황산 : 구조, 특성, 명명법, 용도 - 화학 - 2025

아황산는 이산화황, SO 용해하여 형성된 옥시 인 ₂ 물. 약하고 불안정한 무기산으로, 형성 반응이 가역적이고 산을 생성 한 시약 (SO ₂ 및 H ₂ O) 에서 빠르게 분해되기 때문에 용액에서 검출되지 않았습니다 .

아황산 분자는 지금까지 기체상에서 만 검출되었습니다. 이 산의 공액 염기는 아황산염 및 중아 황산염 형태의 일반적인 음이온입니다.

출처 : SO의 위키 가공 라만 스펙트럼에서 벤자-bmm27, ₂ 용액 의한 SO 만 방송 신호를 ₂ 분자 및 아황산 수소 이온 HSO ₃ ^- 다음 평형 일관성 :

SO ₂ + H ₂ O <=> HSO ₃ ^- + H ⁺

이것은 라만 스펙트럼을 사용하여 물 속 이산화황 용액에서 아황산의 존재를 감지 할 수 없음을 나타냅니다.

대기에 노출되면 빠르게 황산으로 변합니다. 황산은 묽은 황산과 아연의 작용에 의해 황화수소로 환원됩니다.

물이없는 아황산을 얻기 위해 물을 증발시켜 SO ₂ 용액을 농축하려는 시도 는 산이 빠르게 분해되어 (형성 반응을 역전) 산이 할 수 없기 때문에 결과를 생성하지 못했습니다. 격리됩니다.

자연 형성

아황산은 대규모 공장 활동의 산물 인 이산화황과 대기의 물이 결합하여 자연적으로 형성됩니다. 이러한 이유로 산성비의 중간 산물로 간주되어 농업과 환경에 큰 피해를줍니다.

산 형태는 자연적으로 사용할 수 없지만 일반적으로 나트륨 및 칼륨 염, 아황산염 및 중아 황산염으로 제조됩니다.

아황산염은 유황 함유 아미노산의 대사의 결과로 체내에서 내인성으로 생성됩니다. 마찬가지로 아황산염은 음식과 음료의 발효 산물로 생성됩니다. 아황산염은 알레르기 성, 신경 독성 및 대사성입니다. 그것은 무해한 화합물 인 황산염으로 전환시키는 효소 아황산염 산화 효소에 의해 대사됩니다.

구조

분리 된 분자

이미지에서 기체 상태의 분리 된 아황산 분자 구조를 볼 수 있습니다. 중앙의 노란색 구는 황 원자에 해당하고 빨간색은 산소 원자에, 흰색은 수소에 해당합니다. S 원자 주변의 분자 기하학은 삼각형 피라미드이며 O 원자가 밑면을 그립니다.

그런 다음 기체 상태에서 H ₂ SO ₃ 분자 는 반응하지 않고 일정 시간 동안 지속될 수있을만큼 안정적이라고 가정하면 공기 중에 떠 다니는 작은 삼각 피라미드로 간주 할 수 있습니다.

이 구조는 두 개의 산성 수소가 어디에서 오는지 명확하게합니다 : 황 결합 히드 록 실기 인 HO-SO-OH에서 유래합니다. 따라서이 화합물의 경우 산성 양성자 중 하나 인 H ⁺ 가 황 원자 인 H-SO ₂ (OH) 에서 방출 된다고 가정하는 것은 옳지 않습니다 .

두 개의 OH 그룹은 아황산이 수소 결합을 통해 상호 작용할 수 있도록하며, 또한 S = O 결합의 산소는 수소 수용체이므로 H ₂ SO ₃ 는 이러한 결합의 좋은 공여자이자 수용체가됩니다.

위의 내용에 따르면, H ₂ SO ₃ 는 황산처럼 H ₂ SO _4를 액체로 응축 할 수 있어야합니다 . 그럼에도 불구하고 그렇게되는 것은 아닙니다.

물로 둘러싸인 분자

지금까지 무수 아황산, 즉 H ₂ SO ₃ (1) 을 얻는 것은 불가능했습니다 . 반면에 H ₂ SO ₄ (aq)는 탈수 후 무수 형태 인 H ₂ SO ₄ (l) 로 변 하는데, 이는 밀도가 높고 점성이있는 액체입니다.

H ₂ SO ₃ 분자가 변하지 않은 것으로 가정하면 물에 많이 녹을 수 있습니다. 상기 수용액에서 지배 할 상호 작용은 다시 수소 결합이 될 것이다. 그러나 가수 분해 평형의 결과로 정전 기적 상호 작용도 발생합니다.

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

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

아황산염 이온, SO ₃ ^2- 는 위와 같은 분자이지만 흰색 구체가 없습니다. 상기 아황산 수소 (또는 중아) 이온 HSO ₃ ^- 흰색 유지 구. 무한한 염은 두 음이온 모두에서 발생할 수 있으며 일부는 다른 것보다 더 불안정합니다.

실제로 용액의 극히 적은 부분이 H ₂ SO ₃ 로 구성되어 있음이 확인되었습니다 . 즉, 설명 된 분자는 물 분자와 직접 상호 작용하는 분자가 아닙니다. 그 이유 는 열역학적으로 선호되는 SO ₂ 및 H ₂ O에서 발생하는 분해를 겪기 때문입니다.

