СУЛЬФАМИНОВАЯ КИСЛОТА: СТРОЕНИЕ, СВОЙСТВА, СИНТЕЗ, ПРИМЕНЕНИЕ - ХИМИЯ - 2026

Сульфаминовая кислота представляет собой неорганическое соединение , состоящее из атома серы (S) , ковалентно связанные с одинарной связью и гидроксильной группой (-ОН) и аминогрупп (-NH ₂ ), и двойная связь два атома кислород (O). Это белое кристаллическое твердое вещество. Его химическая формула - NH ₂ SO ₃ H. Он также известен как аминосульфоновая кислота, амидосульфоновая кислота, амидосерная кислота и сульфамидная кислота.

Сульфаминовая кислота - сильная кислота. Может реагировать с металлами, оксидами металлов и карбонатами. Его соли обычно растворимы в воде, что делает его хорошим средством для удаления накипи в технологическом оборудовании. Он часто используется на сахарных заводах для удаления карбонатной корки в выпарном оборудовании.

Строение сульфаминовой кислоты. Бендж-bmm27. Источник: Wikipedia Commons.

Сульфаминовая кислота является восстановителем нитритов (NO ₂ ^- ), и это химическое свойство используется в различных областях, например, в красильной промышленности и при анализе нитритов.

Он используется при дублении кожи и отбеливании целлюлозы для изготовления бумаги. Фактически, это загрязнитель пищевых продуктов, поскольку он часто обнаруживается в бумаге и картоне, используемом для упаковки продуктов.

Он также используется при электроосаждении металлов в качестве лабораторного стандарта, а одна из его производных является очень эффективным гербицидом.

Структура

Сульфаминовая кислота кристаллизуется в виде орторомбических дипирамидных кристаллов. Он образует компактные призмы и пластины при кристаллизации из холодного раствора, а также алмазные пластины при кристаллизации из горячего водного раствора.

Номенклатура

- сульфаминовая кислота

- Аминосульфоновая кислота

- амидосульфоновая кислота

- Амидосерная кислота

- сульфамидная кислота

свойства

Физическое состояние

Белое кристаллическое твердое вещество.

Молекулярный вес

97,1 г / моль.

Температура плавления

205 ° C, разлагается при 209 ° C.

плотность

2,15 г / см ³

Растворимость

Растворим в воде:

- 12,8% при 0 ºC

- 17,57% при 20 ºC

- 22,77% при 40 ºC

Слабо растворим в метаноле, мало растворим в ацетоне, не растворим в эфире.

Легко растворим в азотистых основаниях и органических растворителях, содержащих азот.

Нерастворим в сероуглероде (CS ₂ ) и четыреххлористом углероде (CCl ₄ ).

pH

0,41 (в 1 н растворе, то есть 1 эквивалент / л).

Константа диссоциации

0,101 при 25 ° С.

Химические свойства

Это сильная кислота. Почти столько же, сколько соляной (HCl), азотной (HNO ₃ ) и серной (H ₂ SO ₄ ) кислот .

Водные растворы сульфаминовой кислоты сильно ионизированы. Его pH ниже, чем у растворов муравьиной, фосфорной и щавелевой кислот.

В воде сульфаминовая кислота теряет только протон, связанный с кислородом. Водороды, присоединенные к азоту, держатся вместе.

В водном растворе он медленно гидролизуется с образованием кислого сульфата аммония (NH ₄ HSO ₄ ). Устойчив в сухих условиях.

Сульфаминовая кислота атакует металлы, оксиды металлов и карбонаты с образованием сульфаматов. Например, с металлическим калием (K) он образует сульфамат калия (KOSO ₂ NH ₂ ) и водород (H ₂ ).

Все соли сульфаминовой кислоты растворимы в воде. Соли кальция, свинца и бария хорошо растворимы в воде, в отличие от соответствующих солей серной кислоты.

Азотистая кислота (HNO ₂ ) количественно реагирует с аминогруппой сульфаминовой кислоты, выделяя азот (N ₂ ). Считается, что сульфамат-ион действует в этой реакции как амид, а не амин.

Сульфаминовая кислота окисляется хлором, бромом или хлоратом калия, чтобы преобразовать ее в серную кислоту. Эта реакция не происходит с другими окислителями, такими как хромовая кислота или перманганат калия.

Не совместим (не реагирует) с сильными щелочами, хлором, хлорноватистой кислотой, гипохлоритами, цианидами и сульфидами.

Другие свойства

Он не гигроскопичен (значит, не впитывает влагу из воздуха).

При нагревании до разложения выделяет высокотоксичные пары оксидов серы и хлористого водорода (HCl).

Одно из его производных, сульфамат аммония, является антипиреном.

Умеренно токсичен.

Синтез

Сульфаминовая кислота получается взаимодействием мочевины CO (NH ₂ ) ₂ с дымящей серной кислотой, то есть концентрированной серной кислотой (H ₂ SO ₄ ), содержащей триоксид серы (SO ₃ ).

Его также можно синтезировать путем реакции хлорсульфоновой кислоты (HClO ₃ Cl) и аммиака (NH ₃ ).

Приложения

В красильной промышленности

Сульфаминовая кислота используется для быстрого и эффективного удаления избытка нитритов в реакциях диазотирования при синтезе красителей. Для этой цели он гораздо практичнее мочевины.

