Fórmula de iones de sulfato: estructura, propiedades, usos, preguntas de muestra

Es uno de los compuestos químicos más ampliamente disponibles en la tierra. Se puede obtener de minerales naturales ya que se encuentra principalmente en el medio ambiente como resultado de procesos atmosféricos y terrestres. Está disponible principalmente en forma de azufre liberado por la erosión de depósitos evaporados, rocas y minerales que contienen sulfuro e incluso volcanes. El ion Sulfato es ampliamente utilizado en la preparación de sales, perrusts y derivados de ácidos.

¿Qué es el ion sulfato?

El ion de sulfato o simplemente sulfato (SO ₄ ^-2 ) consta de un ion de azufre y cuatro iones de oxígeno, lo que lo convierte en una molécula poliatómica. Su fórmula empírica es SO ₄ ^-2 . Esta molécula es un anión que tiene una carga -2. El ion Sulfato es ampliamente utilizado en la preparación de sales, perrusts y derivados de ácidos. 

Está formado por un átomo de azufre y dos átomos de oxígeno. El oxígeno tiene el símbolo O y su número atómico es 8. Es un no metal altamente reactivo y un buen agente oxidante. Por lo general, el oxígeno está presente como un gas diatómico con la fórmula O ₂ . La valencia del oxígeno es 2. El azufre tiene el símbolo S y su número atómico es 16. Es un compuesto no metálico y, en condiciones normales, sus átomos están presentes como 8 átomos formando una molécula S _{8 .} El azufre está presente en forma de cristales de color amarillo brillante a temperatura ambiente. S ₈ es un átomo multivalente que tiene 2 como valencia predominante.

Fórmula del ion sulfato: 

El ion sulfato se compone básicamente de átomos de azufre y oxígeno. El ion sulfato está presente en el ácido sulfúrico, que se llama el rey de los productos químicos, ya que se utiliza en la preparación de la mayoría de los compuestos. El sulfato puede formar una sal con una variedad de elementos como potasio, sodio, calcio, magnesio y bario.  

Por lo tanto, la fórmula del ion sulfato es SO ₄ ^-2 .

Estructura del ion sulfato

Está formado por un átomo de azufre y dos átomos de oxígeno. Tiene una estructura tetraédrica con azufre situado en el centro y cuatro átomos de oxígeno equivalentes están presentes a su alrededor. El azufre está en el estado de oxidación +6 y el oxígeno en el estado de oxidación -2. El ion de sulfato lleva una carga total de -2, por lo que es inestable y está presente en forma resonante.

Forma enlaces dobles con dos átomos de oxígeno y enlaces simples con moléculas de OH. La longitud del enlace entre el azufre y el oxígeno en los átomos de sulfato es de 149 pm. Los átomos están colocados en un ángulo de 109,5 grados.

Preparación de iones de sulfato

Hay dos métodos de preparación de laboratorio para Sulfato

• Se puede preparar a partir de la oxidación de sulfuros metálicos en presencia de oxígeno, calor y catalizador.  

2Cu2S ₊ 5O2 → _{2CuSO4 +} 2CuO

ZnS + 2O ₂ → ZnSO ₄

• También se puede preparar por reacción de hidrrust metálico, rust metálico y metales puros con ácido sulfúrico.

Ba(ClO ₃ ) ₂ + H ₂ SO ₄ → 2 HClO ₃ + BaSO ₄ 

Zn ₊ H2SO4 _→ ZnSO4 ₊ H2 _{_}

Cu(OH) ₂ + H ₂ SO ₄ → CuSO ₄ + 2 H ₂ O  

CdCO3 + H2SO4 → _{CdSO4 + H2O +} CO2 _{_}  

Propiedades del ion sulfato

Propiedades físicas del ion sulfato:

1. El nombre IUPAC del ion Sulfato es Sulfato.
2. El punto de fusión del ion sulfato es de 270,47 grados Celsius.
3. El punto de ebullición del ion Sulfato es de 623,89 grados centígrados.
4. La masa molar del ion sulfato es de 96,06 gramos por mol.
5. La mayoría de los sulfatos iónicos son altamente solubles en agua (excepto el sulfato de calcio, el sulfato de estroncio, el sulfato de plomo y el sulfato de bario que son poco solubles).
6. La presión de vapor del ion sulfato es 0,00791 Pascal.
7. El sulfato de radio es el sulfato más insoluble conocido hasta ahora.

Propiedades químicas del ion sulfato:

• La propiedad más importante del ion sulfato es que puede formar enlaces fácilmente con los metales.

2NaCl ₊ H2SO4 → _{Na2SO4 +} 2HCl _{_} _

• La prueba más utilizada para la presencia de iones de sulfato es la prueba de sulfato de rodio.

