ASAM BELERANG: STRUKTUR, SIFAT, TATA NAMA, KEGUNAAN - KIMIA - 2024

The asam sulfur adalah asam oksi dibentuk dengan melarutkan sulfur dioksida, SO ₂ , air. Ini adalah asam anorganik yang lemah dan tidak stabil, yang belum terdeteksi dalam larutan, karena reaksi pembentukannya dapat dibalik dan asam dengan cepat terurai dalam reagen yang memproduksinya (SO ₂ dan H ₂ O).

Molekul asam belerang sejauh ini hanya terdeteksi di fase gas. Basa terkonjugasi dari asam ini adalah anion umum dalam bentuk sulfit dan bisulfit.

Sumber: Benjah-bmm27, dari Wikimedia Commons Spektrum Raman larutan SO ₂ hanya menunjukkan sinyal yang disebabkan oleh molekul SO ₂ dan ion bisulfit, HSO ₃ ^- , konsisten dengan kesetimbangan berikut:

SO ₂ + H ₂ O <=> HSO ₃ ^- + H ⁺

Hal ini menunjukkan bahwa menggunakan spektrum Raman tidak mungkin mendeteksi keberadaan asam sulfat dalam larutan sulfur dioksida dalam air.

Saat terpapar ke atmosfer, ia dengan cepat berubah menjadi asam sulfat. Asam sulfat direduksi menjadi hidrogen sulfida dengan aksi asam sulfat encer dan seng.

Upaya memekatkan larutan SO ₂ dengan cara menguapkan air untuk memperoleh asam belerang bebas dari air tidak membuahkan hasil, karena asam terurai dengan cepat (membalikkan reaksi pembentukan), sehingga asam tidak dapat diisolasi.

Formasi alami

Asam belerang terbentuk di alam melalui kombinasi belerang dioksida, produk dari aktivitas pabrik besar, dengan air di atmosfer. Oleh karena itu, hujan asam dianggap sebagai produk perantara dari hujan asam, yang menyebabkan kerusakan besar pada pertanian dan lingkungan.

Bentuk asamnya tidak dapat digunakan di alam, tetapi biasanya dibuat dalam garam natrium dan kalium, sulfit dan bisulfit.

Sulfit dihasilkan secara endogen di dalam tubuh sebagai hasil metabolisme asam amino yang mengandung sulfur. Demikian juga, sulfit diproduksi sebagai produk fermentasi makanan dan minuman. Sulfit bersifat alergen, neurotoksik, dan metabolik. Ini dimetabolisme oleh enzim sulfit oksidase yang mengubahnya menjadi sulfat, senyawa yang tidak berbahaya.

Struktur

Molekul terisolasi

Pada gambar Anda dapat melihat struktur molekul asam sulfat yang terisolasi dalam bentuk gas. Bola kuning di tengah berhubungan dengan atom belerang, yang merah dengan atom oksigen, dan yang putih dengan hidrogen. Geometri molekulnya di sekitar atom S adalah piramida trigonal, dengan atom O sebagai alasnya.

Kemudian, dalam bentuk gas, molekul H ₂ SO ₃ dapat dianggap sebagai piramida trigonal kecil yang mengapung di udara, dengan asumsi cukup stabil untuk bertahan beberapa saat tanpa reaksi.

Struktur tersebut memperjelas dari mana asal dua hidrogen asam: dari gugus hidroksil berikatan sulfur, HO-SO-OH. Oleh karena itu, untuk senyawa ini, tidak tepat untuk mengasumsikan bahwa salah satu proton asam, H ⁺ , dilepaskan dari atom sulfur, H-SO ₂ (OH).

Dua gugus OH memungkinkan asam sulfat berinteraksi melalui ikatan hidrogen dan, selanjutnya, oksigen dari ikatan S = O adalah akseptor hidrogen, yang membuat H ₂ SO ₃ menjadi donor dan akseptor yang baik untuk jembatan tersebut.

Berdasarkan penjelasan di atas, H ₂ SO ₃ harus dapat mengembun menjadi cairan, seperti asam sulfat, H ₂ SO ₄ . Namun demikian, hal itu tidak terjadi.

