroso no estado gasoso. A esfera amarela no centro corresponde ao átomo de enxofre, as vermelhas aos átomos de oxigênio e as brancas aos hidrogênios. Sua geometria molecular em torno do átomo S é uma pirâmide trigonal, com os átomos O desenhando a base.

Então, no estado gasoso, as moléculas de H₂SW₃ eles podem ser considerados como minúsculas pirâmides trigonais flutuando no ar, supondo que sejam estáveis o suficiente para durar algum tempo sem reagir.

A estrutura deixa claro de onde vêm os dois hidrogênios ácidos: dos grupos hidroxila ligados por enxofre, HO-SO-OH. Portanto, para este composto, não é correto assumir que um dos prótons ácidos, H⁺, é liberado do átomo de enxofre, H-SO₂(OH).

Os dois grupos OH permitem que o ácido sulfuroso interaja através de ligações de hidrogênio e, além disso, o oxigênio da ligação S = O é um aceitador de hidrogênio, que converte H₂SW₃ tanto em um bom doador quanto em um aceitador dessas pontes.

De acordo com o acima, o H₂SW₃ deve ser capaz de condensar em um líquido, assim como o ácido sulfúrico faz, H₂SW₄. No entanto, não é assim que acontece.

Molécula rodeada de água

Até o momento, não foi possível obter ácido sulfuroso anidro, ou seja, H₂SW₃(eu); enquanto o H₂SW₄(ac), por outro lado, após a desidratação, transforma-se em sua forma anidra, H₂SW₄(l), que é um líquido denso e viscoso.

Se for assumido que a molécula H₂SW₃permanece inalterado, então será capaz de se dissolver em grande parte na água. As interações que governariam nessas soluções aquosas seriam novamente ligações de hidrogênio; No entanto, as interações eletrostáticas também existiriam como resultado do equilíbrio de hidrólise:

H₂SW₃(ac) + H₂O (l) <=> HSO₃^–(ac) + H₃OU⁺(ac)

HSO₃^–(ac) + H₂O (l) <=> SO₃^2-(ac) + H₃OU⁺

O íon sulfito, SO₃^2- Seria a mesma molécula acima, mas sem as esferas brancas; e o íon sulfito de hidrogênio (ou bissulfito), HSO₃^–, mantém uma esfera branca. Infinidades de sais podem surgir de ambos os ânions, alguns mais instáveis do que outros.

Na realidade, foi confirmado que uma porção extremamente pequena das soluções consiste em H₂SW₃; ou seja, a molécula explicada não é aquela que interage diretamente com as moléculas de água. A razão para isso é porque ele sofre decomposição causando SO₂ e H₂Ou, que é termodinamicamente favorecido.

SW₂∙nH₂OU

A verdadeira estrutura do ácido sulfuroso consiste em uma molécula de dióxido de enxofre circundada por uma esfera de água composta por n moléculas.

Assim, o SO₂, cuja estrutura é angular (tipo bumerangue), juntamente com sua esfera aquosa, é responsável pelos prótons ácidos que caracterizam a acidez:

SW₂∙ nH₂O (ac) + H₂O (l) <=> H₃OU⁺(ac) + HSO₃^–(ac) + nH₂O (l)

HSO₃^–(ac) + H₂O (l) <=> SO₃^2-(ac) + H₃OU⁺

Além desse equilíbrio, há também um equilíbrio de solubilidade para SO₂, cuja molécula pode escapar da água para a fase gasosa:

SW₂(g) <=> SO₂(ac)

Propriedades físicas e químicas

Fórmula molecular

H₂SW₃

Peso molecular

82,073 g / mol.

Aspecto físico

É um líquido incolor, com um odor pungente de enxofre.

Densidade

1,03 g / ml.

Densidade do vapor

2.3 (em relação ao ar tomado como 1)

Corrosividade

É corrosivo para metais e tecidos.

Solubilidade em água

Miscível com água.

Sensibilidade

É sensível ao ar.

Estabilidade

Estável, mas incompatível com bases fortes.

