Sulfonsyrestruktur, nomenklatur, egenskaper, bruk

Det kalles sulfonsyre I det hele tatt tilhørende en familie av organiske syrer som har en eller flere grupper -så₃H. Enkelte forfattere indikerer at farforbindelsen er h-s (= o)₂-Å, eller H-SO₃H, kalt av noe "sulfonsyre", er imidlertid dens eksistens ikke blitt bevist, og heller ikke den for dens ho -s tautomer (= o) -oh kjent som "svovelsyre" (h₂SW₃), verken i løsning eller i fast tilstand.

Sistnevnte skyldes at svoveldioksidgass (iv) (så₂) I vandig løsning blir det bisulfittioner (HSO₃^-) og pyrosulfite (s₂ENTEN₅^2-) Og ikke til h-s (= o)₂-Oh eller ho -s (= o) -oh, som allerede er bevist av mange kjemiske forskere.

Sulfonilgruppe. Choij [Public Domain]. Kilde: Wikipedia Commons

I R-SO Chemical Formula₃H av sulfonsyrer, gruppe R kan representere hydrokarbonskjeletter som alkan, alqueno, alchene og/eller sand. Disse kan inneholde sekundære funksjoner som ester, eter, keton, amino, amido, hydroksyl, karboksyl og fenolgrupper, blant mange andre.

Sulfonsyrer er sterke syrer, sammenlignbare med svovelsyre (H₂SW₄). Imidlertid avhenger resten av dens egenskaper i stor grad av gruppen R.

Noen har en tendens til å avsvømme ved høye temperaturer. Dette betyr å miste gruppen -så₃H, spesielt når R er en sand, det vil si med benzenring.

Sulfonsyrer har mange bruksområder avhengig av deres kjemiske formel. De brukes til å produsere fargestoffer, blekk, polymerer, vaskemidler, overflateaktive midler og som katalysatorer, blant mange andre bruksområder.

[TOC]

Struktur

Sulfonsyrer har følgende generelle struktur:

Generell formel av sulfonsyrer. Benjah-BMM27 [Public Domain]. Kilde: Wikipedia Commons

Nomenklatur

- Sulfonilgruppe: -so₃H

- Leid eller arilsulfonsyre: r-so₃H

Egenskaper

De er faste eller væske avhengig av gruppe R. Ingen gassformige sulfonsyrer er kjent.

Dens fysiske og kjemiske egenskaper avhenger av arten av gruppen R. Til sammenligning er det noen fysiske egenskaper til flere sulfonsyrer, hvor P.F. Det er smeltepunktet og P.og. Det er kokepunktet ved et trykk på 1 mm Hg:

- Metanosulfonsyre: P.F. 20 ºC; p.og. 122 ºC

- Etanosofonsyre: P.F. -17 ºC; p.og. 123 ºC

- Proposulfonsyre: P.F. -37 ºC; p.og. 159 ºC

- Butanosulfonsyre: P.F. -15 ºC; p.og. 149 ºC

Kan tjene deg: jernholdig klorid (FECL2): Struktur, bruksområder, egenskaper

- Pentosulfonsyre: P.F. -16 ºC; p.og. 163 ºC

- Heksanosulfonsyre: P.F. 16 ºC; p.og. 174 ºC

- Benzefonsyre: P.F. 44 ºC; p.og. 172 ºC (ved 0,1 mm Hg)

- P-toluensulfonsyre: P.F. 106 ºC; p.og. 182 ºC (ved 0,1 mm Hg)

- 1-naftalensulnsyre: P.F. 78 ºC; p.og. Det dekomponerer

- 2-naftalensulfonsyre: P.F. 91 ºC; p.og. Det dekomponerer

- Trifluormetanosulfonsyre: P.F. ingen; p.og. 162 ºC (ved 760 mm Hg)

De fleste er veldig løselige i vann.

Sulfonsyrer er enda flere syrer enn karboksylsyrer. De har surhet som ligner på svovelsyre. De oppløses i vandig natriumhydroksyd og vandig bikarbonat.

