Structure d'acide sulfámique, propriétés, synthèse, utilisations

Il acide sulfamique Il s'agit d'un composé inorganique formé par un atome de soufre attaché sous une forme covalente et par un simple lien vers un groupe hydroxyle (-OH) et un groupe amino (-nh₂), et par double liaison à deux atomes d'oxygène (O). C'est un solide cristallin blanc. Sa formule chimique est NH₂Swin₃H. Il est également connu sous le nom d'acide aminosulfonique, d'acide amidosulfonique, d'acide amidosulfurique et d'acide sulfamidique.

L'acide sulfámique est un acide fort. Vous pouvez réagir avec les métaux, les métaux et les oxydes de carbonate. Ses sels sont généralement solubles dans l'eau, c'est donc un bon dissolvant des incrustations dans l'équipement de processus. Il est fréquemment utilisé dans les sucreries pour nettoyer les incrustations de carbonate dans les évaporateurs.

Structure d'acide sulfámique. Benjah-bmm27 [domaine public]. Source: Wikipedia Commons.

L'acide sulfámique est un réducteur de nitrites (non₂^-) et cette propriété chimique est utilisée dans plusieurs applications, comme dans l'industrie du colorant et l'analyse des nitrites.

Il est utilisé dans le bronzage en cuir et dans le blanchiment de la pulpe pour la fabrication de papier. En fait, c'est un contaminant de la nourriture, comme on le trouve souvent dans les papiers et les cartes utilisés pour emballer les épiceries.

Il est également utilisé dans l'électrode métallique, comme modèle de laboratoire et l'un de ses dérivés est un herbicide très efficace.

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Structure

L'acide sulfamique cristallise sous la forme de cristaux d'ortorrombus bipiramidaux. Formez des prismes et des feuilles compactes lorsque vous cristallisez à partir de la solution froide, ainsi que des feuilles de rhombus lorsqu'il le rend solution aqueuse chaude.

Nomenclature

- Acide sulfamique

- Acide aminosulfonique

- Acide amidosulfonique

- Acide amidosulfurique

- Sulfami-acide

Propriétés

État physique

Blanc cristallin blanc.

Poids moléculaire

97,1 g / mol.

Point de fusion

205 ºC, se décompose à 209 ºC.

Densité

2,15 g / cm³

Solubilité

Soluble dans l'eau:

- 12,8% à 0 ºC

- 17,57% à 20 ºC

- 22,77% à 40 ° C

À peine soluble dans le méthanol, légèrement soluble dans l'acétone, insoluble dans l'éther.

Librement soluble dans les bases d'azote et les solvants organiques contenant de l'azote.

Insoluble dans le disulfure de carbone (CS₂) et le tétrachlorure de carbone (CCL₄).

pH

0,41 (en solution 1 n, c'est-à-dire 1 équivalent / L).

Constante de dissociation

0,101 à 25 ºC.

Propriétés chimiques

C'est un acide fort. Presque autant que les acides chlorhydrique (HCl), nitrique₃) et sulfurique (h₂Swin₄).

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Les solutions aqueuses d'acide sulfamique sont hautement ionisées. Son pH est inférieur aux solutions d'acides formiques, phosphoriques et oxaliques.

Dans l'eau, l'acide sulfamique ne perd que le proton qui est lié à l'oxygène. Les hydrogènes joints d'azote restent fermement unis.

En solution aqueuse, il est lentement hydrolysé pour donner du sulfate d'acide d'ammonium (NH₄HSO₄). Est stable dans des conditions sèches.

L'acide sulfámique attaque les métaux, les oxydes métalliques et les carbonates pour générer des sulfamates. Par exemple, avec du sulfamate de potassium (k) de potassium (Koso₂NH₂) et l'hydrogène (h₂).

Tous les sels d'acide sulfamique sont solubles dans l'eau. Les sels de calcium, de plomb et de baryum sont très solubles dans l'eau, contrairement à l'acide sulfurique correspondant.

Acide nitreux (HNO₂) réagir quantitativement avec le groupe amino d'acide sulfamique, libérant de l'azote (n₂). On estime que l'ion sulfamate fonctionne dans cette réaction comme un amida, et non comme une amine.

L'acide sulfámique est oxydé par chlore, brome ou chlorate de potassium pour le convertir en acide sulfurique. Cette réaction ne se produit pas avec d'autres oxydants tels que l'acide chromique ou le permanganate de potassium.

Il n'est pas compatible (réagit) avec des alcalis forts, du chlore, de l'acide hypocléreux, des hypochlorites, des cyanures et des sulfures.

Autres propriétés

Ce n'est pas hygroscopique (cela signifie qu'il n'absorbe pas l'humidité de l'air).

Lorsqu'il est chauffé jusqu'à la décomposition émet des fumées hautement toxiques d'oxydes de soufre et de chlorure d'hydrogène (HCL).

L'un de ses dérivés, le sulfamate d'ammonium, est un retardateur d'incendie.

C'est modérément toxique.

La synthèse

L'acide sulfámique est obtenu par la réaction d'urée CO (NH₂)₂ Avec l'acide sulfurique fumant, c'est-à-dire l'acide sulfurique (h₂Swin₄) concentré contenant du trioxyde de soufre (donc₃).

Il peut également être synthétisé en réagissant à l'acide chlorosulfonique (HCLO₃Cl) et l'ammoniac (NH₃).

