חומצה סולפמית: מבנה, תכונות, סינתזה, שימושים - כִּימִיָה - 2025

חומצת sulfamic היא תרכובת אורגנית המורכבת מאטום גופרית (S) קשור קוולנטית ידי אגח בודד ולקבוצת הידרוקסיל (-OH) וקבוצת אמינו (-NH ₂ ), ו קשר כפול שני אטומים חמצן (O). זהו מוצק גבישי לבן. הנוסחה הכימית שלה היא NH ₂ SO ₃ H. זה ידוע גם כחומצה אמינוסולפונית, חומצה אמידוסולפונית, חומצה אמידוס-גופרתית וחומצה סולפמדית.

חומצה סולפמית היא חומצה חזקה. עלול להגיב עם מתכות, תחמוצות מתכת ופחמימות. מלחייו בדרך כלל מסיסים במים, מה שהופך אותו למסיר בקנה מידה טוב בציוד תהליכים. הוא משמש לעיתים קרובות בטחנות סוכר לניקוי הדבקות קרבונט בציוד המאייד.

מבנה חומצה סולפמית. בנג'ה-bmm27. מקור: Wikipedia Commons.

חומצה סולפמית היא מפחית ניטריטים (NO ₂ ^- ) ונכונה כימית זו משמשת ביישומים שונים, כגון בתעשיית הצבעים ובניתוח ניטריט.

הוא משמש בשיזוף עור והלבנת עיסת לייצור נייר. למעשה, מדובר במזהם מזון, כפי שהוא לרוב נמצא בניירות ובקרטון המשמשים לאריזת מצרכים.

הוא משמש גם להפקדת אלקטרודות של מתכות, כתקן מעבדה ואחת הנגזרות שלה היא קוטל עשבים יעיל מאוד.

מִבְנֶה

חומצה סולפמית מתגבשת בצורה של גבישים די-פירמידיים אורטורומביים. הוא יוצר מנסרות וסדינים קומפקטיים כאשר הוא מתגבש מתמיסה קרה, כמו גם יריעות יהלומים כאשר הוא מתגבש מתמיסה מימית חמה.

מִנוּחַ

- חומצה סולפמית

- חומצה אמינוסולפונית

- חומצה אמידוסולפונית

- חומצה אמידוסולפורית

- חומצה סולפמדית

נכסים

מצב פיזי

מוצק גבישי לבן.

משקל מולקולרי

97.1 גרם / מול.

נקודת המסה

205 מעלות צלזיוס, מתפרק בחום של 209 מעלות צלזיוס.

צְפִיפוּת

2.15 גרם / ס"מ ³

מְסִיסוּת

מסיס במים:

- 12.8% בחום של 0 מעלות צלזיוס

- 17.57% בחום של 20 מעלות צלזיוס

- 22.77% בטמפרטורה של 40 מעלות צלזיוס

מסיס מעט במתנול, מסיס מעט באצטון, לא מסיס באתר.

מסיסים בחופשיות בבסיסים חנקניים ובממסים אורגניים המכילים חנקן.

לא מסיסים בפחמן דיסולפיד (CS ₂ ) ובטטרכלוריד פחמן (CCl ₄ ).

pH

0.41 (בפתרון 1 N, כלומר 1 שווה ערך / L).

מתן קבוע

0.101 ב 25 מעלות צלזיוס.

תכונות כימיות

זו חומצה חזקה. כמעט כמו חומצות הידרוכלוריות (HCl), חנקן (HNO ₃ ) וחומצות גופרתיות (H ₂ SO ₄ ).

תמיסות מימיות של חומצה סולפמית מיוננות מאוד. החומציות שלו נמוכה יותר מאשר התמיסות של חומצות צורניות, זרחן ואוקסליות.

במים, חומצה סולפמית מאבדת רק את הפרוטון הקשור לחמצן. הידרוגנים המחוברים לחנקן אוחזים זה בזה.

בתמיסה מימית הוא מתייבש באטיות למתן אמוניום סולפט חומצי (NH ₄ HSO ₄ ). זה יציב בתנאים יבשים.

חומצה סולפמית תוקפת מתכות, תחמוצות מתכת ופחמימות לייצור סולפמט. לדוגמה, עם האשלגן המתכתי (K) הוא יוצר אשלגן סולפאמט (KOSO ₂ NH ₂ ) ומימן (H ₂ ).