Molekul dikelilingi oleh air

Sampai saat ini, belum mungkin untuk mendapatkan asam sulfat anhidrat, yaitu H ₂ SO ₃ (1); sedangkan H ₂ SO ₄ (aq), di sisi lain, setelah dehidrasi transformasi ke dalam bentuk anhidrat nya, H ₂ SO ₄ (l), yang merupakan padat dan cairan kental.

Jika molekul H ₂ SO ₃ diasumsikan tetap tidak berubah, maka molekul tersebut akan mampu larut sebagian besar dalam air. Interaksi yang akan mengatur larutan berair tersebut akan kembali menjadi ikatan hidrogen; Namun, akan ada juga interaksi elektrostatis sebagai hasil dari kesetimbangan hidrolisis:

H ₂ SO ₃ (aq) + H ₂ O (l) <=> HSO ₃ ^- (aq) + H ₃ O ⁺ (aq)

HSO ₃ ^- (aq) + H ₂ O (l) <=> SO ₃ ^2- (aq) + H ₃ O ⁺

Ion sulfit, SO ₃ ^2- akan menjadi molekul yang sama seperti di atas, tetapi tanpa bola putih; dan ion hidrogen sulfit (atau bisulfit), H SO ₃ ^- , mempertahankan bulatan putih. Tak terbatasnya garam bisa muncul dari kedua anion, beberapa lebih tidak stabil daripada yang lain.

Pada kenyataannya, telah dikonfirmasi bahwa sebagian kecil dari larutan terdiri dari H ₂ SO ₃ ; artinya, molekul yang dijelaskan bukanlah molekul yang berinteraksi langsung dengan molekul air. Alasan untuk ini adalah karena fakta bahwa ia mengalami dekomposisi yang berasal dari SO ₂ dan H ₂ O, yang disukai secara termodinamika.

SW

Struktur asam sulfat yang sebenarnya terdiri dari molekul sulfur dioksida yang dikelilingi oleh bola air yang terdiri dari n molekul.

Jadi, SO ₂ , yang strukturnya bersudut (tipe bumerang), bersama dengan bola airnya, bertanggung jawab atas proton yang bersifat asam yang mencirikan keasaman:

SO ₂ ∙ nH ₂ O (aq) + H ₂ O (l) <=> H ₃ O ⁺ (aq) + HSO ₃ ^- (aq) + nH ₂ O (l)

HSO ₃ ^- (aq) + H ₂ O (l) <=> SO ₃ ^2- (aq) + H ₃ O ⁺

Selain keseimbangan ini, ada juga keseimbangan kelarutan untuk SO ₂ , yang molekulnya dapat lepas dari air ke dalam fasa gas:

SO ₂ (g) <=> SO ₂ (ac)

Sifat fisik dan kimia

Formula molekul

H ₂ SO ₃

Berat molekul

82,073 g / mol.

Penampilan fisik

Ini adalah cairan tidak berwarna, dengan bau belerang yang menyengat.

Massa jenis

1,03 g / ml.

Kepadatan uap

2.3 (dalam kaitannya dengan udara yang diambil sebagai 1)

Korosif

Ini korosif pada logam dan kain.

Kelarutan air

Dapat larut dengan air.

Kepekaan

Peka terhadap udara.

Stabilitas

Stabil, tetapi tidak kompatibel dengan basis yang kuat.

Konstanta keasaman (Ka)

1,54 x 10 ^-2

pKa

1.81

pH

1,5 pada skala pH.

titik pengapian

Tidak mudah terbakar.

Penguraian

Ketika asam belerang dipanaskan, ia dapat membusuk, mengeluarkan asap oksida belerang beracun.

Tata nama

Belerang memiliki valensi berikut: ± 2, +4 dan +6. Dari rumus H ₂ SO ₃ dapat dihitung bilangan valensi atau oksidasi belerang dalam senyawa. Untuk melakukan ini, selesaikan saja jumlah aljabar:

2 (+1) + 1v + 3 (-2) = 0

Karena senyawa ini netral, jumlah muatan atom yang menyusunnya harus 0. Memecahkan v untuk persamaan sebelumnya, kita mendapatkan:

v = (6-2) / 1

Jadi, v sama dengan +4. Artinya, belerang berpartisipasi dengan valensi keduanya, dan menurut nomenklatur tradisional, sufiks –oso harus ditambahkan ke nama. Untuk alasan ini, H ₂ SO ₃ dikenal sebagai asam belerang .