SW

아황산의 진정한 구조는 n 개의 분자로 구성된 물의 구체로 둘러싸인 이산화황 분자로 구성됩니다.

따라서 구조가 각도 (부메랑 유형) 인 SO ₂ 는 수성 구체와 함께 산도를 특징 짓는 산성 양성자를 담당합니다.

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

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

이 평형 외에도 분자가 물에서 기체 상으로 빠져 나갈 수있는 SO _2에 대한 용해도 평형도 있습니다.

SO ₂ (g) <=> SO ₂ (ac)

물리 화학적 특성

분자식

H ₂ SO ₃

분자 무게

82.073g / 몰.

외모

매운 유황 냄새가 나는 무색 액체입니다.

밀도

1.03g / ml.

증기 밀도

2.3 (1로 취해진 공기와 관련하여)

부식성

금속과 직물을 부식시킵니다.

수용성

물과 섞일 수 있습니다.

감광도

공기에 민감합니다.

안정

안정적이지만 강한 염기와는 호환되지 않습니다.

산도 상수 (Ka)

1.54 x 10 ^-2

pKa

1.81

pH

pH 척도에서 1.5.

발화점

가연성이 아닙니다.

분해

아황산이 가열되면 분해되어 독성이있는 산화 황 연기를 방출 할 수 있습니다.

명명법

유황의 원자가는 ± 2, +4 및 +6입니다. 화학식 H ₂ SO ₃ 에서 황이 화합물에서 갖는 원자가 또는 산화 수를 계산할 수 있습니다. 이렇게하려면 대수 합계를 풀면됩니다.

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

중성 화합물이므로이를 구성하는 원자의 전하의 합은 0이어야합니다. 이전 방정식에 대해 v를 풀면 다음과 같습니다.

v = (6-2) / 1

따라서 v는 +4와 같습니다. 즉, 유황은 두 번째 원자가와 함께 참여하며 전통적인 명명법에 따라 접미사 –oso를 이름에 추가해야합니다. 이러한 이유로 H ₂ SO ₃ 는 황산으로 알려져 있습니다.

이 원자가를 결정하는 또 다른 빠른 방법은 H ₂ SO ₃ 과 H ₂ SO _{4를 비교하는 것} 입니다. H ₂ SO ₄ 에서 유황의 원자가는 +6이므로 O가 제거되면 원자가는 +4로 떨어집니다. 다른 하나가 제거되면 더 낮은 원자가 +2 (산성 하이포 유황 곰인 H ₂ SO _{2의 경우} ).

덜 알려져 있지만 H ₂ SO ₃ 는 재고 명명법에 따라 trioxosulfuric acid (IV)라고도 할 수 있습니다.

합성

기술적으로 그것은 이산화황을 형성하기 위해 황을 태워서 형성됩니다. 그런 다음 물에 녹아 아황산을 형성합니다. 그러나 반응은 가역적이며 산은 반응물로 빠르게 분해됩니다.

이것은 수용액에서 아황산이 발견되지 않는 이유에 대한 설명입니다 (이미 화학 구조 섹션에서 언급했듯이).

응용

출처 : Pxhere

일반적으로 황산의 용도와 용도는 그 존재를 감지 할 수 없기 때문에 이산화황 용액과 산의 염기 및 염의 용도와 용도를 의미합니다.

나무에서

아황산염 공정에서 목재 펄프는 거의 순수한 셀룰로오스 섬유 형태로 생산됩니다. 디지 스터라고하는 고압 용기를 사용하여 나무 조각에서 리그닌을 추출하기 위해 다양한 아황산 염이 사용됩니다.

목재 펄프를 얻는 과정에서 사용되는 염 파이트 (SO있는 ₃ ^2- ) 또는 바이 설 파이트 (HSO ₃ ^- 산도에 따라). 반대 이온은 Na ⁺ , Ca ²⁺ , K ⁺ 또는 NH ₄ ^{+ 일 수} 있습니다.

소독 및 표백제

-황산은 소독제로 사용됩니다. 특히 염소에 민감한 물질의 경우 순한 표백제로도 사용됩니다. 또한 치아 미백제 및 식품 첨가물로 사용됩니다.

-피부 관리를위한 각종 화장품의 성분으로 쥐 제거를위한 살충 성분으로 사용되었습니다. 다른 직물의 와인이나 과일로 인한 얼룩을 제거합니다.

-살균제로 작용하여 피부 감염 예방에 효과적입니다. 때로는 배, 전염병 환자의 소지품 등을 소독하기 위해 훈증에 사용되었습니다.

방부제

황산은 과일과 채소의 방부제로 사용되며 와인, 맥주와 같은 음료의 발효를 방지하기 위해 항산화, 항균 및 살균 요소입니다.

기타 용도

-유황 산은 약물 및 화학 물질의 합성에 사용됩니다. 와인과 맥주 생산; 석유 제품 정제; 분석 시약으로 사용됩니다.

-바이 설 파이트는 피리 미딘 뉴 클레오 사이드와 반응하여 피리 미딘의 5와 6 위치 사이의 이중 결합을 추가하여 결합을 변경합니다. Bisulfite 변환은 폴리 뉴클레오타이드의 2 차 이상의 구조를 테스트하는 데 사용됩니다.

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