Кислота сульфаминовая

1. Описание
1.1. Способы получения
1.2. Физические и химические свойства
1.3. Структура и реактивность
1.4. Реакция с азотной и азотистой кислотой
1.5. Реакция со спиртами
1.6. Реакция с гипохлоритом
2. Применение
2.1. Сульфаминовая кислота – эффективный кислотный катализатор этерификации
2.2. Экологически чистый альтернативный электролит для промышленной кислотной очистки и защиты от коррозии
2.3. В быту
2.4. Дезинфицирующее средство
2.5. Пищевая промышленность
3. Подготовка и меры предосторожности

Сульфаминовая кислота (моноамид серной) – результат реакции между мочевиной, триоксидом серы и серной кислотой (или олеумом). Это отличное средство для удаления накипи в системах отопления и охлаждения, таких как конденсаторы, бойлеры, теплообменники и змеевики. Используется в качестве антипирена в деревообрабатывающей и текстильной промышленности, как отбеливающее и бактерицидное средство в бумажной промышленности.

Описание

Кислота представляет ионное соединение, способное отдавать ион водорода или образовывать ковалентную связь с электронной парой. Большинство кислот, с которыми приходится сталкиваться в повседневной жизни, могут растворяться в условиях воды. Чем выше концентрация ионов водорода, выделяемых кислотой, тем ниже рН раствора. Кроме того, кислоты можно разделить на сильные или слабые формы, в зависимости от того, насколько они полностью распадаются на ионы в воде.

Сильная полностью диссоциирует в воде, тогда как слабая лишь частично разделяется на ионы, в результате чего получается раствор, содержащий ионы, воду и саму кислоту. Сульфаминовая (амидосерная, сульфамидная, амидосульфоновая или аминосульфоновая кислота) систематизируется как сильная, однако, она менее агрессивная, чем другие распространенные кислоты.

• Сухое, в обычных условиях нелетучее, кристаллическое вещество без цвета, негигроскопическое и стабильно твердое. Не впитывает влагу из воздуха. Кристаллический продукт, который растворяет вода и некоторые растворители, используется во многих областях.
• Сульфаминовую кислоту (H₃NSO₃) можно анализировать как промежуточное соединение между серной (H₂SO₄) и сульфонамидом (H₄N₂SO₂), заменяющую гидроксильную группу (–OH) на аминогруппу (–NH₂) на каждой стадии. Эта модель не продолжается дальше в любом направлении без разрушения сульфонильного остатка (-SO₂-).

Используется в качестве чистящего средства в различных отраслях промышленности. И производители работают с головокружительной скоростью, чтобы удовлетворить потребителей относительно санитарии и гигиены. Применение гальваники и электрорафинирования также стимулирует спрос на H₃NSO₃ для очистки свинца, когда требуется высокое качество.

Важно. Производители должны соблюдать высокие требования безопасности и обращения с продуктом. Следовательно, компании на рынке кислот необходимо придерживаться национальных стандартов. Строгое правило – использовать мешок из полиэтилена высокой плотности для эффективной упаковки вещества. С другой стороны, сульфаминовая используется для сульфатирования и сульфаминирования многих органических соединений. Услуги по доставке продукта осуществляет и компания Химоптторг (Липецк). Цены на товары уточняйте у менеджеров!

Действие ее мощное при удалении высолов цемента, остатков и вуалей засохшего раствора, селитры со стен и полов. Раствор очищает, раскисляет, нейтрализует, удаляет ржавчину с металлических частей и отбеливает бумажную массу. Она также используется для удаления накипи и кислотной очистки оборудования пищевой промышленности. Это активный продукт в органическом синтезе, используемый в качестве агента сульфирования и удаления нитритов.

Способы получения

Производится химической промышленностью. Существует два основных способа получения сульфаминовой кислоты: прямая реакция безводного аммиака с серным ангидридом и реакция мочевины с серной кислотой и серным ангидридом.

