Sulfato

Sulfato
Nombre IUPAC sulfato
Otros nombres sulfato
Identificadores
CAS	14808-79-8
Propiedades
Fórmula molecular	SO 4 2-
Masa molar	96.06
Estructura
Coordinación geometría	Tetraédrica
Compuestos relacionados
Compuestos relacionados	Sulfonate
Excepto cuando se indique lo contrario, los datos se den materiales en su condiciones normales (25 ° C, 100 kPa)
Exenciones y referencias

En la química inorgánica , un sulfato ( Ortografía IUPAC-recomendada; También sulfato en British Inglés) es una sal de ácido sulfúrico .

Propiedades químicas

El ión sulfato es una poliatómico anión con el fórmula empírica S O ₄ ^2- y una masa molecular de 96,06 daltons; Se compone de una central de azufre átomo rodeado por cuatro átomos de oxígeno equivalente en una tetraédrica arreglo. El ion sulfato lleva un negativo dos cobrar y es el base conjugada del bisulfato de iones (o sulfato de hidrógeno), HSO ₄ ^-, que es la base conjugada del H ₂ SO _4, ácido sulfúrico . Sulfatos orgánicos, tales como sulfato de dimetilo, son compuestos covalentes y ésteres de ácido sulfúrico.

Preparación

Métodos de preparación de sulfatos iónicos incluyen:

• disolviendo un metal en ácido sulfúrico
• reaccionar el ácido sulfúrico con un hidróxido de metal u óxido
• metálico oxidante sulfuros o sulfitos

Propiedades

Muchos ejemplos de sulfatos iónicos son conocidos, y muchos de ellos son altamente soluble en agua . Las excepciones incluyen sulfato de calcio, sulfato de estroncio, y sulfato de bario, que son poco solubles. El derivado de bario es útil en el análisis gravimétrico de sulfato de: uno añade una solución de, tal vez, cloruro de bario a una solución que contiene iones de sulfato. La aparición de un precipitado blanco, que es sulfato de bario, indica que los aniones de sulfato están presentes.

El ion sulfato puede actuar como un ligando de fijación, ya sea por uno de oxígeno (monodentados) o por dos oxígenos, ya sea como una quelato o un puente. Un ejemplo es el complejo de metal neutro PTSO ₄ P (C ₆ H _{5) 3 2} en el que el ion sulfato está actuando como un ligando bidentado. Los enlaces metal-oxígeno en complejos de sulfato pueden tener carácter significativo covalente.

Estructura y unión

La longitud de enlace SO de 149 horas es más corto de lo esperado para un SO enlace sencillo; por ejemplo, las longitudes de los enlaces en el ácido sulfúrico son 157 pm para S-OH. La geometría tetraédrica del ión sulfato es tal como se predijo por TREPEV.

La primera descripción de la unión en términos modernos era por Gilbert Lewis en su papel revolucionario de 1916 en la que se describe la unión en términos de octetos de electrones alrededor de cada átomo, es decir, no hay dobles enlaces y un cargo formal de 2+ en el átomo de azufre.

Más tarde, Linus Pauling utiliza teoría del enlace de valencia a proponer que los canónigos de resonancia más significativos tuvieron dos enlaces π (véase más arriba) que implican orbitales d. Su razonamiento era que la carga sobre el azufre se redujo así, de acuerdo con su principio de electroneutralidad. El doble enlace fue tomada por Pauling para dar cuenta de la dificultad de la fianza SO (149 horas).

Uso de Pauling de orbitales d provocó un debate sobre la importancia relativa de unión π y la polaridad de bonos (atracción electrostática) en la causa de la reducción de la fianza SO. El resultado fue un amplio consenso en que los orbitales d tienen un papel, pero no son tan significativos como Pauling había creído. Una descripción amplia aceptación implica pπ - unión dπ, propuesto inicialmente por DWJ Cruickshank, donde ocupó totalmente orbitales p en la superposición de oxígeno con vacíos azufre orbitales d (principalmente la d _{z ²} y d _{x ² - y ^2).} En esta descripción, mientras que hay un poco de carácter π a los bonos de SO, el bono tiene carácter iónico significativo. Esta explicación es citado en algunos libros de texto actuales. La representación de unión para el sulfato de Pauling y otros compuestos del grupo principal con el oxígeno es una forma común de representar la unión en muchos libros de texto.

