ACIDE SULFUREUX: STRUCTURE, PROPRIÉTÉS, NOMENCLATURE, UTILISATIONS - CHIMIE - 2025

L' acide sulfureux est un oxyacide formé en dissolvant du dioxyde de soufre, SO ₂, de l'eau. Il s'agit d'un acide minéral faible et instable, qui n'a pas été détecté en solution, car la réaction de sa formation est réversible et l'acide se décompose rapidement dans les réactifs qui l'ont produit (SO ₂ et H ₂ O).

La molécule d'acide sulfureux n'a jusqu'à présent été détectée qu'en phase gazeuse. Les bases conjuguées de cet acide sont des anions communs sous forme de sulfites et de bisulfites.

Source: Benjah-bmm27, de Wikimedia Commons Le spectre Raman des solutions SO ₂ ne montre que les signaux dus à la molécule SO ₂ et à l'ion bisulfite, HSO ₃ ^-, en accord avec l'équilibre suivant:

SO ₂ + H ₂ O <=> HSO ₃ ^- + H ⁺

Cela indique qu'en utilisant le spectre Raman, il n'est pas possible de détecter la présence d'acide sulfureux dans une solution de dioxyde de soufre dans l'eau.

Lorsqu'il est exposé à l'atmosphère, il se transforme rapidement en acide sulfurique. L'acide sulfureux est réduit en sulfure d'hydrogène par l'action de l'acide sulfurique dilué et du zinc.

La tentative de concentrer une solution de SO ₂ en évaporant l'eau pour obtenir de l'acide sulfureux sans eau, n'a pas donné de résultats, car l'acide se décompose rapidement (inversant la réaction de formation), de sorte que l'acide ne peut pas être isolé.

Formation naturelle

L'acide sulfureux est formé dans la nature par la combinaison de dioxyde de soufre, produit de l'activité des grandes usines, avec de l'eau atmosphérique. Pour cette raison, il est considéré comme un produit intermédiaire des pluies acides, causant de graves dommages à l'agriculture et à l'environnement.

Sa forme acide n'est pas utilisable dans la nature, mais elle est généralement préparée dans ses sels de sodium et de potassium, sulfite et bisulfite.

Le sulfite est généré de manière endogène dans le corps à la suite du métabolisme des acides aminés contenant du soufre. De même, le sulfite est produit en tant que produit de la fermentation d'aliments et de boissons. Le sulfite est allergène, neurotoxique et métabolique. Il est métabolisé par l'enzyme sulfite oxydase qui le convertit en sulfate, un composé inoffensif.

Structure

Molécule isolée

Sur l'image, vous pouvez voir la structure d'une molécule isolée d'acide sulfureux à l'état gazeux. La sphère jaune au centre correspond à l'atome de soufre, les rouges aux atomes d'oxygène et les blanches aux hydrogènes. Sa géométrie moléculaire autour de l'atome S est une pyramide trigonale, les atomes O dessinant la base.

Ensuite, à l'état gazeux, les molécules H ₂ SO ₃ peuvent être considérées comme de minuscules pyramides trigonales flottant dans l'air, en supposant qu'elle soit suffisamment stable pour durer un certain temps sans réagir.

La structure indique clairement d'où viennent les deux hydrogènes acides: des groupes hydroxyle liés au soufre, HO-SO-OH. Par conséquent, pour ce composé, il n'est pas correct de supposer que l'un des protons acides, H ⁺, est libéré de l'atome de soufre, H-SO ₂ (OH).

Les deux groupes OH permettent à l'acide sulfureux d'interagir par des liaisons hydrogène et, de plus, l'oxygène de la liaison S = O est un accepteur d'hydrogène, ce qui fait de H ₂ SO _{3 à la} fois un bon donneur et accepteur desdits ponts.

Selon ce qui précède, H ₂ SO ₃ devrait être capable de se condenser en un liquide, comme le fait l'acide sulfurique, H ₂ SO ₄. Néanmoins, ce n'est pas comme ça que ça se passe.

Molécule entourée d'eau

A ce jour, il n'a pas été possible d'obtenir de l'acide sulfureux anhydre, c'est-à-dire H ₂ SO ₃ (1); tandis que H ₂ SO ₄ (aq), par contre, après déshydratation se transforme en sa forme anhydre, H ₂ SO ₄ (1), qui est un liquide dense et visqueux.

Si la molécule de H ₂ SO ₃ est supposée rester inchangée, elle pourra alors se dissoudre dans une large mesure dans l'eau. Les interactions qui régiraient dans lesdites solutions aqueuses seraient à nouveau des liaisons hydrogène; Cependant, il y aurait également des interactions électrostatiques résultant de l'équilibre d'hydrolyse:

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

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

L'ion sulfite, SO ₃ ^2- serait la même molécule que ci-dessus, mais sans les sphères blanches; et l'ion hydrogénosulfite (ou bisulfite), HSO ₃ ^-, conserve une sphère blanche. Des infinités de sels peuvent provenir des deux anions, certains plus instables que d'autres.

En réalité, il a été confirmé qu'une très petite partie des solutions est constituée de H ₂ SO ₃; c'est-à-dire que la molécule expliquée n'est pas celle qui interagit directement avec les molécules d'eau. La raison en est qu'il subit une décomposition à partir de SO ₂ et H ₂ O, ce qui est thermodynamiquement favorisé.

