氯磺酸

化合物

氯磺酸化學式:HSO3Cl)是一種無色或淡黃色的液體,為劇毒。具有辛辣氣味,在空氣中發煙,是硫酸的一個-OH 基團被取代後形成的化合物。分子為四面體構型,取代的基團處於硫酸硫酰氯之間,有催淚性,主要用於有機化合物磺化,製取藥物、染料、農藥、洗滌劑等。

氯磺酸
IUPAC名
Sulfurochloridic acid
識別
CAS號 7790-94-5  checkY
PubChem 24638
ChemSpider 23040
SMILES
 
  • ClS(=O)(=O)O
InChI
 
  • 1/ClHO3S/c1-5(2,3)4/h(H,2,3,4)
InChIKey XTHPWXDJESJLNJ-UHFFFAOYAO
UN編號 1754
RTECS FX5730000
性質
化學式 HSO3Cl
摩爾質量 116.52 g mol−1 g·mol⁻¹
外觀 無色發煙液體
密度 1.753 g cm−3
熔點 −80 °C
沸點 151–152 °C
(755 mmHg或100.7 kPa)
溶解性 水解
溶解性 與水和反應
可溶於氯代烴中
折光度n
D
1.433
結構
分子構型 四面體
危險性
歐盟危險性符號
腐蝕性腐蝕性 C
劇毒劇毒 T+
危害環境危害環境N
警示術語 R:R14, R35, R37
安全術語 S:S2, S26, S45
MSDS ICSC 1039
歐盟編號 016-017-00-1
NFPA 704
0
4
2
W
相關物質
相關化學品 五氟化銻三氟甲磺酸
氫氟酸
若非註明,所有數據均出自標準狀態(25 ℃,100 kPa)下。

製取

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工業上用三氧化硫氯化氫發生化合反應製得氯磺酸:

HCl + SO3 → HSO3Cl

乾燥的氯化氫氣體通入發煙硫酸,或五氯化磷與濃硫酸反應都可以得到氯磺酸,多用於實驗室中:

PCl5 + SO2(OH)2 → HSO3Cl + POCl3 + HCl

反應

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與單質的反應

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氯磺酸與反應得到二氧化碳二氧化硫氯化氫

反應得到四氯化錫

Sn+4HSO3Cl→SnCl4+2H2SO4+2SO2

反應得到磷酸

反應得到對應的三氯化物


與一些硫屬元素反應得到多聚陽離子


硒溶於室溫下的氯磺酸,得到深綠色溶液:

8Se+4HSO3Cl→Se82+(深綠色)+2ClSO3-+H2SO4 + 2HCl+SO2


硒溶於熱的氯磺酸,得到黃色溶液:

4Se+4HSO3Cl(熱)→Se42+(黃色)+2ClSO3-+H2SO4 + 2HCl+SO2

碲溶於氯磺酸得到紅色溶液:

4Te+4HSO3Cl→Te42+ (紅色)+2ClSO3-+H2SO4 + 2HCl+SO2

碘在室溫下緩慢地溶於氯磺酸,得到紅棕色的溶液:

5I2+4HSO3Cl→2I5+ (紅棕色)+2ClSO3-+H2SO4 + 2HCl+SO2

氯磺酸與硫反應的產物比較複雜,除了產生二氯化硫二氧化硫之外,還會根據反應條件的差異而得到兩種不同的多硫陽離子S192+(紅色)和S42+(黃色)


與氧化物的反應

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氯磺酸遇水發生劇烈水解並發出爆鳴聲,生成硫酸鹽酸

HSO3Cl + H2O → H2SO4 + HCl

過氧化氫反應得到過一硫酸過二硫酸

HSO3Cl + H2O2 → H2SO5 + HCl
2HSO3Cl + H2O2 → H2S2O8 + 2HCl


氮氧化物反應得到硝基陽離子或亞硝基陽離子:

三氧化二氮反應:
N2O3 + 3HSO3Cl →2NO+ + 2ClSO3- + H2SO4 + HCl
四氧化二氮的反應:
N2O4 + 3HSO3Cl →NO2+ + NO+ + 2ClSO3- + H2SO4 + HCl
五氧化二氮的反應:
N2O5 + 3HSO3Cl →2NO2+ + 2ClSO3- + H2SO4 + HCl

的氧化物反應得到對應的MOSO3Cl (Oxychlorosulfonate):

M2O3 + 3HSO3Cl →2MOSO3Cl + H2SO4 + HCl
(M=As,Sb,Bi)

此外,五氧化二釩二氧化鈰二氧化釷三氧化二鑭與氯磺酸反應分別得到弱電解質H[VO(SO3Cl)4],Ce(SO3Cl)4,H2[Th(SO3Cl)6],H[La(SO3Cl)4][1]

與有機物的反應

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氯磺酸可用於製備磺酰氯。

Ar-H + 2HSO3Cl → Ar-SO2Cl+HCl+H2SO4

參見

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參考資料

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  1. ^ Cremlyn, R. J. Chlorosulfonic Acid: A Versatile Reagent. Royal Society of Chemistry https://books.google.com/books?id=qmwoDwAAQBAJ&pg=PA228&lpg=PA226#v=onepage&q&f=false. 2007-10-31 [2023-11-06]. ISBN 978-1-84755-050-7. (原始內容存檔於2023-11-06) (英語).  缺少或|title=為空 (幫助)
  • Holleman, A. F.; Wiberg, E. "Inorganic Chemistry" Academic Press: San Diego, 2001, pages 549-550 (discussion of XSO2OH for X = F, Cl, Br, I)
  • R.J. Cremlyn, "Chlorosulfonic Acid" Springer-Verlag New York, Inc. (Royal Society of Chemistry, 2002, 300 pp. ISBN 978-0-85404-498-6