Sulfaminsyras struktur, egenskaper, syntes, användningsområden

3562
Simon Doyle
Sulfaminsyras struktur, egenskaper, syntes, användningsområden

De sulfaminsyra är en oorganisk förening bildad av en svavelatom (S) kovalent bunden och genom enkelbindning till en hydroxylgrupp (-OH) och till en aminogrupp (-NHtvåoch genom dubbelbindning till två syreatomer (O). Det är ett vitt kristallint fast ämne. Dess kemiska formel är NHtvåSW3H. Även känd som aminosulfonsyra, amidsulfonsyra, amidsvavelsyra och sulfamidinsyra..

Sulfaminsyra är en stark syra. Det kan reagera med metaller, metalloxider och karbonater. Salterna är i allmänhet lösliga i vatten, vilket gör det till en bra avlägsnande av skal i processutrustning. Det används ofta i sockerbruk för att rengöra karbonatinkrusteringar i förångare..

Struktur av sulfaminsyra. Benjah-bmm27 [Allmän domän]. Källa: Wikipedia Commons.

Sulfaminsyra är en nitritreducerare (NOtvå-) och denna kemiska egenskap används i olika applikationer, såsom inom färgindustrin och i nitritanalys..

Det används vid garvning av läder och massa blekning för papperstillverkning. I själva verket är det en livsmedelsförorening, eftersom den ofta finns i papper och kartong som används för att packa livsmedel..

Det används också vid elektrodeposition av metaller, som en laboratoriestandard och ett av dess derivat är en mycket effektiv herbicid..

Artikelindex

  • 1 Struktur
  • 2 Nomenklatur
  • 3 fastigheter
    • 3.1 Fysiskt tillstånd
    • 3.2 Molekylvikt
    • 3.3 Smältpunkt
    • 3.4 Densitet
    • 3.5 Löslighet
    • 3,6 pH
    • 3.7 Dissociationskonstant
    • 3.8 Kemiska egenskaper
    • 3.9 Andra egenskaper
  • 4 Syntes
  • 5 användningsområden
    • 5.1 Inom färgämnesindustrin
    • 5.2 I läderbearbetning
    • 5.3 Vid rengöringsprocessutrustning
    • 5.4 I metallraffinering
    • 5.5 Som standardreagens i laboratoriet
    • 5.6 I nitritanalys
    • 5.7 Vid analys av löst syre i vatten
    • 5.8 Vid beredning av dikväveoxid
    • 5.9 Inom jordbruket
    • 5.10 På brandsäkra tyger
    • 5.11 I olika applikationer
  • 6 Referenser

Strukturera

Sulfaminsyra kristalliserar i form av dipyramidala ortorombiska kristaller. Bildar kompakta prismer och ark vid kristallisering från kall lösning, samt diamantark vid kristallisering från varm vattenlösning.

Nomenklatur

- Sulfaminsyra

- Aminosulfonsyra

- Amidsulfonsyra

- Amidsvavelsyra

- Sulfamidinsyra

Egenskaper

Fysiskt tillstånd

Vitt kristallint fast ämne.

Molekylvikt

97,1 g / mol.

Smältpunkt

205 ºC, sönderdelas vid 209 ºC.

Densitet

2,15 g / cm3

Löslighet

Lösligt i vatten:

- 12,8% vid 0 ºC

- 17,57% vid 20 ºC

- 22,77% vid 40 ºC

Lätt löslig i metanol, lätt löslig i aceton, olöslig i eter.

Fritt lösligt i kvävebaser och i organiska lösningsmedel som innehåller kväve.

Olöslig i koldisulfid (CStvå) och koltetraklorid (CCl4).

pH

0,41 (i 1 N lösning, det vill säga 1 ekvivalent / L).

Dissociationskonstant

0,101 vid 25 ºC.

Kemiska egenskaper

Det är en stark syra. Nästan lika mycket som saltsyra (HCl), salpetersyra (HNO3svavelsyra (HtvåSW4).

