Ácido sulfuroso: estrutura, propriedades, nomenclatura, usos

O ácido sulfuroso é um oxiácido formada pela dissolução de dióxido de enxofre, SO 2 , água. É um ácido inorgânico fraco e instável, o qual não podia ser detectada na solução, uma vez que a reacção de formação é reversível e o ácido decompõe-se rapidamente nos reagentes que produziu (SO 2 e H 2 O).

A molécula de ácido sulfuroso no momento só foi detectada na fase gasosa. As bases conjugadas desse ácido são ânions comuns na forma de sulfitos e bissulfitos.

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Fonte: Benjah-bmm27 [domínio público], do Wikimedia Commons
O espectro Raman das soluções de SO 2 mostra apenas sinais devido à molécula de SO 2 e ao íon bissulfito, HSO 3 , consistente com o seguinte equilíbrio:

SO 2 + H 2 O <=> HSO 3 + H +

Isso indica que, através do espectro Raman, não é possível detectar a presença de ácido sulfuroso em uma solução de dióxido de enxofre na água.

Quando exposto à atmosfera, ele rapidamente se transforma em ácido sulfúrico. O ácido sulfuroso é reduzido a sulfeto de hidrogênio pela ação do ácido sulfúrico diluído e do zinco.

A tentativa de concentrar uma solução de SO 2 por evaporação da água para obter ácido sulfuroso sem água, não produziu resultados, pois o ácido se decompõe rapidamente (revertendo a reação de formação), de modo que o ácido não pode estar isolado

Formação natural

O ácido sulfuroso é formado na natureza pela combinação de dióxido de enxofre, um produto da atividade de grandes fábricas, com água atmosférica. Por esse motivo, é considerado um produto intermediário da chuva ácida, causando grandes danos à agricultura e ao meio ambiente.

Sua forma ácida não é utilizável na natureza, mas geralmente é preparada em seus sais, bissulfito de sódio e potássio.

O sulfito é gerado endogenamente no corpo como resultado do metabolismo de aminoácidos contendo enxofre. Além disso, o sulfito é produzido como um produto da fermentação de alimentos e bebidas. O sulfito é alérgeno, neurotóxico e metabotóxico. É metabolizado pela enzima sulfito oxidase que a converte em sulfato, um composto inofensivo.

Estrutura

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Molécula isolada

A estrutura de uma molécula isolada de ácido sulfuroso no estado gasoso pode ser vista na imagem. A esfera amarela no centro corresponde ao átomo de enxofre, a vermelha aos átomos de oxigênio e a branca ao hidrogênio. Sua geometria molecular em torno do átomo de S é uma pirâmide trigonal, com os átomos de O desenhando a base.

Em seguida, no estado gasoso, as moléculas de H 2 SO 3 pode ser considerada como pirâmides trigonais minúsculos que flutuam no ar, assumindo que é suficientemente estável para suportar algum tempo que não reagiu.

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A estrutura deixa claro de onde vêm os dois hidrogênios ácidos: dos grupos hidroxila ligados ao enxofre, HO-SO-OH. Portanto, este composto não é correcta para supor que um dos protões acídicos, H + é libertado a partir do átomo de enxofre, H-SO 2 (OH).

Os dois grupos OH permitem que o ácido sulfuroso interaja através de ligações de hidrogênio e, além disso, o oxigênio na ligação S = O é um aceitador de hidrogênio, o que torna o H 2 SO 3 um bom doador e um aceitador dessas pontes.

Como acima, o H 2 SO 3 deve ser capaz de condensar num líquido, tal como o ácido sulfúrico, H 2 SO 4 . No entanto, isso não acontece.

Molécula rodeada de água

Até à data, isto não tem sido possível para se obter o ácido sulfuroso anidro, i.e., H 2 SO 3 (l); enquanto que o H 2 SO 4 (aq), por outro lado, após a desidratação se torna forma anidra, H 2 SO 4 (l), que é um líquido denso e viscoso.

Assumindo molécula de H 2 SO 3 permanece inalterada, então ele irá ser capaz de se dissolver em grande parte da água. As interações que governariam tais soluções aquosas seriam novamente as pontes de hidrogênio; No entanto, também haveria interações eletrostáticas resultantes do balanço da hidrólise:

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 +

O ião sulfito, SO 3 2- vir a ser a mesma molécula como acima, mas sem as áreas brancas; e o íon sulfeto de hidrogênio (ou bissulfito), HSO 3 , retém uma esfera branca. Sais infinitos podem surgir de ambos os ânions, alguns mais instáveis ​​que outros.

Na realidade, foi confirmado que uma porção extremamente pequena das soluções consiste em H 2 SO 3 ; isto é, a molécula explicada não é a que interage diretamente com as moléculas de água. A razão para isto é que sofre decomposição resultante SO 2 e H 2 O, o qual é termodinamicamente favorecida.

SO 2nH 2 O

A verdadeira estrutura do ácido sulfuroso consiste em uma molécula de dióxido de enxofre cercada por uma esfera de água composta por n moléculas.

Assim, o SO 2 , cuja estrutura é angular (tipo bumerangue), próximo à sua esfera aquosa, é responsável pelos prótons ácidos que caracterizam a acidez:

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

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

Além desse equilíbrio, há também um balanço de solubilidade para o SO 2 , cuja molécula pode escapar da água para a fase gasosa:

SO 2 (g) <=> SO 2 (aq)

Propriedades físicas e químicas

Fórmula molecular

H 2 SO 3

Peso molecular

82.073 g / mol.

