スルファミン酸：構造、特性、合成、用途 - 化学 - 2025

スルファミン酸は、共有単結合、ヒドロキシル基（-OH）およびアミノ基（-NHによって連結された硫黄原子（S）からなる無機化合物である₂）、および二重結合の二つの原子酸素（O）。白色の結晶性固体です。その化学式はNH ₂ SO ₃ Hです。これは、アミノスルホン酸、アミドスルホン酸、アミド硫酸、スルファミド酸とも呼ばれます。

スルファミン酸は強酸です。金属、金属酸化物、炭酸塩と反応する可能性があります。その塩は一般に水に溶けるため、プロセス機器のスケール除去剤として適しています。製糖工場では、蒸発装置内の炭酸塩付着物を洗浄するためによく使用されます。

スルファミン酸の構造。Benjah-bmm 27。出典：ウィキペディアコモンズ。

スルファミン酸は、亜硝酸塩の減速（NOである₂ ^- ）、この化学的性質は、染料産業および亜硝酸塩分析におけるような様々な用途で使用されています。

製紙用の革なめしやパルプ漂白に使用されます。実際、食料品の梱包に使用される紙や段ボールによく見られるので、これは食品汚染物質です。

実験室の標準として、金属の電着にも使用され、その誘導体の1つは非常に効果的な除草剤です。

構造

スルファミン酸は斜方晶の両錐形の結晶の形で結晶化します。冷たい溶液から結晶化するとコンパクトなプリズムとシートを形成し、高温の水溶液から結晶化するとダイヤモンドシートを形成します。

命名法

-スルファミン酸

-アミノスルホン酸

-アミドスルホン酸

-アミド硫酸

-スルファミジン酸

プロパティ

体調

白色の結晶性固体。

分子量

97.1 g / mol。

融点

205°C、209°Cで分解します。

密度

2.15 g / cm ³

溶解度

水に可溶：

-0ºCで12.8％

-20ºCで17.57％

-40ºCで22.77％

メタノールにやや溶け、アセトンにやや溶け、エーテルに溶けない。

窒素含有塩基および窒素を含む有機溶媒に自由に溶解します。

二硫化炭素（CS ₂）および四塩化炭素（CCl ₄）に不溶。

pH

0.41（1 N溶液、つまり1等量/ L）。

解離定数

25°Cで0.101

化学的特性

強酸です。塩酸（HCl）、硝酸（HNO ₃）、硫酸（H ₂ SO ₄）とほぼ同じ。

スルファミン酸の水溶液は高度にイオン化されています。そのpHは、ギ酸、リン酸、シュウ酸の溶液よりも低くなっています。

水中では、スルファミン酸は酸素に結合しているプロトンのみを失います。窒素に付着した水素はしっかりと一緒に保持されます。

水溶液中でゆっくりと加水分解され、酸性硫酸アンモニウム（NH ₄ HSO ₄）が得られます。乾燥した状態でも安定しています。

スルファミン酸は金属、金属酸化物、炭酸塩を攻撃してスルファメートを生成します。たとえば、金属カリウム（K）を使用すると、スルファミン酸カリウム（KOSO ₂ NH ₂）と水素（H ₂）を形成します。

スルファミン酸のすべての塩は水に溶けます。カルシウム、鉛、バリウムの塩は、対応する硫酸の塩とは異なり、水に非常に溶けやすくなっています。

亜硝酸（HNO ₂）はスルファミン酸のアミノ基と定量的に反応し、窒素（N ₂）を放出します。スルファミン酸イオンは、この反応ではアミンではなくアミドとして機能すると考えられています。

スルファミン酸は、塩素、臭素、または塩素酸カリウムによって酸化され、硫酸に変換されます。この反応は、クロム酸や過マンガン酸カリウムなどの他の酸化剤では起こりません。

強アルカリ、塩素、次亜塩素酸、次亜塩素酸塩、シアン化物、硫化物とは適合しません（反応しません）。

その他の特性

吸湿性ではありません（つまり、空気から湿気を吸収しません）。

加熱して分解すると、非常に有毒な硫黄酸化物の煙と塩化水素（HCl）を放出します。

その誘導体の1つであるスルファミン酸アンモニウムは難燃剤です。

中程度の毒性があります。

合成

スルファミン酸は、尿素CO（NH ₂）₂を発煙硫酸、すなわち三酸化硫黄（SO ₃）を含む濃硫酸（H ₂ SO ₄）と反応させることにより得られます。

また、クロロスルホン酸（HClO ₃ Cl）とアンモニア（NH ₃）を反応させて合成することもできます。

用途

染料業界では

スルファミン酸は、染料の合成におけるジアゾ化反応で過剰な亜硝酸塩を迅速かつ効果的に除去するために使用されます。この目的では、尿素よりもはるかに実用的です。

皮革加工にて

革のなめし中に、硫酸の代わりにスルファミン酸を使用すると、よりきめ細かく絹のような質感が得られます。

また、スルファミン酸カルシウムは硫酸カルシウムとは異なり水溶性であるため、硫酸を使用した場合に革に発生する汚れを残すことなく、精練工程でスルファミン酸を使用することができます。