Vattenhaltiga lösningar av sulfaminsyra är starkt joniserade. Dess pH är lägre än lösningarna av myrsyra, fosforsyra och oxalsyra.

I vatten tappar sulfaminsyra endast protonen som är bunden till syre. Väten bundna till kväve håller tätt ihop.

I vattenlösning hydrolyserar den långsamt för att ge syraammoniumsulfat (NH4HSO4). Den är stabil under torra förhållanden.

Sulfaminsyra angriper metaller, metalloxider och karbonater för att generera sulfamater. Till exempel med metallkalium (K) bildar det kaliumsulfamat (KOSOtvåNHtvåväte (Htvå).

Alla salter av sulfaminsyra är lösliga i vatten. Salterna av kalcium, bly och barium är mycket lösliga i vatten, till skillnad från motsvarande salter av svavelsyra.

Salpetersyra (HNOtvåreagerar kvantitativt med aminogruppen sulfaminsyra, vilket frigör kväve (Ntvå). Sulfamatjonen beräknas fungera i denna reaktion som en amid, inte en amin..

Sulfaminsyra oxideras av klor, brom eller kaliumklorat för att omvandla den till svavelsyra. Denna reaktion inträffar inte med andra oxidationsmedel såsom kromsyra eller kaliumpermanganat..

Det är inte kompatibelt (reagerar) med starka baser, klor, hypoklorsyra, hypokloriter, cyanider och sulfider.

Andra egenskaper

Det är inte hygroskopiskt (det betyder att det inte absorberar fukt från luften).

Vid uppvärmning till nedbrytning avger den mycket giftiga ångor av svaveloxider och väteklorid (HCl).

Ett av dess derivat, ammoniumsulfamat, är ett brandskyddsmedel.

Det är måttligt giftigt.

Syntes

Sulfaminsyra erhålls genom att reagera urea CO (NHtvå)två med rökande svavelsyra, det vill säga svavelsyra (HtvåSW4koncentrat innehållande svaveltrioxid (SO3).

Det kan också syntetiseras genom att reagera klorsulfonsyra (HClO)3Cl) och ammoniak (NH3).

Applikationer

I färgämnesindustrin

Sulfaminsyra används för att snabbt och effektivt avlägsna överskott av nitrit vid diazotiseringsreaktioner vid syntes av färgämnen. Det är mycket mer praktiskt än urea för detta ändamål.

I läderbearbetning

Under lädergarvning ger användningen av sulfaminsyra istället för svavelsyra en finare och silkeslen konsistens.

Dessutom, eftersom kalciumsulfamat är lösligt i vatten, till skillnad från kalciumsulfat, kan sulfaminsyra användas i avgränsningsprocessen utan att lämna de fläckar som ibland förekommer på läder vid användning av svavelsyra..

Läderskor. Källa: Pixabay.

Vid rengöringsprocessutrustning

Sulfaminsyra används som avkalkningsrengöring i vattenkokare, reaktorer, rör, kylsystem och värmeväxlare.

I denna utrustning bildas inkrustationer genom cirkulation av vatten eller processföreningar i kraftverk, kemiska anläggningar, stålverk, pappersbruk, kompressionsstationer och andra industrier..

Skala eller fasta avlagringar kan vara organiska (alger, silt, svampar) eller oorganiska (järnoxider, järnsulfider, kalcium- eller magnesiumkarbonater, sulfater, fosfater eller silikater).

Sulfaminsyra är mycket effektiv när den används för att avlägsna kalciumkarbonatskalan. Kan användas på utrustning av koppar, mässing, rostfritt stål, gjutjärn och galvaniserat stål.

Den används i form av en 5-10 vikt-% lösning. Det används särskilt i sockerbruk för att rengöra förångare av gjutjärn med kopparvärmeväxlare.

Förångareutrustning i en sockerfabrik. Författare: Antriksh Kumar. Källa: Pixabay

Den ska användas vid temperaturer som inte är högre än 50-60 ºC. Temperaturer på 70 ºC leder till bildning av olösliga sulfater som CaSO4.

