Estrutura do ácido sulfuroso, propriedades, nomenclatura, usos

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Philip Kelley

ácido sulfuroso é um oxácido que é formado pela dissolução do dióxido de enxofre, SOdois, 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 (SOdois e HdoisOU).

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..

Fonte: Benjah-bmm27 [domínio público], do Wikimedia Commons
O espectro Raman de soluções SOdois só mostra sinais devido à molécula SOdois e o íon bissulfito, HSO3-, consistente com o seguinte equilíbrio:

SWdois    +  HdoisOU    <=> 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 operacionaldois por evaporação da água para obter ácido sulfuroso livre de água, não produziu resultados, uma vez que o ácido se decompõe rapidamente (revertendo a reação de formação), então o ácido não pode ser isolado.

Índice do artigo

  • 1 formação natural
  • 2 Estrutura
    • 2.1 Molécula isolada
    • 2.2 Molécula cercada por água
    • 2,3 SO2 ∙ nH2O
  • 3 Propriedades físicas e químicas
    • 3.1 Fórmula molecular
    • 3.2 Peso molecular
    • 3.3 Aparência física
    • 3.4 Densidade
    • 3,5 Densidade de vapor
    • 3.6 Corrosividade
    • 3.7 Solubilidade em água
    • 3.8 Sensibilidade
    • 3.9 Estabilidade
    • 3,10 constante de acidez (Ka)
    • 3,11 pKa
    • 3,12 pH
    • 3.13 Ponto de fulgor
    • 3.14 Decomposição
  • 4 Nomenclatura
  • 5 Síntese
  • 6 usos
    • 6.1 Na floresta
    • 6.2 Agente desinfetante e branqueador
    • 6.3 Agente conservante
    • 6.4 Outros usos
  • 7 referências

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, sulfito e bissulfito de sódio e potássio..

O sulfito é gerado endogenamente no corpo como resultado do metabolismo dos aminoácidos contendo enxofre. Da mesma forma, 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 HdoisSW3 pode ser pensado como minúsculas pirâmides trigonais flutuando no ar, supondo que seja estável o suficiente para durar um 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-SOdois(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 HdoisSW3 um bom doador e aceitador dessas pontes.

De acordo com o acima, o HdoisSW3 deve ser capaz de se condensar em um líquido, assim como o ácido sulfúrico, HdoisSW4. No entanto, não é assim que acontece.

Molécula rodeada de água

Até o momento, não foi possível obter ácido sulfuroso anidro, ou seja, HdoisSW3(eu); enquanto o HdoisSW4(ac), por outro lado, após a desidratação, transforma-se em sua forma anidra, HdoisSW4(l), que é um líquido denso e viscoso.

Se for assumido que a molécula de HdoisSW3 permanece inalterado, então será capaz de se dissolver em grande parte na água. As interações que governariam nas ditas soluções aquosas seriam novamente ligações de hidrogênio; No entanto, as interações eletrostáticas também existiriam como resultado do equilíbrio de hidrólise:

HdoisSW3(ac) + HdoisO (l) <=> HSO3-(ac) + H3OU+(ac)

HSO3-(ac) + HdoisO (l) <=> SW3dois-(ac) + H3OU+

O íon sulfito, SO3dois- Seria a mesma molécula acima, mas sem as esferas brancas; e o íon sulfito de hidrogênio (ou bissulfito), HSO3-, retém 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 HdoisSW3; 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 SOdois e HdoisOu, que é termodinamicamente favorecido.

SWdoisnHdoisOU

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 SOdois, cuja estrutura é angular (tipo bumerangue), junto com sua esfera aquosa, é responsável pelos prótons ácidos que caracterizam a acidez:

SWdois∙ nHdoisO (ac) + HdoisO (l) <=> H3OU+(ac) + HSO3-(ac) + nHdoisO (l)

HSO3-(ac) + HdoisO (l) <=> SW3dois-(ac) + H3OU+

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

SWdois(g) <=> SWdois(ac)

Propriedades físicas e químicas

Fórmula molecular

HdoisSW3

Peso molecular

82,073 g / mol.

Aspecto físico

É um líquido incolor, com cheiro forte 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-dois

pKa

1,81

pH

1,5 na escala de pH.

ponto de ignição

Não inflamável.

Decomposição

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

Nomenclatura

O enxofre tem as seguintes valências: ± 2, +4 e +6. Da fórmula HdoisSW3, 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, de acordo com a nomenclatura tradicional, o sufixo -oso deve ser adicionado ao nome. Por este motivo em HdoisSW3 é conhecido como ácido sulfúricosuportar.

Outra maneira mais rápida de determinar esta valência é comparando o HdoisSW3 com o HdoisSW4. No HdoisSW4 o 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 soluçoenxofresuportar, HdoisSWdois).

Embora menos conhecido, para o HdoisSW3 Também 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. Este então 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

Fonte: Pxhere

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 (SO3dois-) ou bissulfito (HSO3-), dependendo do pH. O contra-íon pode ser Na+, ACdois+, 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 clareador dentário e aditivo alimentar.

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

-Atua como anti-séptico, sendo eficaz na prevenção de 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 usado na síntese de drogas e produtos químicos; na produção de vinho e cerveja; refino de produtos petrolíferos; e é usado como um reagente analítico.

-O bissulfito reage com os nucleosídeos da pirimidina e se soma 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

  1. Wikipedia. (2018). Ácido sulfuroso. Recuperado de: en.wikipedia.org
  2. Nomenclatura de ácidos. [PDF]. Recuperado de: 2.chemistry.gatech.edu
  3. Voegele F. Andreas & col. (2002). Sobre a estabilidade do ácido sulfuroso (HdoisSW3) e seu dímero. Chem. Eur. J. 2002. 8, No.24.
  4. Shiver & Atkins. (2008). Química Inorgânica. (Quarta edição., P. 393). Mc Graw Hill.
  5. Calvo Flores F. G. (s.f.). Formulação de química inorgânica. [PDF]. Recuperado de: ugr.es
  6. PubChem. (2018). Ácido sulfuroso. Recuperado de: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
  7. Steven S. Zumdahl. (15 de agosto de 2008). Oxiácido. Encyclopædia Britannica. Recuperado de: britannica.com

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