- Struktur asam disulfuric
- Properti
- Reaksi dehidrasi gula
- Tata nama
- Aplikasi
- Menyimpan asam sulfat
- 100% sintesis asam sulfat
- Sulfonasi
- Referensi
The asam disulfuric adalah salah satu dari banyak oxoacids belerang, dengan rumus kimia H 2 S 2 O 7 . Rumus tersebut secara eksplisit menunjukkan bahwa ada dua atom sulfur, dan seperti namanya juga menunjukkan, pasti ada dua molekul H 2 SO 4 dalam satu; namun, ada tujuh oksigen, bukan delapan, jadi belerang pasti memiliki tiga.
Asam ini dianggap sebagai salah satu komponen utama oleum (atau asam sulfat berasap), yang merupakan asam sulfat "padat". Begitu dominannya, sehingga beberapa orang menganggap oleum sebagai sinonim untuk asam disulfuric; yang juga dikenal dengan nama tradisional asam pirosulfur.
Oleum. Sumber: W. Oelen, melalui Wikimedia Commons
Gambar menunjukkan wadah dengan oleum, dengan konsentrasi sulfur trioksida, SO 3 , pada 20%. Zat ini dicirikan sebagai berminyak dan tidak berwarna; meskipun bisa berubah menjadi kekuningan atau coklat tergantung pada konsentrasi SO 3 dan adanya beberapa pengotor.
Hal tersebut di atas berkaitan dengan partisipasi SO 3 dalam H 2 S 2 O 7 ; yaitu, molekul H 2 SO 4 bereaksi dengan salah satu SO 3 untuk membentuk asam disulfur. Oleh karena itu, H 2 S 2 O 7 juga dapat ditulis sebagai H 2 SO 4 · SO 3 .
Struktur asam disulfuric
Molekul H2S2O7. Sumber:. Jynto (lebih banyak dari pengguna ini), dari Wikimedia Commons
Di atas adalah struktur H 2 S 2 O 7 dalam model bola dan batang. Perhatikan sekilas simetri molekul: sisi kiri jembatan oksigen identik dengan kanan. Dari perspektif tersebut, struktur dapat digambarkan dengan rumus HO 3 SOSO 3 H.
Pada kedua ujungnya terdapat setiap gugus hidroksil, yang hidrogennya, dengan efek induktif dari semua atom oksigen ini, meningkatkan muatan parsial positifnya; dan akibatnya, asam disulfuric memiliki keasaman yang lebih kuat daripada asam sulfat.
Molekul tersebut dapat ditulis sebagai H 2 SO 4 · SO 3 . Namun, ini lebih mengacu pada komposisi oleum daripada struktur molekul.
Namun, jika sebuah molekul air ditambahkan ke H 2 S 2 O 7 , dua molekul H 2 SO 4 akan dilepaskan :
H 2 S 2 O 7 + H 2 O <=> 2H 2 SO 4
Kesetimbangan dapat digeser ke kiri: menuju pembentukan H 2 S 2 O 7 dari H 2 SO 4 jika panas disuplai padanya. Karena alasan inilah H 2 S 2 O 7 juga dikenal sebagai asam pyrosulfuric; karena dapat dihasilkan setelah memanaskan asam sulfat.
Juga, seperti yang disebutkan di awal, H 2 S 2 O 7 dibentuk oleh kombinasi langsung dari H 2 SO 4 dan SO 3 :
SO 3 + H 2 SO 4 <=> H 2 S 2 O 7
Properti
Sifat-sifat asam disulfur tidak didefinisikan dengan baik, karena sangat sulit untuk diisolasi secara murni dari oleum.
Harus diingat bahwa dalam oleum mungkin terdapat senyawa lain, dengan rumus H 2 SO 4 · xSO 3 , di mana tergantung pada nilai x, bahkan struktur polimerik dapat ada.
Salah satu cara untuk memvisualisasikannya adalah dengan membayangkan bahwa struktur atas H 2 S 2 O 7 menjadi lebih memanjang dengan lebih banyak unit SO 3 dan jembatan oksigen.
Dalam keadaan yang hampir murni itu terdiri dari kristal padat tidak stabil (berasap) yang meleleh pada 36ºC. Namun demikian, titik leleh ini dapat bervariasi tergantung pada komposisi sebenarnya.