Cara lain yang lebih cepat untuk menentukan valensi ini adalah dengan membandingkan H ₂ SO ₃ dengan H ₂ SO ₄ . Dalam H ₂ SO ₄ , belerang memiliki valensi +6, jadi jika O dihilangkan, valensinya turun menjadi +4; dan jika yang lain dihilangkan, valensi yang lebih rendah +2 (yang akan menjadi kasus untuk acid hypo sulfur bear , H ₂ SO ₂ ).

Meski kurang dikenal, H ₂ SO ₃ juga bisa disebut asam trioxosulfuric (IV), menurut nomenklatur stok.

Perpaduan

Secara teknis terbentuk dengan pembakaran belerang membentuk belerang dioksida. Kemudian larut dalam air membentuk asam sulfur. Namun, reaksinya dapat dibalik dan asam dengan cepat terurai kembali menjadi reaktan.

Ini adalah penjelasan mengapa asam sulfat tidak ditemukan dalam larutan air (seperti yang telah disebutkan pada bagian struktur kimianya).

Aplikasi

Sumber: Pxhere

Umumnya penggunaan dan aplikasi asam belerang, karena keberadaannya tidak dapat dideteksi, mengacu pada penggunaan dan aplikasi larutan belerang dioksida serta basa dan garam asam.

Di dalam kayu

Dalam proses sulfit, dihasilkan pulp kayu dalam bentuk serat selulosa yang hampir murni. Berbagai garam asam sulfat digunakan untuk mengekstraksi lignin dari serpihan kayu, menggunakan bejana bertekanan tinggi yang disebut digistor.

Garam yang digunakan dalam proses pengambilan pulp kayu adalah sulfit (SO ₃ ^2- ) atau bisulfite (HSO ₃ ^- ), tergantung pada pH. Ion counter dapat berupa Na ⁺ , Ca ²⁺ , K ⁺ atau NH ₄ ⁺ .

Agen desinfektan dan pemutih

-Asam sulfat digunakan sebagai desinfektan. Ini juga digunakan sebagai agen pemutih ringan, terutama untuk bahan sensitif klorin. Selain itu, digunakan sebagai pemutih gigi dan aditif makanan.

-Ini adalah bahan dalam berbagai kosmetik untuk perawatan kulit dan digunakan sebagai elemen pestisida dalam pembasmian tikus. Menghilangkan noda yang disebabkan oleh anggur atau buah pada kain yang berbeda.

-Ini berfungsi sebagai antiseptik, efektif untuk menghindari infeksi kulit. Kadang-kadang, itu digunakan dalam fumigasi untuk mendisinfeksi kapal, barang milik korban wabah yang sakit, dll.

Agen pengawet

Asam sulfat digunakan sebagai pengawet buah-buahan dan sayuran serta untuk mencegah fermentasi minuman seperti anggur dan bir, sebagai unsur antioksidan, antibakteri dan fungisida.

Penggunaan lainnya

-Asam sulfat digunakan dalam sintesis obat-obatan dan bahan kimia; dalam produksi anggur dan bir; pemurnian produk minyak bumi; dan digunakan sebagai reagen analitik.

-Bisulfit bereaksi dengan nukleosida pirimidin dan menambah ikatan rangkap antara posisi 5 dan 6 dari pirimidin, mengubah ikatan tersebut. Transformasi bisulfit digunakan untuk menguji struktur polinukleotida sekunder atau lebih tinggi.

Referensi

1. Wikipedia. (2018). Asam belerang. Dipulihkan dari: en.wikipedia.org
2. Tata nama asam. . Diperoleh dari: 2.chemistry.gatech.edu
3. Voegele F. Andreas & col. (2002). Tentang Stabilitas Asam Sulfat (H ₂ SO ₃ ) dan Dimernya. Chem. Eur. J. 2002. 8, No.24.
4. Menggigil & Atkins. (2008). Kimia anorganik. (Edisi keempat., P. 393). Mc Graw Hill.
5. Calvo Flores FG (nd). Formulasi kimia anorganik. . Diperoleh dari: ugr.es
6. PubChem. (2018). Asam belerang. Diperoleh dari: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
7. Steven S. Zumdahl. (15 Agustus 2008). Asam oksya. Encyclopædia Britannica. Diperoleh dari: britannica.com