В первом методе получения H₃NSO₃ реакция между SO₃ и NH₃ приводит на первой стадии к образованию сульфаминосолей аммония. На второй стадии их необходимо подкислять и гидролизовать серной. Это приводит к образованию сульфаминовой кислоты и большему или меньшему количеству гидросульфата аммония, известного как бисульфат аммония, который выделяют кристаллизацией и фильтрованием в виде сульфата аммония после нейтрализации маточного раствора кристаллизации сульфаминовой кислоты. Этот метод имеет недостаток, так как образовывается в лучшем случае одна молекула гидросульфата аммония на одну молекулу образовавшейся сульфаминовой кислоты, при этом недопроизводство на практике часто намного больше.

В первом варианте второго способа мочевина реагирует со значительным избытком серной кислоты и ангидрида, причем два реактива добавляются либо отдельно, либо в виде смесей олеума и серной. Получается суспензия сульфаминовой кислоты в слабом олеуме или в серной кислоте. Для химической реакции отделения сульфаминовой кислоты проводят фильтрацию и промывку полученных кеков (слоев твердых частиц) все больше разбавленными серными растворами. Операции фильтрации и промывки сложные и требуют дорогостоящей аппаратуры. Кроме того, промывка вызывает частичный гидролиз сульфаминовой кислоты, что приводит к потере продукта в виде гидросульфата аммония.

Во втором варианте серная кислота и мочевина реагируют в стехиометрических пропорциях с количеством серного ангидрида, которое может быть избыточным при температуре ниже 50°С. На второй стадии образовавшийся жидкий состав разлагают при температуре от 60°С до 100°С. Избыток SO₃ (оксид серы) и образовавшийся СО₂ (углекислый газ) уводится с помощью инертного газа. Разложение проводят в реакторе при интенсивном перемешивании, чтобы разбить сульфаминовую кислоту на мелкие гранулы. Этот вариант химической реакции имеет теоретическое преимущество в том, что он приводит к образованию гидросульфата аммония.

Физические и химические свойства

• Растворяясь в формамиде и воде, образует сильнокислотный водный раствор. По кислотности его можно сравнивать с обычными неорганическими (минеральными) кислотами. Слабо растворяется в концентрированной серной кислоте, метаноле, ацетоне и эфире.
• С разбавленным раствором воды она стабильна продолжительное время при комнатной температуре. При высокой температуре происходит реакция гидролиза.
• Считается наименее коррозийной для металлов по сравнению с другими сильными кислотами (как соляная). Это превосходное средство для удаления накипи из котла, змеевиков, конденсаторов, промывки теплообменников, большого ассортимента систем охлаждения и отопления. Химия повышает эффективность работы систем.
• Сульфаминовая кислота техническая ГОСТ 5821-78 плавится при температуре 205 °C. При температуре выше этого показателя разлагается – в виде воды, триоксида серы, диоксида серы и азота.

Структура и реактивность

Хотя сульфаминовая кислота действует как соединение-посредник между серной кислотой и сульфонамидом (серным амидом), фактическая структура вещества меньше соответствует этому описанию и совместима с тем, что предлагает формула NH₂SO₃H (H₃NSO₃). В твердом состоянии молекула описывается в виде цветтиер-иона (молекула с двумя функциональными группами, одна из которых заряжена положительно, другая – отрицательно).

Реакция с азотной и азотистой кислотой

Сульфаминовая применяется для титрования кислот. Она реагирует с HNO₂ (азотистая) и HNO₃ (азотная), давая закись азота N₂ (веселящий газ) и окись азота N₂O.

Преимуществом является высокая растворимость в воде (для химической реакции, проводимой в воде). Часто добавляется как аммонийная соль. Кинетические измерения при 0°C и при температуре 25°C показали, что кислотный катализ имеет место до ~0,2 М, после чего константа скорости не зависит от кислотности. Результаты интерпретируются в терминах реакции через сульфамат-ион NH₂SO₃-, и два набора результатов дают значения 0,98 и 1,1 для pKa сульфаминовой кислоты (1,0).