Asam disulfur dapat membentuk apa yang dikenal sebagai garam disulfat (atau pirosulfat). Misalnya, jika bereaksi dengan kalium hidroksida, ia membentuk kalium pirosulfat, K 2 S 2 O 7 .
Selain itu, dapat dikatakan memiliki berat molekul 178 g / mol, dan dua asam ekivalen (2 ion H + yang dapat dinetralkan dengan basa kuat).
Reaksi dehidrasi gula
Dengan senyawa ini dalam bentuk oleum, reaksi aneh dapat dilakukan: transformasi gula batu menjadi blok karbon.
H 2 S 2 O 7 bereaksi dengan gula menghilangkan semua gugus OH-nya dalam bentuk air, yang mendukung ikatan baru antara atom karbon; serikat pekerja yang akhirnya menyebabkan karbon hitam.
Tata nama
Asam disulfur dianggap sebagai anhidrida asam sulfat; dengan kata lain, ia kehilangan satu molekul air sebagai akibat dari kondensasi antara dua molekul asam. Mengingat begitu banyak kemungkinan nama untuk senyawa ini, nomenklatur IUPAC hanya merekomendasikan asam disulfuric.
Istilah 'pyro' mengacu secara eksklusif pada yang terbentuk sebagai produk dari penerapan panas. IUPAC tidak menyarankan nama ini untuk H 2 S 2 O 7 ; tetapi masih digunakan sampai sekarang oleh banyak ahli kimia.
Akhiran -ico tetap tidak berubah karena atom sulfur terus mempertahankan valensi +6. Misalnya, dapat dihitung menggunakan operasi aritmatika berikut:
2H + 2S + 7O = 0
2 (+1) + 2S + 7 (-2) = 0
S = 6
Aplikasi
Menyimpan asam sulfat
Asam disulfur, mengingat sifatnya yang mengeras seperti oleum, mampu melarutkan dan menyimpan asam sulfat dengan lebih aman. Ini karena SO 3 lolos dan menciptakan "kabut" yang tidak dapat dihirup, yang jauh lebih mudah larut dalam H 2 SO 4 daripada di air. Untuk mendapatkan H 2 SO 4 , cukup menambahkan air ke oleum:
H 2 S 2 O 7 + H 2 O <=> 2H 2 SO 4
100% sintesis asam sulfat
Dari persamaan sebelumnya, H 2 SO 4 diencerkan dengan air yang ditambahkan. Misalnya, jika Anda memiliki larutan encer H 2 SO 4 , di mana SO 3 cenderung keluar dan merupakan risiko bagi pekerja, ketika oleum ditambahkan ke larutan, oleum bereaksi dengan air, membentuk lebih banyak asam sulfat; yaitu meningkatkan konsentrasi Anda.
Jika sedikit air tersisa, lebih banyak SO 3 ditambahkan , yang bereaksi dengan H 2 SO 4 menghasilkan lebih banyak asam disulfuric atau oleum, dan kemudian ini mengalami rehidrasi dengan "mengeringkan" H 2 SO 4 . Proses tersebut diulangi beberapa kali untuk mendapatkan asam sulfat pada konsentrasi 100%.
Proses serupa digunakan untuk mendapatkan 100% asam nitrat. Demikian pula, telah digunakan untuk mengeringkan zat kimia lain yang digunakan untuk membuat bahan peledak.
Sulfonasi
Ini digunakan untuk struktur sulfonat, seperti pewarna; yaitu, ia menambahkan gugus -SO 3 H, yang dengan kehilangan proton asamnya dapat mengikatkan diri ke polimer serat tekstil.
Di sisi lain, keasaman oleum digunakan untuk mencapai nitrasi kedua (tambahkan NO 2 kelompok ) ke cincin aromatik.
Referensi
- Menggigil & Atkins. (2008). Kimia anorganik. (edisi keempat). Mc Graw Hill.
- Wikipedia. (2018). Asam disulfuric. Dipulihkan dari: en.wikipedia.org
- PubChem. (2019). Asam pyrosulfuric. Diperoleh dari: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
- Seong Kyu Kim, Han Myoung Lee, & Kwang S. Kim. (2015). Asam disulfur dipisahkan oleh dua molekul air: ab initio dan perhitungan teori fungsional kerapatan. Phys. Chem. Chem. Phys., 2015, 17, 28556
- Layanan Kesehatan Contra Costa. (sf). Oleum / sulfur trioksida: lembar fakta kimiawi. . Diperoleh dari: cchealth.org