2BaCl ₊ H2SO4 → Ba2SO4 _{+ 2HCl} . _{_}

• Precipita fácilmente con el ion Sulfato dando fácilmente un polvo blanco.
• El ion sulfato está presente en forma de estructura resonante que le permite atraer metales para formar un enlace.
• Incluso el sulfato tiene tantos electrones presentes que no está dispuesto a unirse con otros metales porque los átomos de oxígeno presentes alrededor del átomo de sulfato actúan como ligandos.
• El ácido conjugado del ion sulfato es ácido sulfúrico.
• La base conjugada del ion sulfato es sulfato.

Efectos nocivos y medidas de seguridad para el ion sulfato

• Los efectos nocivos del ion Sulfato dependen del átomo en el que se combina con dos formas de Sulfato.
• La quema de combustibles fósiles y biomasa puede provocar acidez en la atmósfera y causar lluvia ácida.  
• Esto se debe a que la combustión de estos elementos que contienen sulfato puede provocar la liberación de partículas microscópicas en el aire (aerosoles).
• Estos aerosoles pueden provocar sequedad en la piel, dañar las partículas del cabello y tener el cabello con carga negativa.

Usos y Aplicaciones del Ion Sulfato

1. Las verduras necesitan iones de sulfato para su crecimiento y desarrollo, que se proporcionan en forma de pulverizador de mochila.
2. El sulfato se usa ampliamente en las industrias.
3. El yeso (sulfato de calcio hidratado) se utiliza en la construcción. 
4. El sulfato de cobre se usa como electrolito en celdas galvánicas en el laboratorio y también se usa como el alguicida más común.
5. El sulfato de hierro proporciona hierro para los organismos vivos y el suelo y muchos más.
6. El sulfato de magnesio se utiliza en baños terapéuticos.
7. Se utiliza como detergente, emulsionante y agente espumante.
8. Los compuestos de sulfato también se usan en artículos de uso diario como pasta de dientes, lociones corporales, maquillaje, jabones y champús.

Ejemplos de preguntas 

Pregunta 1: Explique la estructura de los iones de sulfato.

Responder:

Está formado por un átomo de azufre y dos átomos de oxígeno. Tiene una estructura tetraédrica con azufre situado en el centro y el oxígeno equivalente está presente a su alrededor. El azufre está en el estado de oxidación +6 y el oxígeno en el estado de oxidación -2. El ion sulfato tiene una carga total de -2. Como lleva una carga de -2, está presente en forma resonante. Forma enlaces dobles con dos átomos de oxígeno y enlaces simples con la molécula de OH. La longitud del enlace entre el azufre y el oxígeno en un átomo de sulfato es de 149 pm. Los átomos están colocados en un ángulo de 109,5 grados.

Pregunta 2: Nombre el ácido conjugado y la base del ion Sulfato.

Responder:

El ácido conjugado del ion sulfato es ácido sulfúrico y la base conjugada del ion sulfato es sulfato.

Pregunta 3: Enumere algunos ejemplos de los compuestos que contienen iones de sulfato.

Responder:

Aquí está la lista:

• Laurilsulfato sódico,
• Sulfato de magnesio,
• Yeso,
• Sulfato de cobre,
• Sulfato de hierro (II),
• Sulfato de sodio,
• sulfato de calcio,
• Sulfato de hidrógeno, y 
• Sulfato de plomo, etc.

Pregunta 4: ¿Cuáles son los varios de Sulphur?

Responder:

El azufre viene en una variedad de formas, incluyendo dirust de azufre, trirust de azufre y ácido sulfúrico. En comparación con otros elementos, el azufre tiene un alto potencial de catenación y reactividad química. Como resultado, puede convertirse en una variedad de formatos diferentes.

Pregunta 5: ¿Cuáles son algunos alótropos de Sulphur?

Responder:

En la tabla periódica, el azufre se encuentra en el grupo 6 de los no metales sólidos, junto con el oxígeno y otros elementos. El azufre es el elemento más reactivo después del oxígeno, especialmente a altas temperaturas, lo que ayuda a romper los enlaces AS en las moléculas S8. El azufre interactúa inmediatamente con el carbono, el fósforo, el arsénico y una variedad de metales a medida que se quema en el aire. Se oxida en SO ₂ mediante ácidos oxidantes, mientras que los álcalis lo disuelven en sulfuros y tiosulfato al reaccionar con H ₂ y halógenos. Los sulfuros son compuestos estables y muchos metales se pueden encontrar en forma de sulfitos en la naturaleza. El azufre se presenta en alótropos rómbicos, monoclínicos, plásticos y amorfos.