Это означает, что при низкой кислотности (обычно 0,05 М) сульфаминовая кислота – лучшая «ловушка» для азотной, чем гидразин или гидразоиновая кислота, но менее эффективна при более высокой кислотности. Нуклеофильный катализ отсутствует, поэтому сульфамат-ион ведет себя скорее как амид, чем как амин, в котором происходит лимитирующий скорость перенос протона от быстро образующегося N-нитрозо промежуточного соединения. Кинетический изотопный эффект, kH/kD, равный 2,7, поддерживает эту последовательность.

Реакция со спиртами

Сульфаминовая кислота реагирует со спиртами (при нагревании) с образованием органосульфатов. Процесс дорогой, если сравнивать другие реагенты, но он значительно мягче, более того не сульфирует ароматические кольца. Продукция выпускается в виде аммонийных солей. Такие реакции можно катализировать в присутствии мочевины.

Реакция с гипохлоритом

Реакции избытка ионов гипохлорита с сульфаминовой кислотой или солью сульфамата обратимо приводят к образованию ионов N-хлорсульфамата и N,N-дихлорсульфамата. Таким образом, NH2SO3H применяется как поглотитель гипохлорита при окислении альдегидов хлоритом.

Применение

NH₂SO₃H – чистая кислота, которая может формировать гранулы при смешивании с неактивным связующим веществом. Она в несколько раз эффективнее мочевины. Более того, она предпочтительнее мочевины при удалении нитритов. Её используют как в быту, так и в промышленных сферах, для посуды и оборудования, для удаления карбонатной накипи (3–5 мм), пивного и молочного камня.

Рынок сульфаминовой кислоты делят по типу, применению и отраслевой вертикали.

• В зависимости от типа он подразделяется на кристаллы, раствор, порошковую форму.
• В зависимости от применения – гальваническое покрытие, электрорафинирование, сульфатирование, сельское хозяйство, медицина.
• В зависимости от отраслевой вертикали – кожевенное производство, здравоохранение, фармацевтика, продукты питания и напитки, средства личной гигиены, косметика.

Порошковая форма – эффективное средство для промышленного оборудования и бытовой техники (удаление накипи). Сегмент кристаллической формы используется в различных областях в текстильной, электронной и водоочистной промышленности.

Области применения сульфаминовой кислоты:

• Сульфаминовая кислота техническая используется для удаления водорастворимых и технологических отложений, для чистки поверхности пола, металлов, бытовой техники и конденсаторов, промышленной очистки оборудования молочных и пивоваренных заводов (испарители молока, трубопроводы доильных аппаратов, чаны, для промывки котла)
• В строительстве используется для очистки засохших остатков затирок и растворов, ржавчины и известковых отложений, включая эффлоресценцию (слой селитры или извести, образующийся на стенах или полах)
• Химия вещества применяется в качестве стабилизатора хлора и гипохлорита в закрытых системах водоснабжения. Это помогает хлору дольше оставаться в бассейне, делая его более полезным. Стабилизированный хлор упрощает уход за водой.
• Ключевой фактор для рынка сульфаминовой кислоты – производство целлюлозно-бумажной продукции. Используется для отбеливания бумажной массы, в качестве смягчающего агента и антипирена для бумаги и других целлюлозных материалов. Сульфаминовая кислота техническая обеспечивает отбеливание при высоких температурах, ингибирует разложение целлюлозы из-за ее температуры при хлорировании и снижает рН без потери прочности. Изделия из бумаги и целлюлозы в основном находят применение в различных отраслях конечного использования (упаковка, полиграфия, производство потребительских товаров и строительство).
• В текстильной промышленности позволяет отбеливать текстиль, устраняет нитриты при окрашивании азокрасителями.
• Применяется в процессе окрашивания кожи, при диазизации в производстве пигментов и красителей, как смягчающее средство в производстве пластмасс. Это позволяет получать более чистые пигменты оттенков с расширенной консистенцией между различными группами производных красителей. Кроме того, ограничивает задачи в кожевенном производстве.
• Чистящее средство для неглазурованной керамики.
• Продукция входит в состав средств пожаротушения и является основным сырьем для получения сульфамата аммония, который употребляется в качестве антипирена для бытовых изделий.
• Производство кислотных ванн для очистки неокисляемых металлов. Можно использовать на нержавеющих поверхностях.
• Производство гербицидных средств (материалы с NH 2SO3H функциональны для борьбы с сорняками). Основное сырье для сульфамата аммония. Показано, что композиции сульфаминовой кислоты контролируют биообрастание. Одна из проблем, связанных с жидкими растворами сульфаминовой кислоты, в том, что они – коррозийные, очень кислые и не могут действовать как сильный биоцид для снижения до уровня патогенов при низких концентрациях.
• Используется в органическом синтезе в качестве катализатора для мочевино-формальдегидных смол
• Химия вещества также применяется в качестве ингибитора интерференции, вызванной нитритом, в некоторых колориметрических анализах, таких как анализ нитратов (восстановление кадмием) или ортофосфатов (восстановление фосфомолибдена аскорбиновой кислотой). Реакция нитрита с сульфаминовой приводит к образованию двухатомного азота.
• Ещё одна сфера приложения – пищевая промышленность.

