Ácido dissulfúrico: estrutura, propriedades, nomenclatura e usos - Ciência - 2023

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o ácido dissulfúrico É um dos muitos oxoácidos de enxofre, cuja fórmula química é H₂S₂OU₇. A fórmula afirma explicitamente que existem dois átomos de enxofre, e como seu nome também indica, deve haver duas moléculas de H₂SW₄ apenas um; entretanto, existem sete oxigênios em vez de oito, portanto, um enxofre deve ter três.

Este ácido é considerado um dos principais componentes do oleum (ou ácido sulfúrico fumante), que é uma forma "densa" de ácido sulfúrico. Tal é o seu predomínio, que alguns consideram oleum como sinônimo de ácido dissulfúrico; que também é conhecido pelo nome tradicional de ácido pirossulfúrico.

A imagem mostra um recipiente com oleum, com concentração de trióxido de enxofre, SO₃, em 20%. Esta substância é caracterizada por ser oleosa e incolor; embora possa ficar amarelado ou marrom dependendo da concentração de SO₃ e a presença de algumas impurezas.

O acima relaciona a participação do OS₃ no H₂S₂OU₇; ou seja, uma molécula de H₂SW₄ reagir com um SO₃ para formar ácido dissulfúrico. Sendo assim, o H₂S₂OU₇ também pode ser escrito como H₂SW₄· SW₃.

Estrutura do ácido dissulfúrico

Acima está a estrutura de H₂S₂OU₇ em um modelo de esferas e barras. Observe à primeira vista a simetria da molécula: o lado esquerdo da ponte de oxigênio é idêntico ao direito. Dessa perspectiva, a estrutura pode ser descrita com a fórmula HO₃MAIS OU MENOS₃H.

Em ambas as extremidades estão cada grupo hidroxila, cujo hidrogênio, por efeito indutivo de todos esses átomos de oxigênio, aumenta sua carga parcial positiva; e consequentemente, o ácido dissulfúrico tem uma acidez ainda mais forte do que o ácido sulfúrico.

A molécula pode ser escrita como H₂SW₄· SW₃. No entanto, isso se refere mais a uma composição de oleum do que à estrutura de uma molécula.

No entanto, se uma molécula de água se adiciona a H₂S₂OU₇, duas moléculas de H serão liberadas₂SW₄:

H₂S₂OU₇ + H₂O <=> 2H₂SW₄

O equilíbrio pode mudar para a esquerda: para a formação de H₂S₂OU₇ de H₂SW₄ se o calor for fornecido a ele. É por esta razão que em H₂S₂OU₇ também é conhecido como ácido pirossulfúrico; uma vez que pode ser gerado após o aquecimento do ácido sulfúrico.

Além disso, como mencionado no início, o H₂S₂OU₇ é formado pela combinação direta de H₂SW₄ Eu sou₃:

SW₃ + H₂SW₄ <=> H₂S₂OU₇

Propriedades

As propriedades do ácido dissulfúrico não são muito bem definidas, pois é extremamente difícil isolar puramente do oleum.

Deve-se lembrar que no oleum podem haver outros compostos, com as fórmulas H₂SW₄XSO₃, onde dependendo do valor de x você pode até ter estruturas poliméricas.

Uma maneira de visualizar isso é imaginar que a estrutura superior de H₂S₂OU₇ torna-se mais alongado por mais unidades de SO₃ e pontes de oxigênio.

Em estado quase puro, consiste em um sólido cristalino instável (fumegante) que funde a 36ºC. No entanto, este ponto de fusão pode variar dependendo da verdadeira composição.

O ácido dissulfúrico pode formar o que é conhecido como sais dissulfato (ou pirossulfato). Por exemplo, se reage com hidróxido de potássio, forma pirossulfato de potássio, K₂S₂OU₇.

Além disso, pode-se citar que possui peso molecular de 178 g / mol, e dois equivalentes ácidos (2 íons H⁺ que pode ser neutralizado com uma base forte).

Reação de desidratação de açúcar

Com esse composto em forma de oleum, uma reação curiosa pode ser realizada: a transformação de cubos de açúcar em blocos de carbono.

O H₂S₂OU₇ reage com os açúcares, eliminando todos os seus grupos OH na forma de água, o que favorece novas ligações entre os átomos de carbono; sindicatos que acabam causando o carbono negro.

Nomenclatura

O ácido dissulfúrico é considerado o anidrido do ácido sulfúrico; em outras palavras, ele perde uma molécula de água como resultado da condensação entre duas moléculas de ácido. Dados tantos nomes possíveis para este composto, a nomenclatura IUPAC simplesmente recomenda o ácido dissulfúrico.

O termo 'piro' refere-se exclusivamente àquele formado como produto da aplicação de calor. A IUPAC não recomenda este nome para o H₂S₂OU₇; mas ainda hoje é usado por muitos químicos.

A terminação -ico permanece inalterada já que o átomo de enxofre continua a manter uma valência de +6. Por exemplo, ele pode ser calculado usando a seguinte operação aritmética:

2H + 2S + 7O = 0

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

S = 6

Formulários

Armazena ácido sulfúrico

O ácido dissulfúrico, devido à sua propriedade de solidificar como oleum, é capaz de dissolver e armazenar o ácido sulfúrico com mais segurança. Isso ocorre porque o sistema operacional₃ escapa criando uma "névoa" irrespirável, que é muito mais solúvel em H₂SW₄ do que na água. Para obter o H₂SW₄, bastaria adicionar à água oleum:

H₂S₂OU₇ + H₂O <=> 2H₂SW₄

Síntese de ácido sulfúrico 100%

Da equação acima, o H₂SW₄ é diluído na água adicionada. Por exemplo, se você tiver uma solução aquosa de H₂SW₄, onde o SO₃ Tende a escapar e representa um risco para os trabalhadores, pois, ao ser adicionado à solução, o oleum reage com a água formando mais ácido sulfúrico. isto é, aumentando sua concentração.

Se restar um pouco de água, mais SO é adicionado₃, que reage com H₂SW₄ para produzir mais ácido dissulfúrico ou oleum, e então este é reidratado por "secagem" do H₂SW₄. O processo é repetido o suficiente para se obter ácido sulfúrico na concentração de 100%.

Um processo semelhante é usado para obter ácido nítrico 100%. Da mesma forma, tem sido usado para desidratar outras substâncias químicas, usadas para fazer explosivos.

Sulfonação

É usado para sulfonar estruturas, como as de corantes; ou seja, adicionar grupos –SO₃H, que ao perder seu próton ácido pode se ancorar ao polímero da fibra têxtil.

Por outro lado, a acidez do oleum é utilizada para obter a segunda nitração (adicionar -NO₂) para anéis aromáticos.

Referências

Shiver & Atkins. (2008). Química Inorgânica. (quarta edição). Mc Graw Hill.
Wikipedia. (2018). Ácido dissulfúrico. Recuperado de: en.wikipedia.org
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