Rusts de azufre

El rust de azufre es un grupo de compuestos de azufre y oxígeno, los más importantes son el dirust de azufre (SO ₂ ) y el trirust de azufre (SO ₃ ), ambos producidos en grandes cantidades como pasos intermedios en la producción de ácido sulfúrico. El dirust es el anhídrido ácido del ácido sulfúrico (una sustancia química que reacciona con el agua para generar ácido), mientras que el trirust es el anhídrido ácido del ácido sulfúrico.

Los rusts de azufre son compuestos inorgánicos compuestos en su totalidad por átomos de azufre y oxígeno. Los rusts de azufre más comunes que se encuentran en la atmósfera inferior de la Tierra son el dirust de azufre (SO ₂ ) y el trirust de azufre (SO ₃ ). Otras clases notables de rusts de azufre incluyen:

1. Monrust de azufre (SO) y dirust de azufre (S ₂ O ₂ ), que se forma cuando el monrust de azufre se dimeriza.
2. monrust de azufre
3. Los rusts de azufre superiores tienen un estado de oxidación de azufre de +6.

Normalmente, los rusts de azufre se forman cuando las sustancias que contienen azufre se queman en aire rico en oxígeno. Se encuentra durante el tostado de minerales sulfurados, la combustión de combustibles fósiles y carbones, y otros procesos. Las emisiones de los vehículos son una de las fuentes más comunes de rust de azufre que podemos identificar. El dirust de azufre se puede formar naturalmente como resultado de la actividad volcánica, así como también como subproducto de la metalurgia del cobre. El trirust de azufre, por otro lado, se fabrica como precursor del ácido sulfúrico y, por lo tanto, se conoce como anhídrido sulfúrico. Los rusts de azufre inferiores se forman como productos intermedios durante la combustión del azufre elemental y son menos estables que el SO ₂ y el SO ₃ . Si bien existen numerosos tipos de rusts de azufre, los dos más importantes son el dirust de azufre (SO ₂) y trirust de azufre (SO ₃ ).

Dirust de azufre

Uno de los rusts de azufre más comunes que se encuentran en la Tierra e incluso en el espacio es el dirust de azufre. Es un gas incoloro que puede ser venenoso en ocasiones y es soluble en agua. La exposición a altas concentraciones de este gas puede ser dañina para los seres vivos. Tiene el potencial de dañar la salud humana.

Estructura del SO ₂ : Tiene forma angular y tiene un borde de enlace OSO de 119,50. El dirust de azufre tiene dos tipos de enlaces pi: p pi-p pi y d pi-p pi . Las longitudes de los dos enlaces azufre-oxígeno son similares o equivalentes. Esto significa que el dirust de azufre es un híbrido de dos estructuras canónicas.

Propiedades del SO ₂ :

• El dirust de azufre es un gas ácido incoloro con un olor acre sofocante.
• Se licua fácilmente.
• Es uno de los gases más simples de fundir. Esto se debe a que se condensa a temperatura ambiente bajo una presión de 2 atm.
• Es altamente soluble en agua y tiene una solución acuosa ácida (H ₂ SO ₃ ).
• Es un tipo de rust ácido.
• Se disuelve fácilmente en agua.
• Actúa como un fuerte agente reductor, convirtiendo los halógenos en ácidos halógenos y volviendo verdes las soluciones acidificadas de K ₂ Cr ₂ O _{7 .}

K ₂ Cr ₂ O ₇ +3SO ₂ +H ₂ SO ₄ →K ₂ SO ₄ +Cr ₂ (SO ₄ ) ₃ +H ₂ O

• Decolora la solución de KMnO ₄ y convierte las sales férricas en sales ferrosas.
• Debido a que es ácido, reacciona con la solución de NaOH para producir sulfito de sodio, que luego reacciona con SO ₂ adicional para producir hidrogenosulfito de sodio.

2NaOH + SO ₂ → Na ₂ SO ₃ + H ₂ O

Na2SO3 ₊ SO2 _{+ H2O} → _NaHSO3 _ _ _{_}

• Los carbonatos y bicarbonatos también se descomponen, liberando gas CO2.

Na2CO3 ₊ 2SO2 + _H2O → _{NaHSO3 +} CO2 _{_} _ _{_}

NaHCO3 + _SO2 → _{NaHSO3 +} CO2 _{_}

• Forma lechosidad en el agua de cal debido a la formación de sulfito de calcio insoluble, que desaparece después de pasar SO ₂ por un período prolongado de tiempo debido a la formación de bisulfito de sodio soluble.

CaSO ₃ + SO ₂ + H ₂ O → Ca(HSO ₃ ) ₂ + H ₂ O

• Cuando el SO ₂ reacciona con el PCl ₅ , produce cloruro de tionilo (SOCI), que emite vapores en el aire húmedo y se utiliza en química orgánica.

PCI ₅ + SO ₂ → SOCl ₂ + POCI ₃

• También funciona como un oxidante y una base de Lewis.