Applications

Dans l'industrie des colorants

L'acide sulfámique est utilisé pour éliminer les nitrites en excès rapidement et efficacement dans les réactions de diazotisation dans la synthèse de coloration. C'est beaucoup plus pratique que l'urée à cette fin.

En traitement du cuir

Pendant le bronzage en cuir, l'utilisation d'acide sulfamique au lieu de l'acide sulfurique fournit une texture plus mince et plus soyeuse.

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De plus, comme le sulfamate de calcium est soluble dans l'eau, contrairement au sulfate de calcium, l'acide sulfámique peut être utilisé dans le processus désenchanté sans laisser des taches qui se produisent parfois en cuir lorsqu'ils sont utilisés.

Chaussures en cuir. Source: Pixabay.

Dans l'équipement de processus de nettoyage

L'acide sulfámique est utilisé comme nettoyant décalciateur dans les furoncles, les réacteurs, les tuyaux, les systèmes de refroidissement et les échangeurs de chaleur.

Dans ces équipements, les incrustations pour la circulation de l'eau ou des composés du processus dans les usines énergétiques, les usines chimiques, les approches, les usines de papier, les stations de compression et d'autres industries sont formées.

Les incrustations ou les dépôts solides peuvent être organiques (algues, limon, champignons) ou inorganiques (oxydes de fer, sulfures de fer, calcium ou carbonates de magnésium, sulfates, phosphates ou silicates).

L'acide sulfámique est très efficace lorsqu'il est utilisé pour éliminer les incrustations de carbonate de calcium. Il peut être utilisé en équipement en cuivre, en laiton, en acier inoxydable, en fonte et en acier galvanisé.

Il est utilisé dans une solution de 5 à 10% en poids. Il est spécialement utilisé dans les sucreries pour nettoyer les évaporateurs en fonte avec des échangeurs de chaleur en cuivre.

Équipe d'évaporatrice dans un moulin à sucre. Auteur: Antiksh Kumar. Source: Pixabay

Il doit être utilisé à des températures ne dépassant pas 50-60 ºC. 70 ºC Les températures conduisent à la formation de sulfates insolubles comme le cas₄.

Lorsqu'il est utilisé combiné avec du chlorure de sodium, un effet de synergie se produit et la solution permet à l'oxyde ferrique de se dissoudre lentement. Dans ce cas, il ne doit pas être utilisé avec de l'acier inoxydable car l'acide chlorhydrique est libéré, ce qui peut provoquer de la corrosion dans ce matériau.

Dans le raffinage des métaux

L'électrodéposition métallique telle que le cuivre, l'argent, le cobalt, le nickel, le zinc, le cadmium, le fer et le plomb peuvent être effectuées avec succès dans des solutions d'acide sulfamique. Cela peut être géré beaucoup plus facile que l'acide acide hydrophable (H₂Sif₆).

En tant que réactif de modèle en laboratoire

Compte tenu de certaines caractéristiques de l'acide sulfamique telles que: sa force comme acide, sa facilité à être purifiée par recristallisation dans l'eau, sa stabilité et sa non-hydroscopicité, il a été utilisé comme norme principale au niveau du laboratoire. Cela signifie qu'il est utilisé pour les déterminations quantitatives des alcalis.

Laboratoire. Public dans les publications. Source: Pixabay

Dans l'analyse des nitrites

En raison de sa réaction facile avec les nitrites, l'acide sulfámique est utilisé pour la détermination de ceux-ci en solution.

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Dans l'analyse de l'eau dissous dans l'eau

Étant donné que l'acide sulfamique réagissant avec des nitrites d'eau est libéré de l'azote, il est possible de déterminer l'oxygène dissous dans l'eau, car l'interférence causée par les nitrites est éliminée.

Dans la préparation d'oxyde nitreux

L'acide sulfámique réagit avec l'acide nitrique générant de l'oxyde nitreux (n₂SOIT). Cette réaction est plus sûre que le nitrate d'ammonium pour obtenir ledit gaz.

En agriculture

Un dérivé d'acide sulfámique, le sulfamate d'ammonium, est un herbicide non toxique pour les animaux.

Il est appliqué par la rosée sur les feuilles de l'espèce à éliminer à la fin de l'été ou les débuts de l'automne, de préférence par temps humide. En déplaçant le composé des feuilles aux racines, la plante meurt.

Rocío Herbicide Application. Auteur: Zefe Wu. Source: Pixabay

Un autre avantage de ce composé est que le sol ne stérilise pas en permanence. En effet, de l'azote sulfamate d'ammonium sera disponible sur le terrain pour la croissance des plantes au cours de la prochaine saison.

Dans les tissus ignifuges

Sa compatibilité avec la cellulose et son retardateur de feu caractéristique convertissent le sulfamate d'ammonium en un agent pour obtenir des tissus et du papier résistant au feu.

10% du poids du tissu est utilisé, dont l'apparence et la sensation tactile restent inchangées. Le tissu lorsqu'il est utilisé doit être lavé sec, jamais lavé avec de l'eau afin de ne pas se dissoudre pour le sulfamate.

Il est utile surtout dans les théâtres ou les endroits similaires.

Théâtre. Auteur: Mustangjoe Source: Pixabay

Dans diverses applications

Il est utilisé comme catalyseur dans certaines réactions chimiques, comme dans la préparation des résines d'urée-foralde. Il est également utile comme bactéricide et stabilisateur de chlore dans les piscines et comme blanchie en bois dans les usines de pulpe et de papier.

Les références

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