सल्फोनिक एसिड: संरचना, नामकरण, गुण, उपयोग - रसायन विज्ञान - 2025

कार्बनिक अम्लों के एक परिवार से संबंधित किसी भी यौगिक को सल्फोनिक एसिड कहा जाता है । या _3- एच। कुछ लेखकों का संकेत है कि मूल यौगिक एच-एस (= ओ) _2- एचओ या एच-एसओ _{3 है} एच, जिसे कुछ "सल्फोनिक एसिड" कहा जाता है, हालांकि, इसका अस्तित्व साबित नहीं हुआ है, और न ही इसके टॉटोमर एचओ - एस (= O) –OH को "सल्फ्यूरस एसिड" (एच ₂ एसओ ₃) के रूप में जाना जाता है, न ही समाधान में न ही ठोस अवस्था में।

उत्तरार्द्ध इस तथ्य के कारण है कि जलीय घोल में सल्फर डाइऑक्साइड गैस (IV) (SO ₂) को बिसल्फ़ाइट आयनों (HSO ₃ ^-) और पायरोसल्फ़ाइट (S ₂ O ₅ ^{2 -}) में बदलकर H (S) (= O) नहीं किया जाता है) ₂ –OH और HO - S (= O) –OH, जो पहले ही कई रासायनिक शोधकर्ताओं द्वारा सिद्ध किया जा चुका है।

सल्फोनील समूह। Choij। स्रोत: विकिपीडिया कॉमन्स

सल्फोनिक एसिड के रासायनिक सूत्र आर-एसओ ₃ एच में, समूह आर एल्केन, एल्केन, एल्केनी और / या एरेने जैसे हाइड्रोकार्बन कंकालों का प्रतिनिधित्व कर सकता है। इनमें कई अन्य लोगों के अलावा एस्टर, ईथर, केटोन, एमिनो, एमिडो, हाइड्रॉक्सिल, कार्बोक्सिल और फिनोल समूह जैसे माध्यमिक कार्य हो सकते हैं।

सल्फोनिक एसिड मजबूत एसिड होते हैं, सल्फ्यूरिक एसिड (एच ₂ एसओ ₄) के बराबर । हालांकि, इसके बाकी गुण आर समूह की प्रकृति पर काफी हद तक निर्भर करते हैं।

कुछ में उच्च तापमान पर उतरने की प्रवृत्ति होती है। इसका अर्थ है.SO ₃ H समूह को खोना, विशेष रूप से जब R एक आर्ज़ीन है, जो कि एक बेंजीन रिंग के साथ है।

उनके रासायनिक सूत्र के आधार पर सल्फोनिक एसिड के कई उपयोग हैं। उनका उपयोग कई अन्य अनुप्रयोगों के बीच रंग बनाने वाले, स्याही, पॉलिमर, डिटर्जेंट, सर्फेक्टेंट और उत्प्रेरक के रूप में किया जाता है।

संरचना

सल्फोनिक एसिड में निम्नलिखित सामान्य संरचना होती है:

सल्फोनिक एसिड का सामान्य सूत्र। बेंजाह-bmm27। स्रोत: विकिपीडिया कॉमन्स

शब्दावली

- सल्फोनील समूह: -ओएस ₃ एच

- अल्काइल या आरिलसल्फ़ोनिक एसिड: आर - एसओ ₃ एच

गुण

वे आर समूह के आधार पर ठोस या तरल हैं। गैसीय सल्फोनिक एसिड ज्ञात नहीं हैं।

उनके भौतिक और रासायनिक गुण आर समूह की प्रकृति पर निर्भर करते हैं। तुलना के माध्यम से, विभिन्न सल्फोनिक एसिड के कुछ भौतिक गुणों को प्रस्तुत किया जाता है, जहां पीएफ पिघलने का बिंदु है और पीई 1 मिमी एचजी के दबाव में क्वथनांक है:

- मेथेन्सल्फ़ोनिक एसिड: एमपी 20 डिग्री सेल्सियस; बीपी 122 डिग्री सेल्सियस

- एथेन्सल्फ़ोनिक एसिड: एमपी -17 डिग्री सेल्सियस; बीपी 123 डिग्री सेल्सियस

- प्रोपेनेसल्फ़ोनिक एसिड: एमपी -37 डिग्री सेल्सियस; बीपी 159 डिग्री सेल्सियस

- ब्यूटेनसल्फोनिक एसिड: एमपी -15 डिग्री सेल्सियस; bp 149 ° C

- पेंटेनसल्फोनिक एसिड: एमपी -16 डिग्री सेल्सियस; बीपी 163 डिग्री सेल्सियस

- हेक्सानसल्फोनिक एसिड: एमपी 16 डिग्री सेल्सियस; बीपी 174 डिग्री सेल्सियस

- बेनज़ेनसल्फोनिक एसिड: एमपी 44 डिग्री सेल्सियस; बीपी १)२ डिग्री सेल्सियस (०.१ मिमी एचजी पर)

