Хлорсульфатна кислота назва за IUPAC сульфорохлоридна кислота неорганічна сполука з формулою HSO3Cl Вона також відома як

Хлорсульфатна кислота (назва за IUPAC: сульфорохлоридна кислота) — неорганічна сполука з формулою HSO₃Cl. Вона також відома як хлорсульфонова кислота, оскільки є сульфокислотою хлору. Це дистильована безбарвна рідина, гігроскопічний та потужний лакриматор. Комерційні зразки зазвичай блідо-коричневого або солом'яного кольору.

Хлорсульфатна кислота
Structural formula of chlorosulfuric acid	Ball-and-stick model of the chlorosulfuric acid molecule

Назва за IUPAC	Сульфорохлоридна кислота
Інші назви	Хлорсульфонова кислота, Хлоросульфонова кислота, Хлоросульфатна кислота, Хлоридсульфонова кислота, Хлоридсульфатна кислота, Сульфатний хлорогідрин
Ідентифікатори
Номер CAS	7790-94-5
PubChem	24638
Номер EINECS	232-234-6
RTECS	FX5730000
SMILES	ClS(=O)(=O)O
InChI	1/ClHO3S/c1-5(2,3)4/h(H,2,3,4)
Властивості
Молекулярна формула	HSO₃Cl
Молярна маса	116.52 г/моль⁻¹
Зовнішній вигляд	безбарвна рідина, але комерційні зразки зазвичай блідо-коричневі
Густина	1,753 г/см⁻³
Т_пл	−80
Розчинність (вода)	гідроліз
Розчинність ()	реагує зі спиртами, розчинними в хлорвуглеводнях
Показник заломлення (n_D)	1.433
Структура
Геометрія	тетрагідральний
Небезпеки
ГГС піктограми
ГГС формулювання небезпек	314, 335
ГГС запобіжних заходів	260, 261, 264, 271, 280, 301+330+331, 303+361+353, 304+340, 305+351+338, 310, 312, 321, 363, 403+233, 405, 501
NFPA 704	0 3 2
Пов'язані речовини
Пов'язані речовини	Сірчана кислота
Якщо не зазначено інше, дані наведено для речовин у стандартному стані (за 25 °C, 100 кПа)

Примітки картки

Солі та ефіри хлорсульфатної кислоти називають хлорсульфатами.

Будова і властивості

Хлорсульфатна кислота є тетраедричною молекулою. Формула більш описово записується SO₂(OH)Cl, але HSO₃Cl є більш вживаною. Вона є проміжною, хімічно та концептуально, між (SO₂Cl₂) і сірчаною кислотою (H₂SO₄). Сполука рідко виходить чистою. При тривалому стоянні з надлишком триоксиду сірки вона розкладається на піросульфурил хлориди:

2ClSO₃H + SO₃ → H₂SO₄ + S₂O₅Cl₂

Синтез

Промисловий синтез включає реакцію хлористого водню з розчином триоксиду сірки в сірчаній кислоті:

HCl + SO₃ → ClSO₃H

Її також можна приготувати хлоруванням сірчаної кислоти, яка тут з педагогічною метою записана як HSO₃(OH), на відміну від звичайного формату H₂SO₄:

PCl₅ + HSO₃(OH) → HSO₃Cl + POCl₃ + HCl

Останній метод більше підходить для лабораторних операцій.

Додатки

ClSO₂OH використовується для отримання , які корисні як детергенти та як хімічні проміжні продукти:

ROH + ClSO₃H → ROSO₃H + HCl

Ранній синтез сахарину починається з реакції толуену з ClSO₂OH з утворенням похідних орто- і пара- :

CH₃C₆H₅ + 2ClSO₂OH → CH₃C₆H₄SO₂Cl + H₂SO₄ + HCl

Окислення орто- ізомеру дає похідну бензойної кислоти, яка потім циклізується аміаком і нейтралізується основою з отриманням сахарину.

Реакція з перекисом водню використовується для одержання («надсірчаної кислоти») і . Вони використовуються як окислювачі та для ініціювання вільнорадикальної полімеризації, наприклад, для виробництва політетрафторетилену (тефлону).

Хлорсульфатну кислоту використовували як засіб проти відслідковування в розвідувальних безпілотних літальних апаратах і для виробництва димових завіс.

Безпека

Хлорсульфатна кислота бурхливо реагує з водою з утворенням сірчаної кислоти та хлористого водню, які зазвичай виглядають як пари, що димлять із рідини:

ClSO₃H + H₂O → H₂SO₄ + HCl

Слід дотримуватися запобіжних заходів, таких як належна вентиляція, пов’язані з хлороводнем.

Пов'язані галогенсульфатні кислоти

Фторсульфонова кислота, FSO₂OH, є спорідненою суперкислотою зі зниженою тенденцією до виділення фтороводню.
, BrSO₂OH, нестабільна, має температуру плавлення 8°C, при розкладанні утворює бром, діоксид сірки та сірчану кислоту.
Невідомо про наявність Йодосульфонової кислоти.

Список літератури

New Environment Inc. - NFPA Chemicals.
Cremlyn, R. J. (2002). Chlorosulfonic Acid. Royal Society of Chemistry. ISBN .
Holleman, A. F.; Wiberg, E. (2001). Inorganic Chemistry. San Diego: Academic Press. с. 549—550.
Maas, J.; Baunack, F. (2002). Chlorosulfuric Acid. Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry. Weinheim: Wiley-VCH. doi:10.1002/14356007.a07_017. ISBN .
Method and apparatus for suppressing contrails (PDF). United States Patent and Trademark Office. 1970.
The Royal Navy at War (DVD). London: . 2005.
Amos, Jonathan (11 квітня 2018). Nazi legacy found in Norwegian trees. BBC News Online. Процитовано 17 квітня 2018.

[1] New Environment Inc. - NFPA Chemicals.

[2] Cremlyn, R. J. (2002). Chlorosulfonic Acid. Royal Society of Chemistry. ISBN .

[3] Holleman, A. F.; Wiberg, E. (2001). Inorganic Chemistry. San Diego: Academic Press. с. 549—550.

[Ullmann-4] Maas, J.; Baunack, F. (2002). Chlorosulfuric Acid. Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry. Weinheim: Wiley-VCH. doi:10.1002/14356007.a07_017. ISBN .

[5] Method and apparatus for suppressing contrails (PDF). United States Patent and Trademark Office. 1970.

[6] The Royal Navy at War (DVD). London: . 2005.

[7] Amos, Jonathan (11 квітня 2018). Nazi legacy found in Norwegian trees. BBC News Online. Процитовано 17 квітня 2018.