При обработке кожи

При дублении кожи использование сульфаминовой кислоты вместо серной обеспечивает более тонкую и шелковистую текстуру.

Кроме того, поскольку сульфамат кальция растворим в воде, в отличие от сульфата кальция, сульфаминовая кислота может использоваться в процессе обеззоливания, не оставляя пятен, которые иногда возникают на коже при использовании серной кислоты.

Кожаная обувь. Источник: Pixabay.

В технологическом оборудовании очистки

Сульфаминовая кислота используется в качестве очистителя от накипи в котлах, реакторах, трубах, системах охлаждения и теплообменниках.

В этом оборудовании масштаб образуется за счет циркуляции воды или технологических соединений на электростанциях, химических заводах, сталелитейных заводах, бумажных фабриках, компрессорных станциях и других отраслях промышленности.

Накипь или твердые отложения могут быть органическими (водоросли, ил, грибки) или неорганическими (оксиды железа, сульфиды железа, карбонаты, сульфаты, фосфаты или силикаты кальция или магния).

Сульфаминовая кислота очень эффективна для удаления накипи карбоната кальция. Его можно использовать на оборудовании из меди, латуни, нержавеющей стали, чугуна и оцинкованной стали.

Применяется в виде 5-10% раствора по весу. Он особенно используется на сахарных заводах для очистки чугунных испарителей с медными теплообменниками.

Испарительное оборудование сахарного завода. Автор: Антрикш Кумар. Источник: Pixabay

Его следует использовать при температуре не выше 50-60 ºC. Температура 70 ºC приводит к образованию нерастворимых сульфатов, таких как CaSO ₄ .

При использовании в сочетании с хлоридом натрия возникает синергетический эффект, и раствор позволяет оксиду железа медленно растворяться. В этом случае его не следует использовать с нержавеющей сталью, поскольку выделяется соляная кислота, которая может вызвать коррозию этого материала.

В рафинировании металлов

Гальваническое покрытие металлов, таких как медь, серебро, кобальт, никель, цинк, кадмий, железо и свинец, может быть успешно выполнено в растворах сульфаминовой кислоты. С этим справиться гораздо легче, чем с кремнефтористоводородной кислотой (H ₂ SiF ₆ ).

В качестве стандартного реагента в лаборатории

Учитывая определенные характеристики сульфаминовой кислоты, такие как: ее сила как кислоты, легкость очистки путем перекристаллизации в воде, ее стабильность и негигроскопичность, она использовалась в качестве основного стандарта на лабораторном уровне. Это означает, что он используется для количественного определения щелочей.

Лаборатория. PublicDomainPictures. Источник: Pixabay

В анализе нитритов

Из-за легкой реакции с нитритами сульфаминовая кислота используется для определения их в растворе.

При анализе растворенного кислорода в воде

Поскольку сульфаминовая кислота реагирует с нитритами в воде, выделяется азот, определение растворенного кислорода в воде может быть выполнено, так как помехи, вызванные нитритами, устранены.

При приготовлении закиси азота

Сульфаминовая кислота реагирует с азотной кислотой с образованием закиси азота (N ₂ O). Эта реакция более безопасна, чем реакция нитрата аммония для получения этого газа.

В сельском хозяйстве

Производное сульфаминовой кислоты, сульфамат аммония, является эффективным нетоксичным гербицидом для животных.

Его наносят путем росы на листьях тех видов, которые нужно удалить в конце лета или в начале осени, предпочтительно во влажную погоду. По мере того, как соединение перемещается от листьев к корням, растение умирает.

Распыление гербицидов. Автор: Зефе Ву. Источник: Pixabay

Еще одним преимуществом этого соединения является то, что он не стерилизует постоянно почву. Действительно, часть азота из сульфамата аммония будет доступна в почве для роста растений в следующем сезоне.

Из огнестойких тканей

Его совместимость с целлюлозой и его огнестойкие свойства делают сульфамат аммония средством для получения огнестойких тканей и бумаги.

Используется 10% веса ткани, внешний вид и ощущение которой остаются неизменными. Ткань при использовании следует подвергать химической чистке, никогда не стирать в воде, чтобы не растворить сульфамат.

Это особенно полезно в театральных занавесках или подобных местах.

Театр. Автор: MustangJoe Источник: Pixabay

В различных приложениях

Он используется в качестве катализатора в некоторых химических реакциях, например, при получении карбамидоформальдегидных смол. Он также используется в качестве бактерицида и стабилизатора хлора в плавательных бассейнах и в качестве отбеливателя древесной массы на целлюлозно-бумажных фабриках.

Ссылки

1. Национальная медицинская библиотека США. (2019). Сульфаминовая кислота. Получено с pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
2. Уильямс, DLH (2004) Нитрозирование в азотных центрах. В реакциях нитрозирования и химии оксида азота. Глава 2. Восстановлено с sciencedirect.com
3. Клапп, Леаллин Б. (1943). Сульфаминовая кислота и ее применение. Chem. Educ.1943, 20, 4, 189. Получено с pubs.acs.org
4. Макдональд, Джеймс. (2003). Сульфаминовая кислота. Получено с veoliawatertech.com
5. Шастри, VS (2010). Управление и контроль коррозии. В «Коррозии» Шрейра. Получено с sciencedirect.com
6. Pratima Bajpai. (2018). Разные темы. В Справочнике Бирмана по целлюлозе и бумаге. Третье издание. Получено с sciencedirect.com