- पी-टोलुइनसल्फोनिक एसिड: एमपी 106 डिग्री सेल्सियस; बीपी 182 डिग्री सेल्सियस (0.1 मिमी एचजी पर)

- 1-नेफ़थलेंसेल्फ़ोनिक एसिड: एमपी 78 डिग्री सेल्सियस; पे डीकंपोज

- 2-नेफ़थलेंसेल्फ़ोनिक एसिड: एमपी 91 डिग्री सेल्सियस; पे डीकंपोज

- ट्राइफ्लोरोमीथेनेसोनिक एसिड: एमपी कोई नहीं; बीपी 162 डिग्री सेल्सियस (760 मिमी एचजी पर)

अधिकांश पानी में घुलनशील हैं।

कार्बोनिक एसिड की तुलना में सल्फोनिक एसिड और भी अधिक अम्लीय होते हैं। उनमें सल्फ्यूरिक एसिड के समान अम्लता होती है। वे जलीय सोडियम हाइड्रोक्साइड और जलीय बाइकार्बोनेट में घुलते हैं।

वे थर्मल अपघटन से गुजरते हैं, जिससे उनका निरसन होता है। हालांकि, एल्केनसल्फोनिक एसिड के कई थर्मली स्थिर होते हैं। विशेष रूप से, ट्राइफ्लिक एसिड, या ट्राइफ्लोरोमेथेनेस्फोनिक एसिड, सबसे मजबूत और सबसे स्थिर एसिड में से एक है।

प्राप्त

आर्यलसल्फोनिक एसिड

Arylsulfonic एसिड आम तौर पर सल्फोनेशन प्रक्रिया के माध्यम से प्राप्त होता है जिसमें कार्बनिक यौगिकों में फ्यूमिंग सल्फ्यूरिक एसिड (H ₂ SO ₄ + SO ₃) की अधिक मात्रा होती है जो हम सल्फोनेट करना चाहते हैं। उदाहरण के लिए बेंजीन के मामले में:

सी ₆ एच ₆ + एच ₂ एसओ ₄ <---> सी ₆ एच ₅ एसओ ₃ एच + एच ₂ ओ

ArH + H ₂ SO ₄ <---> ArSO ₃ H + H ₂ O

सल्फोनेशन एक प्रतिवर्ती प्रतिक्रिया है, क्योंकि यदि हम बेन्जेनसल्फ़ोनिक एसिड में पतला अम्ल मिलाते हैं और मिश्रण के ऊपर से भाप निकालते हैं, तो SO ₃ उन्मूलन प्रतिक्रिया उत्पन्न होती है और बेंजीन भाप से वाष्पीकरण के माध्यम से आसुत होता है, जो संतुलन की ओर बढ़ता है desulfonation।

सल्फोनेटिंग एजेंट क्लोरोसल्फ्यूरिक एसिड, सल्फमिक एसिड या सल्फाइट आयन भी हो सकते हैं।

अल्किलसल्फोनिक एसिड

ये आम तौर पर सल्फो-ऑक्सीकरण द्वारा तैयार किए जाते हैं, अर्थात्, सल्फर डाइऑक्साइड एसओ ₂ और ऑक्सीजन ओ _{2 के} साथ एल्काइल यौगिकों का उपचार, या सीधे सल्फर ट्रायोक्साइड एसओ _{3 के साथ} ।

आरएच + ₂ ओएस ₂ + ओ ₂ + एच ₂ ओ <----> आर-एसओ ₃ एच + एच ₂ एसओ ₄

अनुप्रयोग

सर्फेक्टेंट और डिटर्जेंट के लिए सल्फोनिक एसिड

अल्काइलेबेनजेसुलोनिक एसिड का उपयोग डिटर्जेंट के निर्माण में किया जाता है, सबसे व्यापक उपयोगों में से एक है।

पी-मिथाइलबेनजेनसेल्फोनिक एसिड। उनकी नहीं जी। स्रोत = सेल्फमेड। * दिनांक = 21 अगस्त 2006। * केमड्राव के साथ बनाया गया। स्रोत: विकिपीडिया कॉमन्स