Constante de acidez (Ka)

1,54 x 10^-2

pKa

1.81

pH

1,5 na escala de pH.

ponto de ignição

Não inflamável.

Decomposição

Quando o ácido sulfuroso é aquecido, ele pode se decompor, emitindo uma fumaça tóxica de óxido de enxofre.

Nomenclatura

O enxofre tem as seguintes valências: ± 2, +4 e +6. Da fórmula H₂SW₃, a valência ou o número de oxidação do enxofre no composto pode ser calculado. Para fazer isso, basta resolver uma soma algébrica:

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

Por se tratar de um composto neutro, a soma das cargas dos átomos que o constituem deve ser 0. Resolvendo para v para a equação anterior, temos:

v = (6-2) / 1

Portanto, v é igual a +4. Ou seja, o enxofre participa com sua segunda valência, e segundo a nomenclatura tradicional, o sufixo –oso deve ser adicionado ao nome. Por este motivo em H₂SW₃é conhecido como ácido sulfúricoUrso.

Outra maneira mais rápida de determinar esta valência é comparando o H₂SW₃com o H₂SW₄. No H₂SW₄o enxofre tem uma valência de +6, portanto, se um O for removido, a valência cai para +4; e se outro for removido, a valência cai para +2 (o que seria o caso do ácido soluçoenxofreUrso, H₂SW₂).

Embora menos conhecido, para o H₂SW₃Também pode ser denominado ácido trioxossulfúrico (IV), de acordo com a nomenclatura de estoque.

Síntese

Tecnicamente, é formado pela queima de enxofre para formar dióxido de enxofre. Em seguida, ele se dissolve em água para formar ácido sulfuroso. No entanto, a reação é reversível e o ácido se decompõe rapidamente de volta aos reagentes.

Esta é uma explicação de porque o ácido sulfuroso não é encontrado em solução aquosa (como já mencionado na seção sobre sua estrutura química).

Formulários

Geralmente, os usos e aplicações do ácido sulfúrico, uma vez que sua presença não pode ser detectada, referem-se aos usos e aplicações de soluções de dióxido de enxofre e às bases e sais do ácido.

Na floresta

No processo de sulfito, a polpa de madeira é produzida na forma de fibras de celulose quase puras. Vários sais de ácido sulfuroso são usados para extrair lignina de cavacos de madeira, usando recipientes de alta pressão chamados digistores.

Os sais utilizados no processo de obtenção da polpa da madeira são o sulfito (SO₃^2-) ou bissulfito (HSO₃^–), dependendo do pH. O contra-íon pode ser Na⁺, Ca²⁺, K⁺ ou NH₄⁺.

Agente desinfetante e branqueador

-O ácido sulfuroso é usado como desinfetante. Ele também é usado como um agente de branqueamento suave, especialmente para materiais sensíveis ao cloro. Além disso, é utilizado como branqueador dentário e aditivo alimentar.

-É ingrediente em vários cosméticos para o cuidado da pele e foi usado como elemento pesticida na eliminação de ratos. Elimina manchas causadas por vinho ou frutas em diferentes tecidos.

-Serve como anti-séptico, sendo eficaz para evitar infecções cutâneas. Em alguns momentos, foi utilizado em fumigações para desinfetar navios, pertences de enfermos vítimas de epidemias, etc.

Agente conservante

O ácido sulfuroso é utilizado como conservante de frutas e vegetais e para prevenir a fermentação de bebidas como vinho e cerveja, sendo um elemento antioxidante, antibacteriano e fungicida.

Outros usos

-O ácido sulfuroso é utilizado na síntese de medicamentos e produtos químicos; na produção de vinho e cerveja; refino de produtos petrolíferos; e é usado como um reagente analítico.

-Bissulfito reage com os nucleosídeos da pirimidina e se adiciona à ligação dupla entre as posições 5 e 6 da pirimidina, modificando a ligação. A transformação de bissulfito é usada para testar estruturas secundárias ou superiores de polinucleotídeos.

Referências

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