AXIT SULFAMIC: CẤU TẠO, TÍNH CHẤT, TỔNG HỢP, CÔNG DỤNG - HÓA HỌC - 2026

Các axit Sulfamic là một hợp chất vô cơ bao gồm một nguyên tử lưu huỳnh (S) covalently liên kết bởi trái phiếu duy nhất và một nhóm hydroxyl (-OH) và một nhóm amino (NH ₂ ), và liên kết đôi hai nguyên tử oxi (O). Nó là một chất rắn kết tinh màu trắng. Công thức hóa học của nó là NH ₂ SO ₃ H. Nó còn được gọi là axit aminosulfonic, axit amidosulfonic, axit amidosulfuric và axit sulfamidic.

Axit sulfamic là một axit mạnh. Có thể phản ứng với kim loại, oxit kim loại và muối cacbonat. Muối của nó thường hòa tan trong nước, làm cho nó trở thành một chất tẩy cáu cặn tốt trong thiết bị chế biến. Nó thường được sử dụng trong các nhà máy đường để làm sạch cặn cacbonat trong thiết bị bay hơi.

Cấu tạo của axit sunfamic. 27. Nguồn: Wikipedia Commons.

Axit sulfamic là một chất khử nitrit (NO ₂ ^- ) và đặc tính hóa học này được sử dụng trong các ứng dụng khác nhau, chẳng hạn như trong công nghiệp thuốc nhuộm và phân tích nitrit.

Nó được sử dụng trong thuộc da và tẩy trắng bột giấy để làm giấy. Trên thực tế, nó là một chất gây ô nhiễm thực phẩm, vì nó thường được tìm thấy trong các loại giấy và bìa cứng được sử dụng để đóng gói hàng tạp hóa.

Nó cũng được sử dụng trong quá trình lắng đọng điện của kim loại, như một chất chuẩn trong phòng thí nghiệm và một trong những dẫn xuất của nó là một chất diệt cỏ rất hiệu quả.

Kết cấu

Axit sunfamic kết tinh ở dạng tinh thể hình chóp đôi trực thoi. Nó tạo thành các lăng kính và tấm nhỏ gọn khi nó kết tinh từ dung dịch lạnh, cũng như các tấm kim cương khi nó kết tinh từ dung dịch nước nóng.

Danh pháp

- Axit sulfamic

- Axit aminosulfonic

- Axit amidosulfonic

- Axit amidosulfuric

- Axit sulfamidic

Tính chất

Tình trạng thể chất

Chất rắn kết tinh màu trắng.

Trọng lượng phân tử

97,1 g / mol.

Độ nóng chảy

205 ° C, phân hủy ở 209 ° C.

Tỉ trọng

2,15 g / cm ³

Độ hòa tan

Hoà tan trong nước:

- 12,8% ở 0 ºC

- 17,57% ở 20 ºC

- 22,77% ở 40 ºC

Ít tan trong metanol, ít tan trong axeton, không tan trong ete.

Hòa tan tự do trong bazơ nitơ và trong dung môi hữu cơ có chứa nitơ.

Không hòa tan trong cacbon đisulfua (CS ₂ ) và cacbon tetraclorua (CCl ₄ ).

độ pH

0,41 (trong 1 N dung dịch, tức là 1 đương lượng / L).

Hằng số phân ly

0,101 ở 25 ° C.

Tính chất hóa học

Nó là một axit mạnh. Gần như nhiều như axit clohydric (HCl), nitric (HNO ₃ ) và axit sunfuric (H ₂ SO ₄ ).

Dung dịch nước của axit sulfamic có tính ion hóa cao. Độ pH của nó thấp hơn các dung dịch của axit fomic, photphoric và oxalic.

Trong nước, axit sulfamic chỉ mất proton liên kết với oxy. Các hydro gắn với nitơ giữ chặt chẽ với nhau.

Trong dung dịch nước, nó bị thủy phân từ từ để tạo ra axit amoni sunfat (NH ₄ HSO ₄ ). Nó ổn định trong điều kiện khô.

Axit sulfamic tấn công kim loại, oxit kim loại và cacbonat để tạo ra sulfamat. Ví dụ, với kim loại kali (K), nó tạo thành kali sulphamat (KOSO ₂ NH ₂ ) và hydro (H ₂ ).

