Sulfate

En chimie inorganique , un sulfate ( IUPAC - orthographe recommandée de ; également le sulfate dans l'anglais britannique ) est un sel de l'acide sulfurique .

Propriétés chimiques

L'ion de sulfate est un anion polyatomique du avec le S [[l'oxygène O]] ₄^{2&minus de la formule empirique ;} et une masse moléculaire de 96.06 daltons ; il se compose d'un atome central du soufre entouré par quatre atomes d'oxygène équivalents dans un arrangement tétraédrique du . L'ion de sulfate porte une charge négative de deux et est la base de l'ion du bisulfate (ou le sulfate d'hydrogène), HSO₄^{&minus de conjugé de ;}, qui est la base conjuguée de H₂SO₄, acide sulfurique . Les sulfates organiques, tels que le sulfate diméthylique , sont les composés et les esters covalents de l'acide sulfurique.

Préparation

Les méthodes de préparer les sulfates ioniques incluent :
dissolution d'un métal en acide sulfurique
réaction de l'acide sulfurique avec de l'hydroxyde ou l'oxyde en métal
sulfures de oxydation en métal ou sulfites

Propriétés

Beaucoup d'exemples des sulfates ioniques sont connus, et beaucoup de ces derniers sont fortement le soluble dans l'eau . Les exceptions incluent le sulfate de calcium , le sulfate de strontium de , et le sulfate de baryum , qui sont médiocrement solubles. Le dérivé de baryum est utile dans l'analyse gravimétrique du du sulfate : on ajoute une solution de, peut-être, le chlorure de baryum de à une solution contenant des ions de sulfate. L'aspect d'un précipité blanc, qui est le sulfate de baryum , indique que les anions de sulfate sont présents.

L'ion de sulfate peut agir en tant que ligand attachant par l'un oxygène (monodentate) ou par deux oxygens en tant que l'un ou l'autre un chélate ou un pont.

Plus tard, Linus Pauling a employé la théorie de lien de valence pour proposer que les canonicals de résonance les plus significatifs aient eu deux liens de π (voir ci-dessus) impliquer des orbitales de d. Son raisonnement était conforme que la charge sur le soufre a été ainsi réduite, à son principe de de l'electroneutrality . Le lien double a été pris par Pauling pour expliquer la brièveté SI de l'en esclavage (149 P.

L'utilisation de Pauling des orbitales de d a provoqué une discussion sur l'importance relative de la liaison de π et de la polarité en esclavage (attraction électrostatique) en causant le rapetissement SI de l'en esclavage. Les résultats étaient un large consensus que les orbitales de d jouent un rôle, mais ne sont pas aussi significatifs que Pauling avait cru. Une description largement admise implique le pπ - liaison de dπ, au commencement proposée par D.J Cruickshank, où les orbitales entièrement occupées de p sur l'oxygène recouvrent avec les orbitales vides du soufre d (principalement le y ² de X ²- de _{de z ²} et de d de _{de d ). Dans cette description, alors qu'il y a un certain caractère de π AINSI aux liens, le lien a le caractère ionique significatif. Cette explication est citée en quelques manuels courants. La représentation de liaison de Pauling pour le sulfate et d'autres composés de groupe principal avec l'oxygène est une manière commune de représenter la liaison en beaucoup de manuels. Le vitriol vert est l'heptahydrate de sulfate ferreux, FeSO₄· ; 7H₂O ; Le vitriol bleu est le pentahydrate de sulfate de cuivre, CuSO₄· ; 5H₂O et vitriol blanc est l'heptahydrate de sulfate de zinc, ZnSO₄· ; alun , un double sulfate de de 7H₂O. avec la formule K₂Al₂ (SO₄) ₄· ; 24H₂O, figuré dans le développement de l'industrie chimique.}

Effets sur l'environnement

Les sulfates se produisent en tant que particules microscopiques (aérosols ) résultant du combustible fossile et de la combustion de la biomasse . Ils augmentent l'acidité de l'atmosphère et forment les pluies acides . < ! -- sulfater les aérosols comportent intrinsèquement le " ; rain" acide ; contre l'oxydation aérobie du SO2 et du SO3 pour donner H2SO4-->

Effets principaux sur le climat

L'effet direct principal des sulfates sur le climat comporte la dispersion de la lumière, augmentant effectivement l'albedo du de la terre. Cet effet est comprise modérément bonne et mène à un refroidissement à partir du négatif forçant radiatif d'environ 0.5 à valeur préindustrielle relative de W/m², compensant partiellement (environ 2.4 W/m²) l'effet de chauffage plus grand des gaz à effet de serre que l'effet est fortement dans l'espace non-uniforme, étant le plus grand en aval de grandes zones industrielles.

Le premier effet indirect est également connu comme effet de Twomey de . Les aérosols de sulfate peuvent agir en tant que noyaux de condensation de nuage et ceci mène à de plus grands nombres de plus petites gouttelettes de l'eau. Un bon nombre de plus petites gouttelettes peuvent répandre la lumière plus efficacement que juste quelques plus grandes gouttelettes.

Le deuxième effet indirect est les réactions d'en chaîne supplémentaires de avoir plus de noyaux de condensation de nuage. On lui propose que ceux-ci incluent la suppression de la bruine, taille accrue de nuage, pour faciliter la formation du nuage aux basses humidités et à la plus longue vie de nuage. Le sulfate peut également avoir comme conséquence les changements de la distribution de dimension particulaire, qui peut affecter les propriétés radiatives de nuages des manières qui ne sont pas entièrement comprises. Des effets chimiques tels que la dissolution des gaz solubles et des substances légèrement solubles, la dépression de tension superficielle par les substances organiques et les changements de coefficient de logement sont également inclus dans le deuxième effet indirect.

Les effets indirects ont probablement un effet de refroidissement, peut-être jusqu'à 2 W/m², bien que l'incertitude soit très grande. Des sulfates sont donc impliqués dans le de obscurcissement global, qui a pu avoir agi de compenser certains des effets du réchauffement global .

D'autres oxoanions de soufre

Voir également

Sulfonate

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