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Sulfato

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Sulfato
Identificadores
Número CAS 14808-79-8
Propriedades
Fórmula molecular SO 4 2-
Massa molar 96.06
Estrutura
Coordenação
geometria
Tetrahedral
Os compostos relacionados
Os compostos relacionados Sulfonato
Excepto quando indicado, os dados são dados para materiais no seu estado normal (a 25 ° C, 100 kPa)
Referências de Infobox

Em química inorgânica , um sulfato ( Ortografia IUPAC recomendado; Também em sulfato Britânica Inglês) é um sal de ácido sulfúrico .

Propriedades químicas

O ião sulfato é um poliatômico anião com a fórmula empírica S S 4 2- e uma massa molecular de 96.06 Daltons; É constituída por uma central de enxofre átomo rodeado por quatro átomos de oxigénio equivalentes num tetraédrica arranjo. O ião sulfato carrega um de dois negativo cobrar e é o base conjugada do bissulfato de iões (ou sulfato hidrogénio), HSO 4 -, que é a base conjugada de H 2 SO 4, o ácido sulfúrico . Sulfatos orgânicos, tais como sulfato de dimetilo, e são compostos covalentes ésteres de ácido sulfúrico.

Preparação

Métodos de preparação de sulfatos iónicos incluem:

Propriedades

Muitos exemplos de sulfatos iónicos são conhecidos, e muitos deles são altamente solúveis em água . As exceções incluem sulfato de cálcio, sulfato de estrôncio, e sulfato de bário, que são pouco solúveis. O derivado de bário é útil no análise gravimétrica de sulfato de: uma adiciona uma solução de, talvez, cloreto de bário a uma solução contendo iões de sulfato. O aparecimento de um precipitado branco, que é sulfato de bário, sulfato de aniões indica que estão presentes.

O ião de sulfato pode actuar como um ligando de fixação, quer por um átomo de oxigénio (monodentados) ou por dois átomos de oxigénio, quer como um quelato ou uma ponte. Um exemplo é o complexo de metal neutro PTSO 4 P (C 6 H 5) 2 3 em que o ião de sulfato está a actuar como um ligando bidentado. Os laços de metal-oxigénio em complexos de sulfato pode ter caráter significativo covalente.

Structure and Bonding

O comprimento da ligação SO de 149 pm é mais curto do que o esperado para um SO ligação simples; por exemplo, os comprimentos de ligação em ácido sulfúrico são 157 pm para S-OH. A geometria tetraédrica do ião sulfato é como previsto pela Teoria VSEPR.

A primeira descrição da ligação em termos modernos era por Gilbert Lewis em seu papel inovador de 1916, onde ele descreveu a ligação em termos de octetos de elétrons em torno de cada átomo, ou seja, sem ligações duplas e um carga formal de 2+ no átomo de enxofre.

Mais tarde, Linus Pauling usado ligação de valência a propor que os paramentos de ressonância mais significativas teve duas ligações π (veja acima) envolvendo orbitais d. Seu raciocínio era que a carga de enxofre foi assim reduzida, em conformidade com a sua princípio da eletroneutralidade. O duplo vínculo foi feita pelo Pauling para explicar a falta da ligação SO (149 pm).

Uso de Pauling de orbitais d provocou um debate sobre a importância relativa de ligação π e polaridade de ligação (atração eletrostática) em causar o encurtamento da ligação SO. O resultado foi um amplo consenso de que orbitais d desempenhar um papel, mas não são tão significativas quanto Pauling tinha acreditado. Uma descrição amplamente aceito envolve pπ - ligação dπ, proposto inicialmente por DWJ Cruickshank, onde totalmente ocupado p orbitais em sobreposição com oxigênio vazios enxofre orbitais d (principalmente o d z 2 e d x 2 - y 2). Nesta descrição, enquanto há algum personagem π aos títulos assim, a ligação tem carácter iónico significativo. Esta explicação é citado em alguns livros didáticos atuais. A representação ligação Pauling para o sulfato e outros compostos do grupo principal com o oxigênio é uma maneira comum de representar a ligação em muitos livros didáticos.