वे पाउडर और तरल डिटर्जेंट, भारी या हल्के ड्यूटी डिटर्जेंट, हाथ साबुन और शैम्पू के लिए उपयोग किए जाते हैं।

सक्रिय घटक आम तौर पर रेखीय एल्केलेबेनजीन सल्फॉनेट्स और सल्फॉनेटेड फैटी एस्टर हैं।

सामान्य सर्फेक्टेंट अल्फा-ओलेफिन सल्फोनेट्स, सल्फोबीटाइनस, सल्फोसेक्ट्स और अल्काइल डिपेनिल ईथर ईथर हैं, जो सभी सल्फोनिक एसिड से प्राप्त होते हैं।

ये सर्फटेक्टर्स घरेलू सफाई उत्पादों, सौंदर्य प्रसाधनों, इमल्शन पोलीमराइज़ेशन और कृषि रसायनों के निर्माण में उपयोग पाते हैं।

लिग्नोसल्फोनेट्स लिग्निन, लकड़ी के एक घटक के सल्फोनेटेड डेरिवेटिव हैं, और एजेंटों, गीला करने वाले एजेंटों, सड़क के फुटपाथ में बांधने वाले, कंक्रीट के मिश्रण और पशु चारा में एडिटिव्स के रूप में उपयोग किया जाता है।

सीमेंट की प्रवाह क्षमता और शक्ति को बढ़ाने के लिए 2-नेफ़थलेंसेल्फ़ोनिक एसिड का व्युत्पन्न किया जाता है।

सल्फोनिक एसिड आधारित रंजक

ये आम तौर पर azo समूहों (R - N = N - R) से युक्त होते हैं।

एसिड रेड डाई। Smokefoot। स्रोत: विकिपीडिया कॉमन्स

कागज उद्योग में सल्फोनिक एसिड-व्युत्पन्न रंजक उपयोगी होते हैं, जैसे इंकजेट प्रिंटिंग, कपड़ा जैसे कपास और ऊन, सौंदर्य प्रसाधन, साबुन, डिटर्जेंट, भोजन और चमड़ा।

2-नेफ़थलेंसेल्फ़ोनिक एसिड का एक व्युत्पन्न भी पॉलिएस्टर फाइबर के लिए रंगों में और चमड़े की परत के लिए एक घटक के रूप में उपयोग किया जाता है।

सल्फोनिक एसिड-आधारित एमाइड्स

इस एप्लिकेशन में एक्रिलामाइडोसल्फोनिक एसिड बाहर खड़े होते हैं, जिनका उपयोग पॉलिमर में, धातुओं के इलेक्ट्रोडेपोजिशन में, सर्फैक्टेंट्स के रूप में और पारदर्शी एंटी-फॉग कोटिंग में किया जाता है।

वे मिट्टी तेल एजेंटों के रूप में, हाइड्रोलिक सीमेंट मिश्रण में और एमिनोप्लास्ट राल इलाज त्वरक के रूप में बढ़ाया तेल वसूली में भी उपयोग किया जाता है।

कुछ सल्फोनामाइड्स का उपयोग कीटनाशक सूत्रों में भी किया जाता है।

फ्लोराइडयुक्त और क्लोरोफ्लोरोनेटेड सल्फोनिक एसिड

इस समूह में, ट्राइफ्लोरोमीथेनेस्फोनिक एसिड (सीएफ ₃ एसओ ₃ एच), जिसे ट्राइफिलिक एसिड भी कहा जाता है, बाहर खड़ा है। इस यौगिक में कार्बनिक संश्लेषण और पोलीमराइजेशन प्रतिक्रियाओं के उत्प्रेरक में अनुप्रयोग है।

ट्राइक्लिक एसिड। Capaccio। स्रोत: विकिपीडिया कॉमन्स

उदाहरण के लिए, इसका उपयोग सुगंधित ओलेफिन के पोलीमराइजेशन में किया जाता है और ईंधन योजक के रूप में उपयोग के लिए एक उच्च ओकटाइन संख्या के साथ अत्यधिक शाखित पैराफिनिक हाइड्रोकार्बन की तैयारी में।

इसके अनुप्रयोगों में से एक प्रवाहकीय पॉलिमर के संश्लेषण में है, पॉलीसैप्टिलीन के डोपिंग के माध्यम से, उदाहरण के लिए पी-प्रकार अर्धचालक का उत्पादन।