Usos

Los sulfatos son importantes tanto en la industria química y sistemas biológicos:

• La batería de plomo-ácido normalmente utiliza ácido sulfúrico.
• Algunos microorganismos anaeróbicos, como los que viven cerca del mar profundo chimeneas termales utilizan sulfatos como receptores de electrones.
• El sulfato de cobre es un común alguicida .
• El sulfato de magnesio, comúnmente conocido como Sales de Epsom, se utiliza en baños terapéuticos.
• Yeso , lo natural mineral forma de hidratado sulfato de calcio, se utiliza para producir yeso.
• El ión de sulfato se utiliza como contraión para algunos catiónicos drogas.

Historia

Algunos sulfatos eran conocidos por los alquimistas. Las sales de vitriolo, de la vitreolum latino, vidrioso, fueron llamados así porque ellos fueron algunos de los primeros cristales transparentes conocidas. Vitriolo verde es sulfato ferroso heptahidratado, _FeSO4 · 7H ₂ O; vitriolo azul es sulfato de cobre pentahidratado, CuSO ₄ · 5H ₂ O y vitriolo blanco es sulfato de zinc heptahidratado, _ZnSO4 · 7H ₂ O. Alum, un sulfato doble con la fórmula K ₂ Al ₂ (SO _{4) 4} · 24H ₂ O, figuró en el desarrollo de la industria química.

Efectos ambientales

Sulfatos producen partículas microscópicas como ( aerosoles) resultantes de los combustibles fósiles y combustión de biomasa. Ellos aumentan la acidez de la atmósfera y forma la lluvia ácida .

Principales efectos sobre el clima

El principal efecto directo de sulfatos en el clima consiste en la dispersión de la luz, el aumento efectivo de la Tierra albedo . Este efecto se moderadamente bien entendido y conduce a un enfriamiento a partir del negativo forzamiento radiativo de aproximadamente 0,5 W / m ² en relación los valores de la era preindustrial, compensando en parte el mayor (alrededor de 2,4 W / m ²⁾ efecto de calentamiento de los gases de efecto invernadero . El efecto es fuertemente espacialmente no uniforme, siendo más grande aguas abajo de grandes áreas industriales.

El primer efecto indirecto también se conoce como la Efecto Twomey. Los aerosoles de sulfato pueden actuar como núcleos de condensación de nubes y esto lleva a un mayor número de pequeñas gotas de agua. Un montón de gotas más pequeñas pueden difundir la luz de manera más eficiente que un pequeño número de grandes gotas.

El segundo efecto indirecto es la mayor ronda de efectos de tener más núcleos de condensación de nubes. Se propone que estos incluyen la supresión de la llovizna, el aumento de altura de las nubes, para facilitar la nube de formación a baja humedades y una vida más larga nube. Sulfato también puede dar lugar a cambios en la distribución del tamaño de partículas, que pueden afectar las nubes propiedades radiactivas en formas que no se entienden completamente. Efectos químicos tales como la disolución de gases solubles y sustancias ligeramente solubles, la superficie de la depresión tensión por sustancias orgánicas y los cambios del coeficiente de alojamiento también se incluyen en el segundo efecto indirecto.

Los efectos indirectos probablemente tienen un efecto de enfriamiento, tal vez hasta 2 W / m ^2, aunque la incertidumbre es muy grande. Por lo tanto, sulfatos están implicados en oscurecimiento global, que puede haber actuado para compensar algunos de los efectos del calentamiento global .

Otros oxoaniones azufre