- 自然の形成
- 構造
- 孤立した分子
- 水に囲まれた分子
- SW
- 物理的及び化学的性質
- 分子式
- 分子量
- 外見
- 密度
- 蒸気密度
- 腐食性
- 水溶性
- 感度
- 安定
- 酸性度定数(Ka)
- pKa
- pH
- 発火点
- 分解
- 命名法
- 合成
- 用途
- 森の中で
- 消毒および漂白剤
- 保存剤
- その他の用途
- 参考文献
亜硫酸は、二酸化硫黄、SO溶解することによって形成されるオキシ酸である2、水を。それは、その形成の反応が可逆的であり、酸がそれを生成した試薬(SO 2およびH 2 O)で急速に分解するため、溶液中で検出されなかった、弱くて不安定な無機酸です。
亜硫酸分子はこれまで気相でのみ検出されていました。この酸の共役塩基は、亜硫酸塩と重亜硫酸塩の形の一般的なアニオンです。
出典:ベンジャ-bmm27、SOのウィキメディア・コモンズラマンスペクトルから2つの溶液によるSOのみ示す信号2分子と亜硫酸水素イオン、HSO 3 - 、次の平衡と一致します。
SO 2 + H 2 O <=> HSO 3 - + H +
これは、ラマンスペクトルを使用して、二酸化硫黄水溶液中の亜硫酸の存在を検出することが不可能であることを示しています。
大気に触れるとすぐに硫酸になります。亜硫酸は希硫酸と亜鉛の作用により硫化水素に還元されます。
水を蒸発させてSO 2の溶液を濃縮して水を含まない亜硫酸を得ようとしても、酸は急速に分解し(形成反応を逆転させる)、酸は隔離される。
自然の形成
亜硫酸は、大規模工場の活動の産物である二酸化硫黄と大気中の水との組み合わせによって自然界で形成されます。このため、酸性雨の中間生成物と考えられ、農業や環境に大きなダメージを与えています。
その酸の形は自然界では使用できませんが、通常、そのナトリウムおよびカリウム塩、亜硫酸塩および重亜硫酸塩で調製されます。
亜硫酸塩は、硫黄含有アミノ酸の代謝の結果として体内で内因的に生成されます。同様に、亜硫酸塩は食品および飲料の発酵の産物として生産されます。亜硫酸塩は、アレルギー性、神経毒性、代謝性があります。無害な化合物である硫酸塩に変換する酵素亜硫酸オキシダーゼによって代謝されます。
構造
孤立した分子
画像では、気体状態の亜硫酸の孤立した分子の構造を見ることができます。中央の黄色い球は硫黄原子、赤い球は酸素原子、白い球は水素に対応しています。S原子の周りのその分子形状は、O原子がベースを描画する三角錐です。
次に、気体状態では、H 2 SO 3分子は、反応せずに一定時間持続するのに十分安定していると仮定して、空気中に浮遊する小さな三角錐と見なすことができます。
この構造により、2つの酸性水素がどこに由来するかが明らかになります:硫黄結合ヒドロキシル基HO-SO-OHから。したがって、この化合物では、酸性プロトンの1つであるH +が硫黄原子H-SO 2(OH)から放出されると仮定するのは正しくありません。
2つのOH基は亜硫酸が水素結合を介して相互作用することを可能にし、さらに、S = O結合の酸素は水素アクセプターであり、これはH 2 SO 3を前記ブリッジの優れたドナーとアクセプターの両方にします。
上記によれば、H 2 SO 3は、硫酸と同様に、H 2 SO 4が凝縮して液体になるはずです。それにもかかわらず、それはそれが起こる方法ではありません。
水に囲まれた分子
今日まで、無水亜硫酸、すなわちH 2 SO 3(1)を得ることができなかった。一方、H 2 SO 4(水性)は、脱水後、その無水の形に変化し、H 2 SO 4(l)は、濃厚で粘稠な液体です。
H 2 SO 3分子が不変のままであると仮定すると、水に大幅に溶解することができます。前記水溶液において支配する相互作用は、やはり水素結合であろう。ただし、加水分解平衡の結果として、静電相互作用もあります。
H 2 SO 3(水溶液)+ H 2 O(L)<=> HSO 3 - (水溶液)+ H 3 O +(水溶液)
HSO 3 - (水溶液)+ H 2 O(L)<=> SO 3 2-(水溶液)+ H 3 O +
亜硫酸イオンSO 3 2-は上記と同じ分子ですが、白い球はありません。そして、亜硫酸水素(または重亜硫酸塩)イオン、HSO 3が- 、白い球を保持します。塩の無限大は両方の陰イオンから生じる可能性があり、いくつかは他のものより不安定です。
実際には、溶液のごく一部がH 2 SO 3で構成されていることが確認されています。つまり、説明された分子は水分子と直接相互作用するものではありません。これは、熱力学的に有利なSO 2およびH 2 Oに起因する分解を受けるためです。
SW
亜硫酸の真の構造は、n個の分子で構成される水の球に囲まれた二酸化硫黄の分子で構成されています。
したがって、その構造が角張っている(ブーメランタイプ)SO 2は、その水球とともに、酸性度を特徴付ける酸性プロトンに関与します。
SO 2 ∙nHの2 O(水溶液)+ H 2 O(L)<=> H 3 O +(水溶液)+ HSO 3 - (水溶液)+ NH 2 O(L)