2H ₂ S + SO ₂ → 2H ₂ O +3S

Usos del SO ₂ :

1. El dirust de azufre se utiliza en la producción de H ₂ SO ₄ .
2. Para fumigación, germicida y conservación de frutas.
3. El SO ₂ líquido se utiliza como refrigerante y disolvente no acuoso.
4. Se utiliza en la síntesis de sulfitos, ácido sulfúrico y sulfito de hidrógeno.
5. Es ampliamente utilizado en la industria azucarera. Se utiliza en la refinación y decoloración del azúcar.
6. Se utiliza para refinar aceite para lámparas y otros productos derivados del petróleo.
7. Lo usamos para colorear prendas delicadas.
8. Lo usamos como anticloro para eliminar el exceso de cloro de las sustancias que han sido blanqueadas con cloro.
9. Es un diluyente de pegamento.
10. Se utiliza en frigoríficos como refrigerante.
11. Se utiliza como conservante en vinos, carnes y productos naturales secos, entre otros.

trirust de azufre

Cuando se oxida el dirust de azufre, con frecuencia se forma trirust de azufre. Este compuesto químico se puede encontrar en una variedad de formas en un sólido cristalino blanco. Cuando es líquido, es incoloro. Es una sustancia muy reactiva que reacciona violentamente con el agua. 

Cuando el trirust de azufre se encuentra en forma de vapor, se considera un contaminante importante y uno de los componentes de la lluvia ácida. También produce muchos humos en la atmósfera y su vapor es extremadamente corrosivo. Esta sustancia debe manipularse con sumo cuidado.

Estructura del SO ₃ : Es una molécula planar trigonal de simetría D3h en su estado gaseoso, como predice la teoría VSEPR. Como resultado, se dice que es miembro del grupo de puntos D3h. De acuerdo con el formalismo de conteo de electrones, el átomo de azufre tiene un estado de oxidación de +6 y una carga formal de 0. La estructura de Lewis contiene un enlace doble S=O y dos enlaces dativos S–O pero no usa orbitales d. El momento dipolar eléctrico del trirust de azufre gaseoso se da como cero. Esto se debe al ángulo de 120° formado por los enlaces SO.

Propiedades del SO ₃ :

• Es un rust ácido que reacciona con el agua para formar H ₂ SO ₄ . Como resultado, reacciona con CaO para producir CaSO ₄ y descompone los carbonatos para producir CO.
• Cuando reacciona con HCl, produce ácido clorosulfónico (HOSO ₂ Cl).
• Es un poderoso agente oxidante.
• El trirust de azufre reacciona con el hidrrust de sodio básico para formar fosfato ácido de sodio.

Usos del SO ₃ :

1. El ácido sulfúrico y otros productos químicos se fabrican con él.
2. Es un reactivo crucial en las reacciones de sulfonación.
3. Se puede utilizar como agente blanqueador para eliminar el perrust de hidrógeno residual o como agente de digestión para separar la pulpa de la lignina.
4. El trirust de azufre se produce como subproducto de la oxidación del dirust de azufre.
5. Es una neblina de ácido inorgánico fuerte que contiene ácido sulfúrico que se utiliza en la industria o en la producción de productos comerciales.
6. Como reactivo necesario en la reacción de sulfonación.
7. Se utiliza en la producción de células fotovoltaicas y dispositivos de energía solar.
8. El trirust de azufre es un reactivo que se requiere en las reacciones de sulfonación. Como resultado de estos procesos se producen tinturas, productos farmacéuticos y detergentes. El trirust de azufre se puede producir in situ a partir de ácido sulfúrico o se puede usar como una solución en el ácido.

Seguridad frente al SO ₃ : El trirust de azufre, además de ser un fuerte agente oxidante, es altamente higroscópico y corrosivo, lo que provoca quemaduras graves por ingestión e inhalación. Debido a que sus compuestos reaccionan violentamente con el agua y producen ácido sulfúrico altamente corrosivo, deben manipularse con extrema precaución. También debe mantenerse alejado de los materiales orgánicos debido a su fuerte naturaleza deshidratante y su capacidad para reaccionar violentamente con dichos materiales.

Ejemplos de preguntas

Pregunta 1: ¿Es el dirust de azufre un compuesto?

Responder:

El dirust de azufre es una sustancia inorgánica tóxica, espesa e incolora. Se produce en cantidades masivas durante los pasos intermedios de producción de ácido sulfúrico. El dirust de azufre tiene un olor acre y desagradable similar al olor de una cerilla recién encendida.

Pregunta 2: ¿Es el dirust de azufre un ácido?

Responder:

El dirust de azufre es un gas ácido, lo que se puede demostrar fácilmente llenando un recipiente de gas con agua y unas gotas de indicador universal. Se forma ácido sulfuroso (H ₂ SO ₃ ), que es un ácido débilmente dibásico.

Pregunta 3: ¿Cuál es el pH del dirust de azufre?

Responder:

El dirust de azufre se utiliza en jugos con alta acidez en función del pH, el porcentaje de sulfito, bisulfito y dirust de azufre molecular en solución acuosa.

Pregunta 4: ¿Cómo reaccionan el trirust de azufre y el agua?

Responder:

Se necesita mucho calor para formar ácido sulfúrico rápidamente. Esta es la reacción que se puede usar para producir ácido sulfúrico convirtiendo sulfuros metálicos o azufre en SO ₂ , convirtiéndolo catalíticamente en SO ₃ y luego haciéndolo reaccionar con agua. Sin embargo, combinamos gas SO ₃ con ácido sulfúrico bastante concentrado para producir ácido aún más concentrado. Como resultado, estamos reaccionando a una baja concentración de agua en H ₂ SO ₄ , y la reacción es proporcionalmente menos violenta.

Pregunta 5: ¿Por qué el trirust de azufre es electrofílico por naturaleza?

Responder:

El azufre se puede unir dos veces a tres oxígenos diferentes. El átomo de azufre en el medio técnicamente tiene una carga formal de cero, mientras que los oxígenos a los que está unido son extremadamente electronegativos (conocidos como cerdos de electrones), por lo que el átomo de azufre en el medio tiene una carga positiva parcial. Como resultado, aceptará los electrones en un intento de compensar.