Aspecto físico

É um líquido incolor, com um cheiro pungente de enxofre.

Densidade

1,03 g / ml.

Densidade de vapor

2.3 (em relação ao ar tomado como 1)

Corrosividade

É corrosivo para metais e tecidos.

Solubilidade em água

Miscível com água.

Sensibilidade

É sensível ao ar.

Estabilidade

Estável, mas incompatível com bases fortes.

Constante de azia (Ka)

1,54 x 10 -2

pKa

1,81

pH

1,5 na escala de pH.

Ponto de inflamação

Não inflamável

Decomposição

Quando o ácido sulfuroso é aquecido, ele pode se decompor, emitindo uma fumaça tóxica de óxido de enxofre.

Nomenclatura

O enxofre tem as seguintes valências: ± 2, +4 e +6. A partir da fórmula: H 2 SO 3 , que pode ser calculada o que valência ou número de oxidação tem o composto de enxofre. Para fazer isso, basta resolver uma soma algébrica:

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

Como é um composto neutro, a soma das cargas dos átomos que o constituem deve ser 0. Compensando v para a equação anterior, você tem:

v = (6-2) / 1

Assim, v é igual a +4. Ou seja, o enxofre participa com sua segunda valência e, de acordo com a nomenclatura tradicional, o sufixo -oso deve ser adicionado ao nome. Por esta razão, o H 2 SO 3, que é conhecido como ácido de enxofre urso.

Outra maneira mais rápida de determinar essa valência é comparar o H 2 SO 3 com o H 2 SO 4 . Na H 2 SO 4 enxofre tem 6 valência, de modo que é removida se um ó a baixa valência a 4; e se outro é removido, a valência inferior 2 (o que seria o caso para o ácido hipo enxofre urso , H 2 SO 2 ).

Embora menos conhecido, o H 2 SO 3 também pode ser chamado trioxosulfúrico (IV) ácido, de acordo com a nomenclatura estoque.

Síntese

Tecnicamente, é formado queimando enxofre para formar dióxido de enxofre. Em seguida, dissolve-se na água para formar o ácido sulfuroso. No entanto, a reação é reversível e o ácido se decompõe rapidamente de volta aos reagentes.

Esta é uma explicação de por que o ácido sulfúrico não é encontrado em solução aquosa (como já mencionado na seção de sua estrutura química).

Usos

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Fonte: Pxhere
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Geralmente, os usos e aplicações do ácido sulfúrico, uma vez que sua presença não pode ser detectada, referem-se aos usos e aplicações das soluções de dióxido de enxofre e às bases e sais do ácido.

Na madeira

No processo de sulfito, a polpa de madeira é produzida na forma de fibras de celulose quase puras. Vários sais de ácido sulfuroso são usados ​​para a extração de lignina de lascas de madeira, usando vasos de alta pressão chamados digistores.

Os sais utilizados no processo de obtenção de polpa de madeira são sulfito (SO 3 2- ) ou bissulfito (HSO 3 ), dependendo do pH. O contra-íon pode ser Na + , Ca 2+ , K + ou NH 4 + .

Agente desinfetante e branqueador

-Ácido sulfuroso é usado como desinfetante. Também é usado como um agente clareador suave, especialmente para materiais sensíveis ao cloro. Além disso, é usado como alvejante dental e aditivo alimentar.

-É um ingrediente de vários cosméticos para cuidados com a pele e foi usado como um elemento pesticida na eliminação de ratos. Elimina manchas causadas por vinho ou frutas em diferentes tecidos.

– Serve como anti-séptico, sendo eficaz na prevenção de infecções de pele. Em alguns momentos, era usado na fumigação para desinfetar navios, pertences de vítimas doentes de epidemias, etc.

Agente conservante

O ácido sulfúrico é utilizado como conservante de frutas e vegetais e para impedir a fermentação de bebidas como vinho e cerveja, sendo um elemento antioxidante, antibacteriano e fungicida.

Outros usos

-Ácido sulfuroso é usado na síntese de medicamentos e produtos químicos; na produção de vinho e cerveja; refino de derivados de petróleo; e é usado como um reagente analítico.

-O bissulfito reage com os nucleosídeos da pirimidina e é adicionado à ligação dupla entre as posições 5 e 6 da pirimidina, modificando a ligação. A transformação de bissulfito é usada para testar estruturas secundárias ou superiores de polinucleotídeos.

Referências

  1. Wikipedia (2018). Ácido sulfuroso Recuperado de: en.wikipedia.org
  2. Nomenclatura de ácidos. [PDF]. Recuperado de: 2.chemistry.gatech.edu
  3. Voegele F. Andreas e col. (2002) Sobre a Estabilidade de ácido sulfuroso (H 2 SO 3 ) e do seu dímero. Eur. J. 2002, 8, n. 24.
  4. Shiver & Atkins. (2008). Química Inorgânica (Quarta edição., P. 393). Mc Graw Hill
  5. Calvo Flores FG (sf). Formulação química inorgânica. [PDF]. Recuperado de: ugr.es
  6. PubChem (2018). Ácido sulfuroso Recuperado de: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
  7. Steven S. Zumdahl. (15 de agosto de 2008). Oxiácido Encyclopædia Britannica. Recuperado de: britannica.com

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