HSO 3 - (水溶液)+ H 2 O(L)<=> SO 3 2-(水溶液)+ H 3 O +
このバランスに加えて、SO 2の溶解度バランスもあり、その分子は水から気相に逃げることができます。
SO 2(g)<=> SO 2(ac)
物理的及び化学的性質
分子式
H 2 SO 3
分子量
82.073 g / mol。
外見
無色の液体で、刺激的な硫黄臭がする。
密度
1.03 g / ml。
蒸気密度
2.3(1として扱われる空気に関して)
腐食性
金属や布に対して腐食性があります。
水溶性
水と混和する。
感度
空気に敏感です。
安定
安定しているが、強塩基とは相性が悪い。
酸性度定数(Ka)
1.54 x 10 -2
pKa
1.81
pH
pHスケールで1.5。
発火点
可燃性ではありません。
分解
亜硫酸を加熱すると分解し、有毒な硫黄酸化物の煙を放出します。
命名法
硫黄の価数は、±2、+ 4、+ 6です。式H 2 SO 3から、化合物内の硫黄の原子価または酸化数を計算できます。これを行うには、代数和を解くだけです:
2(+1)+ 1v + 3(-2)= 0
これは中性化合物なので、それを構成する原子の電荷の合計は0でなければなりません。前の方程式のvを解くと、次のようになります。
v =(6-2)/ 1
したがって、vは+4に等しくなります。つまり、硫黄は2番目の原子価で加わり、従来の命名法では、接尾辞–osoを名前に追加する必要があります。このため、H 2 SO 3は硫黄酸として知られています。
この価数を決定する別のより速い方法は、H 2 SO 3をH 2 SO 4と比較することです。H 2 SO 4では、硫黄の価数は+6であるため、Oが除去されると、価数は+4に下がります。そして、もう1つが取り除かれた場合、原子価がより低くなります+2(これは、酸性ハイポイオウクマ、H 2 SO 2の場合です)。
あまり知られていませんが、H 2 SO 3は、在庫の命名法に従って、トリオキソ硫酸(IV)とも呼ばれます。
合成
技術的には、硫黄を燃焼して二酸化硫黄を形成することによって形成されます。その後、水に溶解して亜硫酸を形成します。しかし、反応は可逆的であり、酸は急速に分解して反応物に戻ります。
これは、水溶液に亜硫酸が含まれていない理由の説明です(化学構造のセクションで既に述べたとおり)。
用途
出典:Pxhere
一般に、硫黄酸の使用と用途は、その存在を検出できないため、二酸化硫黄の溶液と酸の塩基と塩の使用と用途を参照してください。
森の中で
亜硫酸塩プロセスでは、木材パルプはほぼ純粋なセルロース繊維の形で生産されます。さまざまな亜硫酸塩が、digistorsと呼ばれる高圧容器を使用して、木材チップからリグニンを抽出するために使用されます。
木材パルプを得る工程で使用される塩は、亜硫酸塩(SOある3 2-)、または亜硫酸水素(HSO 3 - pHに依存します)。対イオンは、Na +、Ca 2+、K +またはNH 4 +にすることができます。
消毒および漂白剤
-亜硫酸は消毒剤として使用されます。それは、特に塩素に敏感な材料のための穏やかな漂白剤としても使用されます。また、歯の美白剤や食品添加物としても使用されています。
・各種スキンケア化粧品の成分であり、ネズミ駆除の農薬成分として使用されていました。異なる生地のワインや果物によって引き起こされる汚れを排除します。
-それは防腐剤として機能し、皮膚感染を回避するのに有効です。時々、船や伝染病の被害者の所持品などを消毒するために燻蒸で使用されました。
保存剤
亜硫酸は果物や野菜の防腐剤として、またワインやビールなどの飲料の発酵を防ぐために使用され、抗酸化、抗菌、殺菌の要素です。
その他の用途
-亜硫酸は薬物や化学物質の合成に使用されます。ワインとビールの生産。石油製品の精製; 分析試薬として使用されます。
-亜硫酸水素塩はピリミジンヌクレオシドと反応し、ピリミジンの5と6の位置の間の二重結合に追加して、結合を変更します。バイサルファイト変換は、ポリヌクレオチドの二次構造またはそれ以上の構造をテストするために使用されます。
参考文献
- ウィキペディア。(2018)。亜硫酸。から回復:en.wikipedia.org
- 酸の命名法。。回収元:2.chemistry.gatech.edu
- Voegele F. Andreas&col。(2002)。亜硫酸(H 2 SO 3)とその二量体の安定性について。Chem。Eur。J. 2002. 8、No.24。
- 震えとアトキンス。(2008)。無機化学。(第4版、P。393)。Mc Graw Hill。
- カルボフローレスFG(nd)。無機化学製剤。。から回復:ugr.es
- PubChem。(2018)。亜硫酸。リカバリー元:pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
- スティーブン・ズムダール。(2008年8月15日)。オキシ酸。百科事典ブリタニカ。リカバリー元:britannica.com