Usos

Sulfatos são importantes tanto na indústria química e sistemas biológicos:

  • O baterias de chumbo-ácido geralmente usa ácido sulfúrico.
  • Alguns microrganismos anaeróbios, como aqueles que vivem perto do mar profundo fontes hidrotermais usam sulfatos como receptores de elétrons.
  • O sulfato de cobre é um comum algicida .
  • O sulfato de magnésio, comumente conhecido como Os sais de Epsom, é utilizado em banhos terapêuticos.
  • Gesso , o natural mineral forma de hidratado sulfato de cálcio, é utilizado para produzir gesso.
  • O ião sulfato é usado como contra-ião para alguns catiónicos drogas.

História

Alguns sulfatos eram conhecidos por alquimistas. Os sais de vitríolo, a partir do vitreolum latin, vítreo, foram chamados porque foram alguns dos primeiros cristais transparentes conhecidos. Vitríolo verde é ferroso hepta-sulfato, FeSO 4 · 7H 2 O; vitríolo azul é sulfato de cobre penta-hidratado, CuSO4 · 5H 2 O e virulência branco é hepta-hidrato de sulfato de zinco, ZnSO4 · 7H 2 O. Alum, um sulfato duplo com a fórmula K 2 Al 2 (SO 4) 4 · 24H 2 O, figurado no desenvolvimento da indústria química.

Os efeitos ambientais

Sulfatos ocorrer como partículas microscópicas ( aerossóis) resultantes de combustíveis fósseis e combustão de biomassa. Eles aumentam a acidez do ambiente e forma de chuva ácida .

Principais efeitos sobre o clima

O principal efeito directo de sulfatos no clima envolve o espalhamento de luz, aumentando a eficácia da Terra albedo . Este efeito é moderadamente bem compreendida e conduz a um arrefecimento do negativo forçamento radiativo de cerca de 0,5 W / m 2 em relação aos valores pré-industriais, compensando parcialmente o maior (cerca de 2,4 W / m 2) efeito de aquecimento de gases de efeito estufa . O efeito é fortemente espacialmente não uniforme, sendo maior a jusante de grandes áreas industriais.

O primeiro efeito indirecto também é conhecido como o Efeito Twomey. Aerossóis de sulfato pode actuar como núcleo de condensação e este leva a um maior número de pequenas gotículas de água. Lotes de gotas menores pode difundir a luz de forma mais eficiente do que apenas algumas gotas maiores.

O segundo efeito indireto é o mais repercussões de ter mais núcleos de condensação de nuvens. Propõe-se que estes incluem a supressão de chuvisco, aumentado a altura das nuvens, para facilitar a nuvem formação em baixo humidades e uma vida mais longa nuvem. Sulfato também pode resultar em alterações na distribuição de tamanho de partículas, que podem afetar as nuvens propriedades radiativas de maneiras que não são totalmente compreendidos. Efeitos químicos, tais como a dissolução de gases solúveis e substâncias ligeiramente solúveis, a superfície depressão tensão por substâncias orgânicas e alteração do coeficiente de alojamento também estão incluídos no segundo efeito indirecto.

Os efeitos indirectos provavelmente ter um efeito de arrefecimento, talvez até 2 W / m 2, ainda que a incerteza é muito grande. Sulfatos são portanto implicado em escurecimento global, que pode ter agido para compensar alguns dos efeitos do aquecimento global .

Outros oxoanions enxofre

Fórmula molecular Nome
S S 5 2- Peroxomonossulfato ion
S O 4 2- Sulfato
S O 3 2- Sulfito
S 2 O 8 2- Peroxodissulfato
S 2 O 7 2- Pirosulfato
S 2 O 6 2- Ditionato
S 2 O 5 2- Metabissulfito
S 2 O 4 2- Ditionito
S 2 O 3 2- Thiosulfate
S 4 O 6 2- Tetrationato
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