Diferența dintre sulfonare și sulfat

Diferența principală - Sulfonarea vs. sulfarea

Sulfonarea și sulfarea sunt două reacții chimice care adaugă sau substituie grupurile care conțin sulf în molecule. Aceste procese sunt procese chimice industriale majore care sunt folosite pentru a face o mare varietate de produse. Sulfonarea este procesul de preparare a acizilor sulfonici organici. În acest procedeu, compuși cum ar fi trioxid de sulf, acid sulfuric și acid clorsulfuric reacționează cu compuși organici. Sulfarea este, de asemenea, un proces chimic important care implică formarea unei legături C-O-S. Principala diferență dintre Sulfonare și Sulfatare este asta Sulfonarea implică formarea unei legături C-S, în timp ce sulfarea implică formarea unei legături C-O-S.

Domenii cheie acoperite

1. Ce este Sulfonarea
     - Definiție, controlul reacției, producția industrială
2. Ce este Sulfarea
     - Definiție, reacții, produs final
3. Care este diferența dintre sulfonare și sulfat
     - Compararea diferențelor cheie

Termeni cheie: acid clorosulfuric, sulfat, sulfat, sulfonat, sulfonat, acid sulfonic, acid sulfuric, trioxid de sulf

Ce este Sulfonarea

Sulfonarea este procesul de atașare directă a grupării acidului sulfonic, -SO₃H, la un compus organic. Produsul final al procesului de sulfonare este numit sulfonat. Sulfonarea implică un compus organic care reacționează cu un compus acid conținând sulf, cum ar fi trioxid de sulf (SO₃), acid sulfuric (H.₂ASA DE₄) sau acid clorsulfuric.

Reacțiile de sulfonare formează o legătură C-S între unul dintre atomii de carbon ai compusului organic și atomul de sulf al compusului care conține sulf. Compusul final este un compus acid și este clasificat ca un acid sulfonic. După producție, acizii sulfonici pot fi izolați și depozitați datorită stabilității lor.  

Figura 1: Sulfonarea benzenului

Reacția de sulfonare este foarte dificil de utilizat la scară industrială, deoarece este o reacție extrem de rapidă și extremă exotermă. Majoritatea compușilor organici formează un carbon negru atunci când sunt contactați cu trioxid de sulf datorită acestei reacții rapide și formării de căldură. Vâscozitatea compușilor organici este, de asemenea, foarte crescută atunci când este transformată într-un acid sulfonic prin sulfonare. Când viscozitatea este mărită, este dificilă îndepărtarea căldurii din amestecul de reacție. Prin urmare, este necesară o operație adecvată de răcire. Dacă nu, produsele secundare nefavorabile se pot forma din reacții secundare. Din aceste motive, reacțiile de sulfonare la scară industrială necesită echipamente speciale.

Pe de altă parte, rapiditatea reacției de sulfonare poate fi moderată prin controlul reactivității trioxidului de sulf. Acest lucru se poate face în două moduri:

1. diluarea
2. complexare

Complexarea trioxidului de sulf se poate face prin următoarele metode.

• Realizarea acidului sulfamic prin reacția trioxidului de sulf cu amoniac
• Efectuarea acidului clorosulfuric prin reacția trioxidului de sulf cu HCI
• Efectuarea Oleum prin reacția trioxidului de sulf cu apă

Prin urmare, procesul de sulfatare poate fi realizat utilizând unul sau unii dintre acești compuși. Dar când se alege tipul de compus pentru procesul de sulfonare în producțiile industriale, ar trebui luați în considerare mai mulți factori. Câteva exemple sunt prezentate mai jos.

• Produsul final dorit și calitatea sa
• Capacitate de producție necesară
• Costul reactivilor
• Costul echipamentului
• Costul de eliminare a deșeurilor.

Ce este Sulfarea

Sulfarea reprezintă înlocuirea unui atom de hidrogen al unui compus organic cu un sulfat (-OSO₂OH). Acest proces implică formarea unei legături C-O-S. Dar produsul final (numit sulfat) nu este un produs stabil. Se descompune cu ușurință pentru a forma acid sulfuric și un alt compus. Prin urmare, după progresia sulfării, sistemul trebuie neutralizat.

Figura 2: Compusul din interiorul cercului colorat roșu este un produs al sulfării din acest sistem.

Imaginea de mai sus prezintă o reacție de sulfatare. Deoarece sistemul nu este neutralizat în mod corespunzător, produsul procesului de sulfatare a fost descompus înapoi pentru a forma acid sulfuric. Sulfații, datorită instabilității lor, sunt disponibili numai ca compuși neutri.

În biochimie, sulfarea este conjugarea enzimatică a unui grup sulfo cu o altă moleculă. Enzima implicată în această reacție este numită sulfotransferază.

Diferența dintre sulfonare și sulfat

Definiție

sulfonare: Sulfonarea este procesul de atașare a grupării acidului sulfonic, -SO₃H, direct la carbon într-un compus organic.

sulfatare: Sulfarea reprezintă înlocuirea unui atom de hidrogen al unui compus organic cu un sulfat (-OSO₂OH).

Formarea obligațiunilor

sulfonare: Sulfonarea formează o legătură C-S.

sulfatare: Sulfarea formează o legătură C-O-S.

Stabilitate

sulfonare: Produsul final de sulfonare este stabil.

sulfatare: Produsul final al sulfării este instabil.

Denumire

sulfonare: Produsul final de sulfonare se numește un sulfonat sau un acid sulfonic.

sulfatare: Produsul final de sulfonare se numește sulfat.

Disponibilitate

sulfonare: Sulfonații sunt disponibili ca un compus pur care a fost izolat din amestecul de reacție.

sulfatare: Sulfații sunt disponibili numai ca compuși neutri din cauza instabilității.

Concluzie

Sulfonarea și sulfarea sunt două procese chimice importante utilizate în multe industrii pentru a adăuga un grup care conține sulf la un compus organic. Principala diferență dintre sulfonare și sulfatare este aceea că sulfonarea implică formarea unei legături C-S, în timp ce sulfarea implică formarea unei legături C-O-S.

Referinţă:

1. "Sulfonarea" Encyclopædia Britannica, Encyclopædia Britannica, inc., 25 februarie 2015, Disponibil aici.
2. "Sulfonarea". Dictionary.com, Dictionary.com, disponibil aici.
3. "Sulfonarea benzenului". LibreTexts, Libretexts, 2 mai 2017, Disponibil aici.
4. "Sulfation." Wikipedia, Fundația Wikimedia, 1 Dec. 2017, Disponibil aici.

Datorită fotografiei:

1. "Benzen sulfonat" de V8rik la Wikipedia în engleză (CC BY-SA 3.0) prin Wikimedia Commons
2. "Reacția electrofilă a acidului sulfuric cu etenă" De Calvero. - Selfmade cu ChemDraw (Domeniul Public) prin Wikimedia Commons