När den används i kombination med natriumklorid uppstår en synergistisk effekt och lösningen gör att järnoxiden långsamt kan lösas upp. I det här fallet bör den inte användas med rostfritt stål eftersom saltsyra frigörs, vilket kan orsaka korrosion i detta material..

I metallraffinering

Elektroplätering av metaller såsom koppar, silver, kobolt, nickel, zink, kadmium, järn och bly kan framgångsrikt utföras i sulfaminsyralösningar. Detta kan hanteras mycket lättare än fluorvätesyra (HtvåSiF6).

Som standardreagens i laboratoriet

Med tanke på vissa egenskaper hos sulfaminsyra såsom: dess styrka som en syra, dess lätthet att renas genom omkristallisation i vatten, dess stabilitet och dess icke-hygroskopiska egenskaper, har den använts som en primär standard på laboratorienivå. Detta innebär att den används för kvantitativa alkalibestämningar..

Laboratorium. PublicDomainPictures. Källa: Pixabay

I nitritanalys

På grund av dess enkla reaktion med nitrit används sulfaminsyra för att bestämma dessa i lösning..

Vid analys av upplöst syre i vatten

Eftersom sulfaminsyra reagerar med nitriterna i vattnet frigörs kväve, är det möjligt att utföra bestämningen av upplöst syre i vatten, eftersom interferensen orsakad av nitrit elimineras..

Vid beredning av dikväveoxid

Sulfaminsyra reagerar med salpetersyra för att generera dikväveoxid (NtvåELLER). Denna reaktion är säkrare än för ammoniumnitrat för att erhålla denna gas.

Inom jordbruket

Ett derivat av sulfaminsyra, ammoniumsulfamat, är en effektiv ogiftig herbicid för djur.

Den appliceras med dagg på arten som ska tas bort i slutet av sommaren eller tidig höst, helst i fuktigt väder. När föreningen rör sig från bladen till rötterna dör växten.

Sprutapplicering med herbicid. Författare: Zefe Wu. Källa: Pixabay

En annan fördel med denna förening är att den inte permanent steriliserar jorden. I själva verket kommer en del av kvävet från ammoniumsulfamat att finnas tillgängligt i jorden för växttillväxt under nästa säsong..

I brandsäkra tyger

Dess kompatibilitet med cellulosa och dess brandhämmande egenskaper gör ammoniumsulfamat till ett medel för att erhålla brandbeständiga tyger och papper..

Det används vid 10% av tyget, vars utseende och känsla vid beröring förblir oförändrat. Tyget när det används bör rengöras, aldrig tvättas med vatten för att inte lösa upp sulfamatet.

Det är särskilt användbart i teatergardiner eller liknande platser.

Teater. Författare: MustangJoe Källa: Pixabay

I olika applikationer

Den används som katalysator i vissa kemiska reaktioner, såsom vid framställning av karbamid-formaldehydhartser. Det är också användbart som bakteriedödande medel och klorstabilisator i simbassänger och som vedmassablekmedel i massa och pappersbruk..

Referenser

  1. USA National Library of Medicine. (2019). Sulfaminsyra. Återställd från pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
  2. Williams, D.L.H. (2004) Nitrosering vid kvävecentra. I nitrosionsreaktioner och kemi av kväveoxid. Kapitel 2. Återställs från sciencedirect.com
  3. Clapp, Leallyn B. (1943). Sulfaminsyra och dess användning. Chem. Educ. 1943, 20, 4, 189. Återställd från pubs.acs.org
  4. McDonald, James. (2003). Sulfaminsyra. Återställd från veoliawatertech.com
  5. Sastri, V.S. (2010). Hantering och kontroll av korrosion. I Shreirs korrosion. Återställd från sciencedirect.com
  6. Pratima Bajpai. (2018). Diverse ämnen. I Biermanns handbok om massa och papper. Tredje upplagan. Återställd från sciencedirect.com

Ingen har kommenterat den här artikeln än.