stringtranslate.com

Хлорсерная кислота

Хлорсульфоновая кислота ( название ИЮПАК : сульфохлоридная кислота ) — неорганическое соединение с формулой HSO3Cl . Также известна как хлорсульфоновая кислота , являющаяся сульфоновой кислотой хлора . Это перегоняемая бесцветная жидкость, которая гигроскопична и является сильным слезоточивым средством . Коммерческие образцы обычно бледно-коричневого или соломенного цвета. [ 3]

Соли и эфиры хлорсерной кислоты известны как хлорсульфаты .

Структура и свойства

Хлорсерная кислота — тетраэдрическая молекула . ​​Ее структура обсуждалась в течение многих десятилетий, пока в 1941 году С.С. Дхарматти не доказал с помощью магнитной восприимчивости, что хлор напрямую связан с серой. [4] [5]

Формула более описательно пишется как SO 2 (OH)Cl, но традиционно используется HSO 3 Cl. Это промежуточное вещество, химически и концептуально, между сульфурилхлоридом (SO 2 Cl 2 ) и серной кислотой (H 2 SO 4 ). [6] Соединение редко получается в чистом виде. При стоянии с избытком триоксида серы оно разлагается на пиросульфурилхлориды: [7]

2 ClSO3H + SO3 → H2SO4 + S2O5Cl2​​​​​​

Синтез

Промышленный синтез заключается в реакции хлористого водорода с раствором триоксида серы в серной кислоте : [7]

HCl + SO3 → ClSO3H

Его также можно получить методом, первоначально использованным первооткрывателем кислот Александром Уильямом Уильямсоном в 1854 году [4] , а именно хлорированием серной кислоты, записанным здесь в педагогических целях как HSO 3 (OH) вместо обычного формата H 2 SO 4 :

PCl5 + HSO3 ( OH) → HSO3Cl + POCl3 + HCl

Последний метод больше подходит для операций в лабораторных масштабах.

Открытие Уильямсона опровергло популярную в то время гипотезу о том, что серная кислота представляет собой соединение воды (которую ошибочно считали имеющей формулу HO) и триоксида серы . [8]

Приложения

ClSO 2 OH используется для получения алкилсульфатов , которые полезны в качестве моющих средств и химических промежуточных продуктов:

ROH + ClSO 3 H → ROSO 3 H + HCl

Ранний синтез сахарина начинается с реакции толуола с ClSO 2 OH с образованием производных орто- и пара -толуолсульфонилхлорида :

CH3C6H5 + 2ClSO2OH → CH3C6H4SO2Cl + H2SO4 + HCl​​​​​​​​​​​​

Окисление орто- изомера дает производное бензойной кислоты , которое затем циклизуется аммиаком и нейтрализуется основанием, образуя сахарин.

Реакция с перекисью водорода используется для получения пероксидисерной кислоты («надсерная кислота») и пероксидисульфатов . Они используются в качестве окислителей и для инициирования свободнорадикальной полимеризации , например, для получения политетрафторэтилена (тефлона).

Хлорсульфоновая кислота использовалась в качестве противокондуктивного агента в разведывательных беспилотных летательных аппаратах Ryan Model 147 [9] и для создания дымовых завес . [10] [11]

Безопасность

ClSO 3 H бурно реагирует с водой, образуя серную кислоту и хлористый водород, которые обычно наблюдаются в виде паров, выделяющихся из жидкости:

ClSO3H + H2O → H2SO4 + HCl​​

Следует соблюдать меры предосторожности, такие как надлежащая вентиляция, связанная с HCl.

Родственные галогенсерные кислоты

Ссылки

  1. ^ Perrin, D. D., ред. (1982) [1969]. Константы ионизации неорганических кислот и оснований в водных растворах . Химические данные ИЮПАК (2-е изд.). Oxford: Pergamon (опубликовано в 1984 г.). Запись 32. ISBN 0-08-029214-3. LCCN  82-16524.
  2. ^ "New Environment Inc. - NFPA Chemicals".
  3. ^ Cremlyn, RJ (2002). Хлорсульфоновая кислота . Королевское химическое общество. ISBN 978-0-85404-498-6.
  4. ^ ab Кирк, Рэймонд Эллер; Отмер, Дональд Фредерик (1964). Энциклопедия химической технологии. Interscience Publishers.
  5. ^ Дхарматти, СС (1941-05-01). «Магнетизм и молекулярная структура соединений серы». Труды Индийской академии наук — Раздел A. 13 ( 5): 359–370. doi :10.1007/BF03049293. ISSN  0370-0089.
  6. ^ Холлеман, А. Ф.; Виберг, Э. (2001). Неорганическая химия . Сан-Диего: Academic Press. С. 549–550.
  7. ^ ab Maas, J.; Baunack, F. (2002). "Хлорсульфурная кислота". Энциклопедия промышленной химии Ульмана . Weinheim: Wiley-VCH. doi :10.1002/14356007.a07_017. ISBN 3527306730.
  8. ^ https://publishing.cdlib.org/ucpressebooks/view?docId=ft5g500723&chunk.id=d0e3659&toc.length=100&toc.id=d0e3589&brand=ucpress
  9. ^ Метод и устройство для подавления инверсионных следов (PDF) . Патентное и товарное бюро США. 1970.
  10. ↑ Королевский флот на войне (DVD). Лондон: Имперский военный музей . 2005.
  11. ^ Амос, Джонатан (2018-04-11). «Наследие нацистов найдено в норвежских деревьях». BBC News Online . Получено 2018-04-17 .