כל המלחים של חומצה סולפמית מסיסים במים. מלחי סידן, עופרת ובריום מסיסים מאוד במים, בניגוד למלחי חומצה גופרתית המתאימים.

חומצה חנקנית (HNO ₂ ) מגיבה כמותית עם קבוצת האמינו של חומצה סולפמית ומשחררת חנקן (N ₂ ). על פי ההערכה, יון הסולפאמט מתפקד בתגובה זו כאמיד, ולא כאמין.

חומצה סולפמית מתחמצן על ידי כלור, ברום או אשלגן כלוריט כדי להמיר אותה לחומצה גופרתית. תגובה זו אינה מתרחשת עם חומרים אוקסידיים אחרים כגון חומצה כרומית או אשלגן פרמנגנט.

זה לא תואם (מגיב) עם אלקליות חזקות, כלור, חומצה היפוכלורית, היפוכלוריטים, ציאנידים וסולפידים.

נכסים אחרים

זה לא היגרוסקופי (פירוש הדבר שהוא אינו סופג לחות מהאוויר).

כאשר הוא מחומם לפירוק הוא פולט אדים רעילים מאוד של תחמוצות גופרית ומימן כלוריד (HCl).

אחת הנגזרות שלו, אמוניום סולפמט, היא מעכב אש.

זה רעיל בינוני.

סִינתֶזָה

חומצה גופרתית מתקבלת על ידי תגובה של אוריאה CO (NH ₂ ) ₂ עם חומצה גופרתית גועשת, כלומר, חומצה גופרתית מרוכזת (H ₂ SO ₄ ) המכילה טריפוקסיד גופרית (SO ₃ ).

זה יכול להיות מסונתז על ידי תגובה חומצה כלורוסולפונית (HClO ₃ Cl) ואמוניה (NH ₃ ).

יישומים

בתעשיית הצבעים

חומצה סולפמית משמשת להסרת עודפי ניטריטים במהירות וביעילות בתגובות דיאזוטיזציה בסינתזה של צבעים. זה הרבה יותר פרקטי מאוריאה למטרה זו.

בעיבוד עור

במהלך שיזוף עור השימוש בחומצה סולפמית במקום בחומצה גופרתית מספק מרקם עדין ומשיי.

בנוסף, מכיוון שסידן סולפמט מסיס במים, שלא כמו סידן סולפט, ניתן להשתמש בחומצה סולפמית בתהליך התיחום מבלי להשאיר את הכתמים המופיעים לעיתים על עור כאשר משתמשים בחומצה גופרתית.

נעלי עור. מקור: Pixabay.

בציוד תהליכי ניקוי

חומצה סולפמית משמשת כמנקה מתייבשת בקומקום, כורים, צינורות, מערכות קירור ומחליפי חום.

בסולם ציוד זה נוצר זרימת מים או תרכובות תהליכים בתחנות כוח, מפעלים כימיים, טחנות פלדה, טחנות נייר, תחנות דחיסה ותעשיות אחרות.

משקעים בקנה מידה או מוצק יכולים להיות אורגניים (אצות, סחף, פטריות) או אנאורגניים (תחמוצות ברזל, סולפידים מברזל, סידן או מגנזיום פחמתי, סולפטים, פוספטים או סיליקטים).

חומצה סולפמית יעילה מאוד כאשר משתמשים בה להסרת סולם סידן פחמתי. ניתן להשתמש בו על נחושת, פליז, נירוסטה, ברזל יצוק וציוד פלדה מגולוונת.

הוא משמש בצורה של תמיסה 5-10% לפי משקל. הוא משמש במיוחד בטחנות סוכר לניקוי המאיידים העשויים ברזל יצוק בעזרת מחליפי חום נחושת.

ציוד מאייד בטחנת סוכר. מחבר: אנטריקש קומאר. מקור: Pixabay

יש להשתמש בו בטמפרטורות שאינן גבוהות מ 50-60 מעלות צלזיוס. טמפרטורות של 70 מעלות צלזיוס מביאות להיווצרות גופרים בלתי מסיסים כמו CaSO ₄ .

כאשר משתמשים בשילוב עם נתרן כלוריד, מתרחשת השפעה סינרגיסטית והתמיסה מאפשרת להתמוסס לאט של תחמוצת הברזל. במקרה זה, אין להשתמש בה עם נירוסטה מכיוון שמשתחררת חומצה הידרוכלורית, מה שעלול לגרום לקורוזיה בחומר זה.