革の靴。出典：Pixabay。

洗浄工程設備

スルファミン酸は、やかん、反応器、パイプ、冷却システム、熱交換器の脱スケール洗浄剤として使用されます。

この装置では、スケールは、発電所、化学プラント、製鉄所、製紙所、圧縮ステーションおよびその他の産業における水またはプロセス化合物の循環によって形成されます。

スケールまたは固体の堆積物は、有機物（藻類、シルト、菌類）または無機物（酸化鉄、硫化鉄、炭酸カルシウムまたはマグネシウム、硫酸塩、リン酸塩またはケイ酸塩）です。

スルファミン酸は、炭酸カルシウムスケールの除去に使用すると非常に効果的です。銅、真鍮、ステンレス鋼、鋳鉄、亜鉛メッキ鋼設備で使用できます。

それは重量で5-10％のソリューションの形で使用されます。特に製糖工場では、銅製熱交換器を使用して鋳鉄製の蒸発器を洗浄するために使用されます。

製糖工場の蒸発装置。著者：Antriksh Kumar。出典：Pixabay

50〜60 thanC以下の温度で使用してください。70℃の温度では、CaSO ₄などの不溶性硫酸塩が形成されます。

塩化ナトリウムと組み合わせて使用​​すると、相乗効果が生じ、溶液は酸化第二鉄をゆっくりと溶解させます。この場合、ステンレス鋼には使用しないでください。塩酸が放出され、この材料が腐食する可能性があります。

金属精錬で

銅、銀、コバルト、ニッケル、亜鉛、カドミウム、鉄、鉛などの金属の電気めっきは、スルファミン酸溶液で正常に行うことができます。これは、ハイドロフルオロケイ酸（H ₂ SiF ₆）よりもはるかに簡単に処理できます。

実験室の標準試薬として

スルファミン酸には、酸としての強度、水中での再結晶による精製の容易さ、安定性、非吸湿性などの特性があるため、実験室レベルでの主な標準として使用されています。これは、アルカリの定量に使用されることを意味します。

実験室。PublicDomainPictures。出典：Pixabay

亜硝酸塩分析で

亜硝酸塩との反応が容易なため、スルファミン酸は溶液中のこれらの測定に使用されます。

水中の溶存酸素の分析

スルファミン酸は水中の亜硝酸塩と反応し、窒素が放出されるため、亜硝酸塩による干渉を排除することにより、水中の溶存酸素の測定を行うことができます。

亜酸化窒素の準備

スルファミン酸は硝酸と反応して亜酸化窒素（N ₂ O）を生成します。この反応は、このガスを得るための硝酸アンモニウムの反応よりも安全です。

農業で

スルファミン酸の誘導体であるスルファミン酸アンモニウムは、動物にとって効果的な無毒性の除草剤です。

それは夏の終わりか初秋に、できれば湿った天候で除去される種の葉に露によって適用されます。化合物が葉から根に移動すると、植物は死にます。

除草剤スプレー散布。著者：Zefe Wu。出典：Pixabay

この化合物のもう一つの利点は、土壌を永久に殺菌しないことです。実際、スルファミン酸アンモニウムからの窒素の一部は、次のシーズンの植物の成長のために土壌で利用できるようになります。

耐火生地

セルロースとの適合性とその難燃特性により、スルファミン酸アンモニウムは難燃性の布地と紙を得る薬剤になります。

生地の重量の10％を使用しており、見た目や肌触りはそのままです。使用中の布は、スルファメートを溶解しないように水で洗浄しないでください。

それは特に劇場のカーテンや同様の場所で役立ちます。

劇場。著者：MustangJoeソース：Pixabay

様々な用途で

これは、尿素ホルムアルデヒド樹脂の製造など、一部の化学反応の触媒として使用されます。また、プールの殺菌剤および塩素安定剤として、またパルプおよび製紙工場の木材パルプ漂白剤としても役立ちます。

参考文献

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