SW

La véritable structure de l'acide sulfureux consiste en une molécule de dioxyde de soufre entourée d'une sphère d'eau composée de n molécules.

Ainsi, le SO ₂, dont la structure est angulaire (type boomerang), avec sa sphère aqueuse, est responsable des protons acides qui caractérisent l'acidité:

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

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

En plus de cet équilibre, il existe également un bilan de solubilité pour le SO ₂, dont la molécule peut s'échapper de l'eau vers la phase gazeuse:

SO ₂ (g) <=> SO ₂ (ac)

Proprietes physiques et chimiques

Formule moléculaire

H ₂ SO ₃

Poids moléculaire

82,073 g / mol.

Aspect physique

C'est un liquide incolore, avec une odeur piquante de soufre.

Densité

1,03 g / ml.

Densité de vapeur

2,3 (par rapport à l'air pris comme 1)

Corrosivité

Il est corrosif pour les métaux et les tissus.

Solubilité dans l'eau

Miscible à l'eau.

Sensibilité

Il est sensible à l'air.

Stabilité

Stable, mais incompatible avec des bases fortes.

Constante d'acidité (Ka)

1,54 x 10 ^-2

pKa

1,81

pH

1,5 sur l'échelle de pH.

point d'allumage

Ininflammable.

Décomposition

Lorsque l'acide sulfureux est chauffé, il peut se décomposer, émettant une fumée d'oxyde de soufre toxique.

Nomenclature

Le soufre a les valences suivantes: ± 2, +4 et +6. A partir de la formule H ₂ SO ₃, on peut calculer la valence ou le nombre d'oxydation du soufre dans le composé. Pour ce faire, résolvez simplement une somme algébrique:

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

Comme il s'agit d'un composé neutre, la somme des charges des atomes qui le constituent doit être égale à 0. En résolvant v pour l'équation précédente, nous avons:

v = (6-2) / 1

Ainsi, v est égal à +4. Autrement dit, le soufre participe avec sa seconde valence, et selon la nomenclature traditionnelle, le suffixe –oso doit être ajouté au nom. Pour cette raison, H ₂ SO ₃ est connu sous le nom d'acide sulfurique .

Une autre façon plus rapide de déterminer cette valence consiste à comparer H ₂ SO ₃ avec H ₂ SO ₄. Dans H ₂ SO ₄, le soufre a une valence de +6, donc si un O est éliminé, la valence tombe à +4; et si un autre est éliminé, la valence inférieure +2 (ce qui serait le cas pour l'acide hypo- soufre ours, H ₂ SO ₂).

Bien que moins connu, H ₂ SO ₃ peut également être appelé acide trioxosulfurique (IV), selon la nomenclature stock.

Synthèse

Techniquement, il est formé en brûlant du soufre pour former du dioxyde de soufre. Ensuite, il se dissout dans l'eau pour former de l'acide sulfureux. Cependant, la réaction est réversible et l'acide se décompose rapidement en réactifs.

Ceci explique pourquoi l'acide sulfureux ne se trouve pas en solution aqueuse (comme déjà mentionné dans la section sur sa structure chimique).

Applications

Source: Pxhere

D'une manière générale, les utilisations et les applications de l'acide sulfurique, étant donné que sa présence ne peut être détectée, se réfèrent aux utilisations et applications de solutions de dioxyde de soufre et des bases et sels de l'acide.

Dans le bois

Dans le procédé au sulfite, la pâte de bois est produite sous forme de fibres de cellulose presque pures. Divers sels d'acide sulfureux sont utilisés pour extraire la lignine des copeaux de bois, en utilisant des récipients à haute pression appelés digistors.

Les sels utilisés dans le processus d'obtention de la pâte de bois sont le sulfite (SO ₃ ^2-) ou le bisulfite (HSO ₃ ^-), selon le pH. Le contre-ion peut être Na ⁺, Ca ²⁺, K ⁺ ou NH ₄ ⁺.

Agent désinfectant et blanchissant

-L'acide sulfureux est utilisé comme désinfectant. Il est également utilisé comme agent de blanchiment doux, en particulier pour les matériaux sensibles au chlore. De plus, il est utilisé comme blanchisseur de dents et additif alimentaire.

-Il est un ingrédient de divers produits cosmétiques pour les soins de la peau et a été utilisé comme élément pesticide dans l'élimination des rats. Élimine les taches causées par le vin ou les fruits sur différents tissus.

-Il sert d'antiseptique, étant efficace pour éviter les infections cutanées. Parfois, il était utilisé dans les fumigations pour désinfecter les navires, les effets personnels des malades victimes d'épidémies, etc.

Agent conservateur

L'acide sulfureux est utilisé comme conservateur pour les fruits et légumes et pour empêcher la fermentation de boissons telles que le vin et la bière, étant un élément antioxydant, antibactérien et fongicide.

Autres utilisations

-L'acide sulfureux est utilisé dans la synthèse de médicaments et de produits chimiques; dans la production de vin et de bière; raffinage de produits pétroliers; et est utilisé comme réactif analytique.

-Le bisulfite réagit avec les nucléosides pyrimidiniques et s'ajoute à la double liaison entre les positions 5 et 6 de la pyrimidine, modifiant la liaison. La transformation au bisulfite est utilisée pour tester les structures secondaires ou supérieures des polynucléotides.

Références

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