בזיקוק מתכות

אלקטרוליזציה של מתכות כמו נחושת, כסף, קובלט, ניקל, אבץ, קדמיום, ברזל ועופרת יכולה להיעשות בהצלחה בתמיסות חומצות סולפמיות. ניתן לטפל בזה הרבה יותר בקלות מאשר חומצה הידרפלואורוזיליקית (H ₂ SiF ₆ ).

כמגיב סטנדרטי במעבדה

בהתחשב במאפיינים מסוימים של חומצה סולפמית כגון: חוזקה כחומצה, קלותה לטיהור על ידי התגבשות מחדש במים, יציבותה ואי-היגרוסקופיותה, היא שימשה כתקן ראשוני ברמת המעבדה. משמעות הדבר היא שהיא משמשת לקביעות אלקליות כמותיות.

מַעבָּדָה. PublicDomainPictures. מקור: Pixabay

בניתוח ניטריט

בשל התגובה הקלה שלה עם ניטריטים, חומצה סולפמית משמשת לקביעת אלה בתמיסה.

בניתוח חמצן מומס במים

מכיוון שחומצה סולפמית מגיבה עם החנקות במים, משתחרר חנקן, ניתן לבצע את קביעת החמצן המומס במים על ידי ביטול ההפרעה הנגרמת על ידי ניטריטים.

בהכנת תחמוצת החנקן

חומצה סולפמית מגיבה עם תחמוצת החנקן המייצרת חנקן (N ₂ O). תגובה זו בטוחה יותר מזו של אמוניום חנקתי כדי להשיג גז זה.

בחקלאות

נגזרת של חומצה סולפמית, אמוניום סולפמט, היא קוטל עשבים יעיל שאינו רעיל לבעלי חיים.

הוא מוחל על ידי טל על עלי המין להסרה בסוף הקיץ או בתחילת הסתיו, רצוי במזג אוויר לח. כשהמתחם עובר מהעלים לשורשים, הצמח מת.

יישום ריסוס קוטלי עשבים. מחבר: צפה וו. מקור: Pixabay

יתרון נוסף של תרכובת זו הוא בכך שהיא לא מעקרת את האדמה לצמיתות. אכן, חלק מהחנקן מהאמוניום סולפמט יהיה זמין באדמה לגידול צמחים בעונה הבאה.

בבדים חסינים אש

תאימותו לתאית ותכונותיו מעכבי האש הופכים את אמוניום סולפמט לסוכן להשגת בדים ונייר עמידים באש.

משתמשים ב 10% ממשקל הבד, אשר מראהו ותחושתם למגע נותרו ללא שינוי. יש לנקות את הבד כשהוא בשימוש יבש, לעולם לא לשטוף אותו במים כדי לא להמיס את הסולפמט.

זה שימושי במיוחד בוילונות תיאטרון או במקומות דומים.

תיאטרון. מחבר: MustangJoe מקור: Pixabay

ביישומים שונים

הוא משמש כזרז בכמה תגובות כימיות, כמו למשל בהכנת שרפים של אוריאה-פורמלדהיד. זה שימושי גם כחומר קוטל חיידקים ומייצב כלור בבריכות שחייה וכאקונומיקה מעיסת עץ בעיסה וטחנות נייר.

הפניות

1. הספרייה הלאומית לרפואה בארה"ב. (2019). חומצה סולפמית. התאושש מ- pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
2. Williams, DLH (2004) ניטרוזציה במרכזי חנקן. בתגובות חנקות וכימיה של תחמוצת החנקן. פרק 2. התאושש מ- sciencedirect.com
3. Clapp, Leallyn B. (1943). חומצה סולפמית ושימושה. Chem. Educ. 1943, 20, 4, 189. התאושש מ- pubs.acs.org
4. מקדונלד, ג'יימס. (2003). חומצה סולפמית. התאושש מ- veoliawatertech.com
5. ססטרי, VS (2010). ניהול ובקרת קורוזיה. בקורוזיה של שריר. התאושש מ- sciencedirect.com
6. פראטימה באג'פאי. (2018). נושאים שונים. בספרו של בירמן לעיסה ונייר. מהדורה שלישית. התאושש מ- sciencedirect.com