Tất cả các muối của axit sunfamic đều tan trong nước. Các muối của canxi, chì và bari rất dễ tan trong nước, không giống như các muối tương ứng của axit sunfuric.

Axit nitơ (HNO ₂ ) phản ứng định lượng với nhóm amin của axit sunfamic, giải phóng nitơ (N ₂ ). Ion sulphamate được cho là hoạt động trong phản ứng này như một amit, không phải là một amin.

Axit sulfamic bị oxy hóa bởi clo, brom hoặc kali clorat để chuyển thành axit sulfuric. Phản ứng này không xảy ra với các chất oxy hóa khác như axit cromic hoặc thuốc tím.

Nó không tương thích (phản ứng) với kiềm mạnh, clo, axit hypoclorơ, hypoclorit, xianua và sunfua.

Các tài sản khác

Nó không hút ẩm (có nghĩa là nó không hút ẩm từ không khí).

Khi đun nóng để phân hủy, nó tỏa ra khói oxit lưu huỳnh và hydro clorua (HCl) rất độc.

Một trong những dẫn xuất của nó, amoni sulfamat, là chất làm chậm cháy.

Nó độc hại vừa phải.

Tổng hợp

Axit sunfamic thu được bằng cách cho urê CO (NH ₂ ) ₂ phản ứng với axit sunfuric bốc khói, tức là axit sunfuric đặc (H ₂ SO ₄ ) có chứa lưu huỳnh trioxit (SO ₃ ).

Nó cũng có thể được tổng hợp bằng cách cho phản ứng với axit chlorosulfonic (HClO ₃ Cl) và amoniac (NH ₃ ).

Các ứng dụng

Trong ngành công nghiệp thuốc nhuộm

Axit sulfamic được sử dụng để loại bỏ nitrit dư thừa một cách nhanh chóng và hiệu quả trong các phản ứng diazo hóa trong quá trình tổng hợp thuốc nhuộm. Nó thực tế hơn nhiều so với urê cho mục đích này.

Trong chế biến da

Trong quá trình thuộc da, việc sử dụng axit sulfamic thay vì axit sulfuric mang lại kết cấu mịn và mượt hơn.

Ngoài ra, vì canxi sulfamat hòa tan trong nước, không giống như canxi sulfat, axit sulfamic có thể được sử dụng trong quá trình phân tách mà không để lại vết bẩn đôi khi xảy ra trên da khi sử dụng axit sulfuric.

Da giày. Nguồn: Pixabay.

Trong quá trình làm sạch thiết bị

Axit sulfamic được sử dụng làm chất tẩy cặn trong ấm đun nước, lò phản ứng, đường ống, hệ thống làm mát và bộ trao đổi nhiệt.

Trong quy mô thiết bị này được hình thành bởi sự tuần hoàn của nước hoặc các hợp chất quá trình trong các nhà máy điện, nhà máy hóa chất, nhà máy thép, nhà máy giấy, trạm nén và các ngành công nghiệp khác.

Cặn hoặc cặn rắn có thể là chất hữu cơ (tảo, phù sa, nấm) hoặc vô cơ (oxit sắt, sulfua sắt, cacbonat canxi hoặc magiê, sulfat, phốt phát hoặc silicat).

Axit sulfamic rất hiệu quả khi được sử dụng để loại bỏ cặn canxi cacbonat. Nó có thể được sử dụng trên các thiết bị đồng, đồng thau, thép không gỉ, gang và thép mạ kẽm.

Nó được sử dụng dưới dạng dung dịch 5-10% trọng lượng. Nó được sử dụng đặc biệt trong các nhà máy đường để làm sạch các thiết bị bay hơi làm bằng gang với các bộ trao đổi nhiệt bằng đồng.

Thiết bị bay hơi trong nhà máy đường. Tác giả: Antriksh Kumar. Nguồn: Pixabay

Nó nên được sử dụng ở nhiệt độ không cao hơn 50-60 ºC. Nhiệt độ 70 ºC dẫn đến sự hình thành các sunfat không hòa tan như CaSO ₄ .

Khi được sử dụng kết hợp với natri clorua, một tác dụng hiệp đồng xảy ra và dung dịch cho phép oxit sắt từ từ hòa tan. Trong trường hợp này, không nên sử dụng với thép không gỉ vì axit clohydric thoát ra có thể gây ăn mòn vật liệu này.