Сульфаминовые кислоты – реагенты для бурения нефтяных и газовых скважин, услуги по перевозке которых осуществляют некоторые транспортно-логистические компании. Основная причина применения – в снижении водородного показателя используемых экстракционных жидкостей и соединений перед их утилизацией. Преимущества этой химической продукции – простота обращения, растворимость, низкая коррозийная активность.

Сульфаминовая кислота – эффективный кислотный катализатор этерификации

Сложный эфир (высший, или эстер) представляет соединение на основе углерода, которое получают путем замены водорода кислоты другой органической группой, обычно алкильной. Таким образом, этерификация – процесс, при котором на основе данных двух реагентов в конечном итоге образуют сложный эфир.

Это одна из фундаментальных реакций в органической химии. Имеет широкое применение, как в лабораторных работах, так и в промышленных процессах. Сульфаминовая кислота используется в качестве эффективного катализатора синтеза метилловых и этиловых жирных кислот в различных условиях (тип жирной кислоты, молярное соотношение, температура, % катализатора). Этерификация с использованием метанола и этанола проводит к более высокому выходу алкилового эфира жирной кислоты.

Экологически чистый альтернативный электролит для промышленной кислотной очистки и защиты от коррозии

Производство растворов NH ₂SO₃H различной концентрации (5-10%) широко используется для удаления окалины и отложений оксидов металлов с поверхности металлов и керамики. Они служат альтернативными электролитами для удаления ржавчины и известковых отложений, взамен относительно более раздражающих и летучих электролитов на основе соляной и серной кислот. Растворы сульфаминовой кислоты можно рассматривать как относительно более экологичные и менее токсичные электролиты для очистки металлических поверхностей, промывки котла.

Однако, как и популярные кислотные растворы, электролиты на основе NH2SO3H являются коррозионно-активными по отношению к металлу и металлическим конструкциям. Поэтому для предотвращения коррозионного разрушения металлических поверхностей, жести в таких электролитах широко используются ингибиторы коррозии на основе органических соединений природного и синтетического происхождения. Эти соединения становятся эффективными, адсорбируясь на металлической поверхности в соответствии с моделью изотермы адсорбции Ленгмюра.

Благодаря электрохимическому анализу замечено, что органические ингибиторы коррозии в электролитах на основе сульфаминовой кислоты ведут себя как ингибиторы коррозии смешанного и интерфейсного типа и становятся эффективными за счет адсорбции на границах металл/электролит. Адсорбция большинства ингибиторов коррозии в основном происходит по физиохимическому механизму.

В быту

Сульфаминовая кислота мешок 300 г для бытового использования предпочтительнее таких средств, как едкий натр, соляная и азотная кислота, кальцинированная сода. Раствор химиката не образует газообразного хлора при неправильном взаимодействии с элементами на основе гипохлорита натрия.

