Kyselina peroxosírová

Kyselina peroxosírová
Strukturní vzorec kyseliny peroxosírové
Obecné
Systematický název	kyselina peroxosírová
Triviální název	kyselina peroxomonosírová, Caroova kyselina
Sumární vzorec	H2SO5
Identifikace
Registrační číslo CAS	7722-86-3
Vlastnosti
Molární hmotnost	114,09 g/mol
Teplota tání	45 °C (částečný rozklad)
Hustota	2,239 g/cm3
Disociační konstanta pKa	pK1: < 0 pK2: 9,4
Není-li uvedeno jinak, jsou použity jednotky SI a STP (25 °C, 100 kPa). Některá data mohou pocházet z datové položky.

Kyselina peroxosírová je jednou ze dvou peroxokyselin síry. V pevném stavu je to nestálá bezbarvá krystalická látka, která se teplem nebo působením vzdušné vlhkosti snadno rozkládá. Její nestálý vodný roztok se nazývá kyselina Caroova.

Příprava

Čistou kyselinu peroxosírovou připravíme rozpouštěním oxidu sírového v peroxidu vodíku

SO₃ + H₂O₂ → H₂SO₅,

nebo reakcí kyseliny chlorsulfonové s koncentrovaným peroxidem vodíku

HSO₃Cl + H₂O₂ → H₂SO₅ + HCl,

nebo z kyseliny peroxodisírové působením vody

H₂S₂O₈ + H₂O → H₂SO₅ + H₂SO₄

Vodný roztok kyseliny peroxosírové (kyselina Caroova) se připravuje v laboratoři bezprostředně před použitím smícháním kyseliny sírové s peroxidem vodíku

H₂SO₄ + H₂O₂ → H₂SO₅ + H₂O;

reakce je silně exotermní, proto je nezbytná vysoká opatrnost. Vzniklý roztok je silně korozivní a rozpouští téměř jakýkoliv organický materiál. Proto se mu někdy říká "Piraní roztok".

Vlastnosti

Kyselina peroxosírová ve své molekule obsahuje jednu peroxoskupinu –O—O–. Uspořádání vazeb atomu síry ke kyslíkovým atomům si zachovává stejnou tetraedrickou symetrii, jako má aniont kyseliny sírové SO₄²⁻, tzn. úhel mezi vazbami O—S—O činí přibližně 109,5°.

S kyselinou chlorsulfonovou reaguje za vzniku kyseliny peroxodisírové

H₂SO₅ + HSO₃Cl → H₂S₂O₈ + HCl.

Kyselina peroxosírová patří mezi velmi silné kyseliny a současně je velmi silným oxidačním činidlem, stejně jako její soli. V laboratoři se používá zejména její kyselá draselná sůl, hydrogenperoxosíran draselný, KHSO₅, který je průmyslově vyráběn a dodáván jako trojný komplex s hydrogensíranem draselným (kyselým síranem draselným) a normálním síranem draselným 2KHSO₅·KHSO₄·K₂SO₄ pod obchodním názvem „Oxon“.

S vodou je neomezeně mísitelná, ale jak kyselina samotná, tak její soli, se postupně ve vodném roztoku rozkládají za vzniku peroxidu vodíku, např.

H₂SO₅ + H₂O → H₂SO₄ + H₂O₂,

což je podstatou jejího oxidačního účinku.

Organické thioethery oxiduje dvoustupňově nejprve na sulfoxidy

R¹–S–R² + H₂SO₅ → R¹–SO–R² + H₂SO₄

(R¹ a R² označuje dva stejné nebo různé alkylové radikály) a při nadbytku oxidačního činidla až na sulfony

R¹–SO–R² + H₂SO₅ → R¹–SO₂–R² + H₂SO₄.

Podobně lze oxidovat působením tohoto činidla terciární aminy na aminoxidy

R₃N + H₂SO₅ → R₃N–O + H₂SO₄,

kde R₃ značí tři stejné nebo různé alkylové radikály.

Použití

V laboratoři i v průmyslu se používá jako oxidační činidlo. Při přípravě plastických hmot polymerací se soli kyseliny peroxosírové (amonné, sodné, draselné) používají jako iniciační činidla. Dále se kyselina užívá jako dezinfekční (např. při údržbě plaveckých bazénů, ale i k čištění zubních protéz) či bělicí činidlo (např. v papírenském průmyslu pro odstranění ligninu z celulózy) a pro odstraňování zápachů. Používá se též při likvidaci kyanidů, zejména v kalech odpadajících při extrakci zlata z rud.

Bezpečnost

Kyselina peroxosírová má silně leptavé účinky, proto při práci s ní je nutno používat ochranné prostředky a zabránit jejímu kontaktu s lidským tělem. Při kontaktu s hořlavými látkami může způsobit i jejich samovznícení.

Historická poznámka

Kyselinu peroxosírovou objevil německý chemik Heinrich Caro na konci 19. stol.

Tato kyselina se též objevila v divadelní hře Lijavec, kde fiktivní spoluautor hry Jára Cimrman považoval vzorec H₂SO₅ za dobrý vtip, který musí pobavit každého chemika.

Odkazy

Související články

• Kyselina peroxodisírová

Externí odkazy

• Obrázky, zvuky či videa k tématu kyselina peroxosírová na Wikimedia Commons

Portály: Chemie