Trong luyện kim loại

Mạ điện của các kim loại như đồng, bạc, coban, niken, kẽm, cadimi, sắt và chì có thể được thực hiện thành công trong dung dịch axit sulfamic. Điều này có thể được xử lý dễ dàng hơn nhiều so với axit flohydrosilicic (H ₂ SiF ₆ ).

Là thuốc thử tiêu chuẩn trong phòng thí nghiệm

Với một số đặc điểm nhất định của axit sulfamic như: độ bền của axit, dễ được tinh chế bằng cách kết tinh lại trong nước, tính ổn định và không hút ẩm, nó đã được sử dụng làm tiêu chuẩn chính ở cấp phòng thí nghiệm. Điều này có nghĩa là nó được sử dụng để xác định kiềm định lượng.

Phòng thí nghiệm. PublicDomainPictures. Nguồn: Pixabay

Trong phân tích nitrit

Do phản ứng dễ dàng với nitrit, axit sulfamic được sử dụng để xác định chúng trong dung dịch.

Trong phân tích oxy hòa tan trong nước

Vì axit sulfamic phản ứng với nitrit trong nước, nitơ được giải phóng, việc xác định oxy hòa tan trong nước có thể được thực hiện bằng cách loại bỏ nhiễu do nitrit gây ra.

Trong điều chế oxit nitơ

Axit sulfamic phản ứng với axit nitric tạo ra oxit nitơ (N ₂ O). Phản ứng này an toàn hơn phản ứng amoni nitrat để thu được khí này.

Trong nông nghiệp

Một dẫn xuất của axit sulfamic, amoni sulfamat, là một chất diệt cỏ không độc hại hiệu quả cho động vật.

Nó được áp dụng bằng cách phun sương trên lá của các loài được loại bỏ vào cuối mùa hè hoặc đầu mùa thu, tốt nhất là trong thời tiết ẩm ướt. Khi hợp chất đi từ lá đến rễ, cây sẽ chết.

Phun thuốc diệt cỏ. Tác giả: Zefe Wu. Nguồn: Pixabay

Một ưu điểm khác của hợp chất này là nó không khử trùng vĩnh viễn đất. Thật vậy, một số nitơ từ amoni sulfamat sẽ có sẵn trong đất để cây phát triển trong mùa tới.

Trong vải chống cháy

Khả năng tương thích với xenlulo và các đặc tính chống cháy của nó làm cho amoni sulfamat trở thành một tác nhân để thu được vải và giấy chống cháy.

10% trọng lượng của vải được sử dụng mà hình dáng và cảm giác khi sờ vào vẫn không bị thay đổi. Vải khi sử dụng nên giặt khô, không giặt bằng nước để không làm tan sulfamat.

Nó đặc biệt hữu ích trong rèm rạp hát hoặc những nơi tương tự.

Rạp hát. Tác giả: MustangJoe Nguồn: Pixabay

Trong các ứng dụng khác nhau

Nó được sử dụng làm chất xúc tác trong một số phản ứng hóa học, chẳng hạn như trong điều chế nhựa urê-fomanđehit. Nó cũng hữu ích như một chất diệt khuẩn và chất ổn định clo trong bể bơi và như một chất tẩy trắng bột gỗ trong các nhà máy giấy và bột giấy.

Người giới thiệu

1. Thư viện Y khoa Quốc gia Hoa Kỳ. (2019). Axit sulfamic. Đã khôi phục từ pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
2. Williams, DLH (2004) Nitrosation at nitơ trung tâm. Trong các phản ứng nitro hóa và hóa học oxit nitric. Chương 2. Được khôi phục từ sciricalirect.com
3. Clapp, Leallyn B. (1943). Axit sulfamic và công dụng của nó. Chem. Educ. 1943, 20, 4, 189. Được khôi phục từ pubs.acs.org
4. McDonald, James. (2003). Axit sulfamic. Phục hồi từ veoliawatertech.com
5. Sastri, VS (2010). Quản lý và Kiểm soát Ăn mòn. Trong sự ăn mòn của Shreir. Được khôi phục từ sciricalirect.com
6. Pratima Bajpai. (2018). Các chủ đề khác. Trong Sổ tay Giấy và Bột giấy của Biermann. Ấn bản thứ ba. Được khôi phục từ sciricalirect.com