पेंटाफ्लुओरोएथेनेस्फोनिक एसिड (सीएफ ₃ सीएफ ₂ एसओ ₃ एच), जिसे पैंटाफिलिक एसिड के रूप में जाना जाता है, एक कार्बनिक उत्प्रेरक के रूप में उपयोग किया जाता है।

ट्राइफिलिक एसिड को एंटीमनी पेंटाफ्लोराइड (SbF ₅) के साथ तथाकथित "मैजिक एसिड" उत्पन्न करने के लिए प्रतिक्रिया होती है, जो एक सुपरसाइड उत्प्रेरक है जो एल्केलाइजेशन और पोलीमराइजेशन के लिए कार्य करता है।

Nafion-H एक आयन-एक्सचेंज राल है जो एक पेरिफ़्लुरिनेटेड पॉलिमेरिक सल्फोनिक एसिड है। इसमें मजबूत एसिड, मजबूत आधारों और एजेंटों को कम करने या ऑक्सीकरण करने के लिए निष्क्रिय होने की विशेषता है।

जैविक अनुप्रयोगों में

प्रकृति में पाए जाने वाले कुछ सल्फोनिक एसिड में से एक है 2-अमीनोएथेन्सल्फ़ोनिक एसिड, जिसे टॉरिन के रूप में जाना जाता है, विशेष रूप से बिल्लियों के लिए एक आवश्यक अमीनो एसिड।

सिंथेटिक और प्राकृतिक टॉरिन को पालतू भोजन और फार्मास्यूटिकल्स में पूरक के रूप में उपयोग किया जाता है।

टॉरिन अणु। Harbinary। स्रोत: विकिपीडिया कॉमन्स

तौक्रोलिक एसिड पित्त का एक घटक है और वसा के पाचन में भाग लेता है। 8-अनिलिनो-1-नेफ़थलेंसेल्फ़ोनिक एसिड, एक सिंथेटिक यौगिक, का उपयोग प्रोटीन के अध्ययन में किया जाता है।

यूरिया और बिपेनिल्डिसल्फोनिक एसिड के कॉपोलिमर का उपयोग हर्पीज सिम्प्लेक्स वायरस के अवरोधकों के रूप में किया गया है।

सल्फोनिक एसिड के कुछ डेरिवेटिव, जैसे कि सल्फोनेटेड पॉलीस्टीरिन और कुछ एज़ो यौगिकों ने मानव इम्युनोडिफीसिअन्सी वायरस या एचआईवी के निरोधात्मक गुणों को दिखाया है, मेजबान कोशिकाओं के खिलाफ अत्यधिक विषाक्त होने के बिना।

तेल उद्योग में

पेट्रोलियम डेरिवेटिव के कुछ मिश्रण, जिसमें सुगंधित पदार्थ, पैराफिन और पॉलीन्यूक्लियर एरोमेटिक्स के विविध संयोजन शामिल हैं, को सल्फ़ोनेट किया जा सकता है और फिर तथाकथित पेट्रोलियम सल्फ़ोनेट्स को ठीक से बेअसर किया जा सकता है।

इन पेट्रोलियम सल्फोनेट्स में पानी में पेट्रोलियम की सतह के तनाव को कम करने की संपत्ति होती है। इसके अलावा, इसका उत्पादन बहुत कम लागत वाला है।

इस कारण से, पेट्रोलियम सल्फोनेट्स को मौजूदा तेल कुओं में इंजेक्ट किया जाता है, जो कच्चे तेल को सतह के नीचे चट्टानों के बीच फंसने में मदद करता है।

स्नेहक और एंटीकोर्सिव्स के निर्माण में

मैग्नीशियम सल्फोनेट्स को व्यापक रूप से स्नेहक योगों में डिटर्जेंट-फैलाने वाले योजक के रूप में और पहनने से रोकने के लिए उपयोग किया जाता है।

बेरियम सल्फोनेट्स का उपयोग उच्च गति वाले अनुप्रयोगों में उपयोग किए जाने वाले एंटीफ्रिक्शन असर स्नेहक में किया जाता है। सोडियम और कैल्शियम सल्फॉनेट्स का उपयोग गियर स्नेहक और ग्रीस में किया जाता है ताकि दबाव के गुणों में सुधार हो सके।

सल्फोनिक एसिड के मैग्नीशियम लवण एंटी-जंग अनुप्रयोगों में भी उपयोगी होते हैं जैसे कोटिंग्स, ग्रीस, और रेजिन।

संदर्भ

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