Политионовая кислота - Polythionic acid

Скелетная формула политионовой кислоты

Политионовая кислота является оксокислота который имеет прямую цепочку сера атомов и имеет химическую формулу Sп(ТАК3ЧАС)2 (п > 2). Тритионовая кислота (ЧАС2S3О6), тетратионовая кислота (ЧАС2S4О6) являются простыми примерами. Это сопряженные кислоты политионаты. Соединения п Ожидается <80, а п <20 уже синтезированы. Дитионовая кислота (ЧАС2S2О6) не относится к политионовым кислотам из-за сильно различающихся свойств.

Номенклатура

Все анионы политионатов содержат цепочки атомов серы, присоединенные к концевому SO3H-группы. Названия политионовых кислот определяются числом атомов в цепи атомов серы:

История

Многочисленные кислоты и соли этой группы имеют древнюю историю, а химические системы там, где они существуют, восходят к исследованиям. Джон Далтон посвященный поведению сероводород в водных растворах диоксид серы (1808). Этот решение теперь имеет имя Генрих Вильгельм Фердинанд Вакенродер, который провел систематическое исследование (1846 г.). В течение следующих 60–80 лет многочисленные исследования показали присутствие ионов, в частности тетратионат и пентатионат анион (S
4О2−
6 и S
5О2−
6, соответственно).

Подготовка и свойства

ЧАС
2S реагировать с ТАК
3 или же HSO
3Cl, образуя тиосерную кислоту ЧАС
2S
2О
3, как аналогичная реакция с ЧАС
2S
2 образует дисульфономоносульфоновую кислоту HS
2ТАК
3ЧАС; аналогично полисульфаны H2Sп (п = 2–6) дают HSпТАК3H. Реакции на обоих концах полисульфановой цепи приводят к образованию полисульфонодисульфоновой кислоты HO.3SSпТАК3ЧАС.

Существует множество методов синтеза этих кислот, но механизм неясен из-за большого количества одновременно протекающих и конкурирующих реакций, таких как редокс, цепная передача, и непропорциональность. Типичные примеры:

  • Взаимодействие между сероводород и диоксид серы в сильно разбавленном водном растворе. В результате образуется сложная смесь различных оксикислот серы разного строения, называемая Решение Wackenroder. При температуре выше 20 ° C растворенные вещества медленно разлагаются с помощью сепаратора. сера, диоксид серы и серная кислота.[1]
ЧАС2S + H2ТАК3 → H2S2О2 + H2О
ЧАС2S2О2 + 2 часа2ТАК3 → H2S4О6 + 2 часа2О
ЧАС2S4О6 + H2ТАК3 → H2S3О6 + H2S2О3
  • Реакции галогенидов серы с HSO−
    3     или же HS
    2    О−
    3    , Например :
SCl2 + 2 HSO−
3 → [O3СССО 3]2− + 2 HCl
S2Cl2 + 2 HSO−
3 → [O3SS2ТАК3]2− + 2 HCl
SCl2 + 2 HS
2О−
3 → [O3SS3ТАК3]2− + 2 HCl

Безводные политионовые кислоты могут образовываться в диэтиловый эфир решение тремя основными способами:

HSпТАК3H + SO3 → H2Sп+2О6 (п = 1, 2 … 8)
ЧАС2Sп + 2 СО3 → H2Sп+2О6 (п = 1, 2 … 8)
2 HSпТАК3H + I2 → H2S2п+2О6 + 2 HI (п = 1, 2 … 6)

Политионовые кислоты с малым числом атомов серы в цепи (п = 3, 4, 5, 6) являются наиболее устойчивыми. Политионовые кислоты стабильны только в водных растворах и быстро разрушаются при более высоких концентрациях с выделением сера, диоксид серы и иногда - серная кислота. Кислотных солей политионовых кислот не существует. Политионат-ионы значительно более стабильны, чем соответствующие кислоты.

Под действием окислителей (перманганат калия, дихромат калия ) политионовые кислоты и их соли окисляются до сульфат, а взаимодействие с сильными восстановителями (амальгама натрия) превращает их в сульфиты и дитиониты.

Вхождение

Политионовые кислоты встречаются редко, но политионест распространены и важны.

Политионы были обнаружены в кратерные озера.[2] Явление может быть полезно предсказывать вулканическую активность.

Рекомендации

  1. ^ Саркар, Рамапрасад. Общая и неорганическая химия. Новое Центральное Книжное Агентство. п. 483. ISBN  9788173817274.
  2. ^ Такано Б. (1987). «Корреляция вулканической активности с составом оксианионов серы в кратерном озере». Наука. 235 (4796): 1633–1635. Дои:10.1126 / science.235.4796.1633. PMID  17795598.