Сульфаминовая кислота техническая используется как кислотное чистящее средство (раствор) обычно для керамики и металлов. За последние несколько лет товары с веществом заменили соляную кислоту в качестве средства для удаления ржавчины. В быту её используют как сырье для растворения в чистящих средствах для туалетов и моющих средствах против известкового налета. По сравнению с другими сильными минеральными кислотами для удаления накипи 3–5 мм или промывки котла она имеет характеристики таких данных как необходимая низкая токсичность и низкая летучесть. Образует водорастворимую соль трехвалентного железа и кальция.

Дезинфицирующее средство

Сульфаминовая кислота, как сульфат, – универсальное дезинфицирующее средство. Производство сульфатов обычно используется для дезинфекции поверхностей и ополаскивания оборудования. Раствор находит применение во многих областях, где требуется контроль патогенов. Материалы обладают широким спектром активности в отношении вирусов, некоторых грибков и бактерий. Однако реактивы менее эффективны против спор и грибков, чем некоторые альтернативные дезинфицирующие средства.

Сульфаматы (0-замещенные, N-замещенные или ди-/тризамещенные производные сульфаминовой кислоты) использовались в разработке многих типов терапевтических средств, таких как антибиотики, нуклеозидные/нуклеотидные реверсивные вирусы иммунодефицита человека (ВИЧ). ингибиторы транскриптазы, ингибиторы протеазы ВИЧ (Pis), противораковые препараты (ингибиторы стероидсульфатазы и карбоангидразы), противоэпилептические препараты и препараты для снижения веса.

Закись азота (синтезируют либо термическим разложением нитрата аммония, либо окислением сульфаминовой, азотной кислотой), «веселящий газ» – слабый анестетик, который обычно применяют со снотворными, анальгетиками и миорелаксантами. Его иногда называют идеальным анестетиком из-за отсутствия какого-либо угнетающего влияния на дыхание. Однако, по последним данным, применение закиси азота более 2 часов контрпродуктивно, так как вызывает резкое снижение синтеза метионина, что, в свою очередь, может вызвать резкое снижение уровня витамина В12 со всеми вытекающими последствиями.

Пищевая промышленность

Наиболее известным применением сульфаминовой кислоты является синтез соединений со сладким вкусом. Реакция с циклогексиламином с последующим добавлением гидроксида натрия дает цикламат натрия.

Подготовка и меры предосторожности

Этот химикат уникален тем, что вызывает не только химические ожоги, но и вторичные термические ожоги в результате обезвоживания. Хотя большинство химических ожогов приходится на кожу, контакт с глазами, проглатывание и вдыхание едких веществ также приводит к многочисленным химическим ожогам. Важно различать химическое раздражение и жжение. Химические раздражители вызывают обратимые реакции, которые включают отек, зуд и жжение, как кальцинированная сода. Эти эффекты – преходящие, кожа возвращается в нормальное состояние после удаления раздражающего агента. Химические ожоги, с другой стороны, приводят к необратимым травмам.

Крайне важно вскрывая мешок, при растворении вещества и применяя обработку, использовать надлежащие средства индивидуальной защиты. Глаза и лицо должны быть защищены автономным дыхательным аппаратом, снабженным лицевой маской, чтобы избежать контакта с незащищенной кожей. Загрязненную одежду следует постирать перед повторным использованием вещества.

Сульфаминовую кислоту ГОСТ 5821-78 всегда следует для растворения добавлять в воду, не наоборот. Концентрированное вещество может вызывать коррозию, ожоги кожи при неправильном обращении. Химикат осторожно разводят в определенном количестве воды, избегая разбрызгивания. Затем предварительно увлажняют обрабатываемые поверхности (если слой образования до 5 мм) и наносят приготовленный раствор (распылителем, губкой или специальным инструментом) для удаления накипи. Оставляют раствор на 1–5 минут и протирают поверхности до того, как они высохнут. Проведя обработку, тщательно промывают чистой водой, возможно, используя бикарбонат (соль аммония) для нейтрализации кислоты.

Мешок с сульфаминовой кислотой можно приобрести как у производителя, так и через посредника, в лице компании Химоптторг (Липецк), которая осуществляет поставки в ряд регионов страны (Центральная Россия). Товары могут быть выбраны на сайте, где представлена полная информация. Цены уточняйте!