Klooririkkihappo
Klooririkkihappo eli kloorisulfonihappo (HSO3Cl) on rikkihapon kloorijohdannainen, jossa yksi rikkihapon hydroksiryhmistä on korvautunut klooriatomilla. Yhdistettä käytetään muun muassa orgaanisen kemian synteeseissä ja kuivausaineena.
| Klooririkkihappo | |
|---|---|
 |
|
 |
|
| Tunnisteet | |
| CAS-numero | |
| PubChem CID | |
| Ominaisuudet | |
| Molekyylikaava | HSO3Cl |
| Moolimassa | 116,528 g/mol |
| Ulkomuoto | Väritön tai ruskehtava neste[1] |
| Sulamispiste | –80 °C [1] |
| Kiehumispiste | 151–152 °C [2] |
| Tiheys | 1,766 g/cm3 (18 °C) |
| Liukoisuus veteen | Reagoi veden kanssa[1] |
Valmistus
muokkaaEnsimmäisen kerran klooririkkihappoa valmisti Alexander William Williamson vuonna 1854. Hän valmisti klooririkkihappoa fosforipentakloridin ja rikkihapon välisellä reaktiolla.[3] Lisäksi reaktiossa syntyy fosforyylikloridia ja vetykloridia. Nykyään tätä menetelmää käytetään lähinnä laboratorioissa.[4]
- PCl5 + H2SO4 → ClSO2OH + POCl3 + HCl
Nykyään klooririkkihappoa valmistetaan kuivan, kaasumaisen vetykloridin ja rikkitrioksidikaasun välisellä reaktiolla.[1]
- HCl + SO3 → HSO3Cl
Klooririkkihappoa voidaan valmistaa myös johtamalla fosforitrikloridia, klooria, tionyylikloridia tai dirikkidikloridia niin kutsuttuun savuavaan rikkihappoon tai johtamalla klooria ja rikkidioksidia jääetikkaan.[3]
Ominaisuudet
muokkaaHuoneenlämpötilassa klooririkkihappo on kellertävää tai kirkasta öljymäistä nestettä, jolla on pistävä ominaishaju. Kosteassa ilmassa yhdisteestä nousee syövyttäviä huuruja. Klooririkkihappo on hyvin voimakkaasti hapan ja voimakkaasti syövyttävä sekä hapettava aine. Klooririkkihappo liukenee kloorattuihin orgaanisiin liuottimiin kuten kloroformiin, dikloorimetaaniin, 1,1,2,2-tetrakloorietaaniin. Lisäksi se liukenee rikkidioksidiin, sulfuryylikloridiin, etikkahappoon, trifluorietikkahappoon ja nitrobentseeniin. [3] Veden kanssa klooririkkihappo reagoi hyvin voimakkaasti ja hajoaa vetykloridiksi ja rikkihapoksi.[1]
- HSO3Cl + H2O → HCl + H2SO4
Kuumennettaessa 170 °C klooririkkihappoa alkaa hajoamaan sulfuryylikloridiksi ja rikkihapoksi. Hajoaminen on tasapainoreaktio. Kuumennettaessa yli 190 °C yhdiste hajoaa kloorikaasuksi, rikkidioksidiksi ja rikkihapoksi.[3]
Reaktioita
muokkaaEpäorgaanisia reaktioita
muokkaaKlooririkkihappo liuottaa monia alkuaineita. Arseeni tai antimoni liukenevat yhdisteeseen, jolloin muodostuu arseenitrikloridia tai antimonitrikloridia. Tina liukenee muodostaen tinatetrakloridia. Telluuri liukenee muodostaen Te22+ ja Te42+-kationeita ja seleenin liuetessa syntyy Se8i2+- ja Se42+-kationeita.[3]
Klooririkkihappo reagoi voimakkaasti nitraatti-ionien ja typen oksidien kanssa, jolloin muodostuu typpidioksidia tai nitrosyylikationeita. Kromaattien ja vanadaattien kanssa se reagoi muodostaen kompleksisia yhdisteitä, kuten [CrO2(SO3Cl)2][3]
Orgaanisia reaktioita
muokkaaErityisesti klooririkkihappoa käytetään orgaanisten yhdisteiden sulfonoimiseen eli sulfonihappojen valmistukseen.[1] Lisäksi amiineista voidaan valmistaa sulfamiinihapon orgaanisia johdannaisia. Karboksyylihappoanhydridien kanssa aine reagoi muodostaen hyvällä saannolla asyyliklorideja eli happoklorideja.[3]
Käyttö
muokkaaKlooririkkihappoa käytetään valmistettaessa useita orgaanisia yhdisteitä kuten lääkkeitä, väriaineita, rikkaruoho- ja hyönteismyrkkyjä, polymeerejä, räjähdysaineita ja makeutusaineita. Klooririkkihappoa käytetään muun muassa sulfonamidilääkkeiden, sakkariinin ja syklamaatin ja tioindigo-väriaineiden synteeseissä.[3][1]
Turvallisuus
muokkaaKlooririkkihappo on hyvin vahvasti syövyttävä aine. Aine syövyttää voimakkaasti joutuessaan kosketuksiin ihon tai silmien kanssa sekä nieltynä ja hengitettynä. Lisäksi aine voi nieltynä aiheuttaa huonovointisuutta ja tajuttomuuden. Yhdisteen hengittäminen voi aiheuttaa keuhkopöhön.[2]
Lähteet
muokkaa- ↑ a b c d e f g E.M.Karamäki: Epäorgaaniset kemikaalit, s. 104. Kustannusliike Tietoteos, 1983. ISBN 951-9035-61-3
- ↑ a b Klooririkkihapon kansainvälinen kemikaalikortti Viitattu 4.11.2009
- ↑ a b c d e f g h Richard James William Cremlyn: Chlorosulfonic acid: a versatile reagent. RSCPublishing, 2002. ISBN 978-0-85404-498-6 Kirja Googlen teoshaussa (viitattu 4.11.2009). (englanniksi)
- ↑ Egon Wiberg, Nils Wiberg, Arnold Frederick Holleman: Inorganic chemistry, s. 549. Academic Press, 2001. ISBN 978-0-12-352651-9 Kirja Googlen teoshaussa (viitattu 17.10.2009). (englanniksi)