De har en tendens til å lide termisk nedbrytning, og oppstår deres avkonasjon. Imidlertid er flere av alkosulfonsyrene termisk stabile. Spesielt er trisk syre eller trifluormetansulfonsyre en av de sterkeste og mest stabile syrene.

Å skaffe

Arilsulfonsyrer

Ailsulfonsyrer oppnås generelt gjennom sulfoneringsprosessen som består av å tilsette et overskudd av røyksulfovinsyre (h₂SW₄ + SW₃) Til den organiske forbindelsen vi vil ha sulfonar. For eksempel når det gjelder benzen:

C₆H₆ + H₂SW₄  C₆H₅SW₃H + h₂ENTEN

ARH + H₂SW₄  Arso₃H + h₂ENTEN

Sulfonering er en reversibel reaksjon, for hvis vi tilfører benzeulfonsyre en fortynnet syre og passerer damp på blandingen₃ Og benzen blir destillert ved flyktning med damp, og fortrenger balansen mot avkonasjon.

Sulfonantmiddelet kan også være klorosulfursyre, sulfaminsyre eller sulfittioner.

Alkylofonsyrer

Disse er vanligvis fremstilt ved sulfo-oksidasjon, det vil si behandling av alkylforbindelser med svoveldioksid SO₂ og oksygen eller₂, eller direkte med svoveltrioksid så₃.

RH + 2SO₂ + ENTEN₂ + H₂Eller r-so₃H + h₂SW₄

applikasjoner

Sulfonsyrer for overflateaktive midler og vaskemidler

Alkybenfinsyrer brukes i fremstilling av vaskemidler, og er en av de mest utbredte bruksområdene.

P-metylbenzefonsyre. Su-no-g. Kilde = Selvlaget. *Dato = 21. august 2006. *Laget med ChemDraw. Kilde: Wikipedia Commons.

De brukes til pulveriserte og flytende vaskemidler, vaskemidler for tunge eller lette oppgaver, hender og sjampo såper.

De aktive komponentene er generelt den alkybenzen lineære og sulfonerte fettsestere.

Ettersom overflateaktive midler er vanlige alfa-olefin-sulfonater, disulfonater, sulfosuccinater.

Kan tjene deg: natriumoksalat (Na2C2O4): Struktur, egenskaper, bruksområder, risiko

Disse overflateaktive midlene finner bruk i husholdningsrengjøringsprodukter, kosmetikk, polymerisasjon i emulsjoner og kjemisk produksjon for landbruk.

Ligosulfonatene er avledet sulfonert fra lignin, en komponent av tre, og brukes som disperging, fuktighetsgivende, bindende midler i veipau, betongtilsetningsstoffer og tilsetningsstoffer i dyremat.

En 2-naftalanosulfonsyre avledet brukes til å øke sementfluiditet og styrke.

Sulfonsyrebasert fargelegging

Disse er generelt preget av å inneholde AZO-grupper (R-N = N-R).

Syre rød fargelegging. Smokefoot [CC By-SA 4.0 (https: // creativecommons.Org/lisenser/by-SA/4.0)]. Kilde: Wikipedia Commons.

Sulfonsyre -avledede fargestoffer har nytteverdi i papirindustrien, blekk som injeksjonstrykk, tekstiler som bomull og ull, kosmetikk, såper, vaskemidler, mat og lær.

Et 2-naftalanosulfonsyrederivat brukes også som en fargelegging ingrediens for polyesterfibre og læring av lær.

Amider basert på sulfonsyrer

Denne applikasjonen fremhever akrylamidfonsyrene, som har polymerer, i metallelektrode, for eksempel overflateaktive midler og i transparente anti -kompanioner belegg.

De brukes også i forbedret oljeutvinning, som sammensatte liberende midler på jord, i hydrauliske sementblandinger og som aminoplastiske harpikser herdende akseleratorer.

Noen sulfonamider brukes også i insektmiddelformler.

Fluorerte og klorfluorsulfonsyrer

Denne gruppen fremhever trifluormetanosulfonsyre (CF₃SW₃H), også kalt trisk syre. Denne forbindelsen har en organisk syntese og polymerisasjonsreaksjoner katalyse.

Trific Acid. Capacio [CC By-SA 3.0 (https: // creativecommons.Org/lisenser/by-SA/3.0)]. Kilde: Wikipedia Commons.

For eksempel brukes det i polymerisasjon av aromatiske olefiner og i fremstilling av sterkt forgrenede parafiniske hydrokarboner med et høyt oktannummer for å bruke dem som drivstofftilsetningsstoffer.

En annen av anvendelsene er i syntesen av ledende polymerer, ved hjelp av polyacetylendoping, produserer for eksempel halvledere p.

Pentafluoroetanosulfonsyre (CF₃Jfr₂SW₃H), kjent som pentaplinsyre, brukes som organisk katalysator.

Trific acid reagerer med antimon pentafluorid (SBF₅) Genererer den så -kalt "magiske syre", en supersikre katalysator som tjener for alkylering og polymerisasjon.

Kan tjene deg: Jod Tinktur: Egenskaper, bruksområder, kontraindikasjoner

Nafion-H er en ionebytteharpiks av en parfymert polymersulfonsyre. Det har karakteristikken ved å være inert mot sterke syrer, sterke baser og redusere eller oksidere midler.

I biologiske anvendelser

En av få sulfonsyrer som finnes i naturen er 2-aminoetanosulfonsyre, bedre kjent som tyrefekting, en i hovedsak aminosyre, spesielt for katter.

Syntetisk og naturlig tyrefekting brukes som kosttilskudd i kjæledyrmat og farmasøytiske produkter.

Bullfighting Molecule. Harbinary. Kilde: Wikipedia Commons

Taurokolsyre er en gallekomponent og deltar i fordøyelsen av fett. 8-anilino-1-naftalanosulfonsyre, en syntetisk forbindelse, brukes i studiet av proteiner.

Urea -kopolymerer og bifenyldisulfonsyre har blitt brukt som herpes simplex virusinhibitorer.

Noen sulfonsyrederivater, så som sulfonert polystyren og noen azokompiesto.

I oljeindustrien

Enkelte blandinger av oljederivater, som inkluderer en variert kombinasjon av aromatiske, parafiner og polynukleære aromatiske, kan sulfoneres og deretter riktig nøytralisert generering av de SO -kalt oljesulfonater.

Disse oljesulfonatene har eiendom til å senke operasjonsspenningen i vann. I tillegg er produksjonen veldig lave kostnader.

Av denne grunn blir oljesulfonater injisert i eksisterende oljebrønner som hjelper utvinning av råolje som er okkludert mellom bergarter under overflaten.

I formulering av smøremidler og antikorrosiv

Magnesiumsulfonater har bred bruk i smøremiddelformler som dispergering-detetersgent-tilsetningsstoffer og for å unngå slitasje.

Bariumsulfonater brukes i anti -flint smøremidler for bruk som brukes i høyhastighetsapplikasjoner. Natrium- og kalsiumsulfonater har smøremidler og fettfett for å forbedre ekstreme trykkegenskaper.

Sulfonsyre magnesiumsalter er også nyttige i antikorrosive anvendelser som belegg, fett og harpikser.

Referanser

1. Falk, Michael og Giguer, Paul A. (1958). På arten av svovelsyre. Canadian Journal of Chemistry, Vol. 36, 1958. Gjenopprettet fra NRCResearchPress.com
2. Betts, r.H. og Voss, r.H. (1970). Kinetikken til oksygenutveksling mellom sulfittion og vann. Canadian Journal of Chemistry, Vol. 48, 1970. Gjenopprettet fra NRCResearchPress.com
3. Bomull, f.TIL. Og Wilkinson, g. (1980). Avansert uorganisk kjemi. Fjerde utgave. Kapittel 16. John Wiley & Sons.
4. Kirk-Ohmer (1994). Encyclopedia of Chemical Technology. Volum 23. Fjerde utgave. John Wiley & Sons.
5. Kosswig, Kurt. (2012). Overflateaktive midler. Ullmanns Encyclopedia of Industrial Chemistry Vol. 35. Wiley-VCH Verlag GmbH & Co.