氯磺酸

化合物

氯磺酸化学式:HSO3Cl)是一种无色或淡黄色的液体,为剧毒。具有辛辣气味,在空气中发烟,是硫酸的一个-OH 基团被取代后形成的化合物。分子为四面体构型,取代的基团处于硫酸硫酰氯之间,有催泪性,主要用于有机化合物磺化,制取药物、染料、农药、洗涤剂等。

氯磺酸
IUPAC名
Sulfurochloridic acid
识别
CAS号 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编号 1754
RTECS FX5730000
性质
化学式 HSO3Cl
摩尔质量 116.52 g mol−1 g·mol⁻¹
外观 无色发烟液体
密度 1.753 g cm−3
熔点 −80 °C
沸点 151–152 °C
(755 mmHg或100.7 kPa)
溶解性 水解
溶解性 与水和反应
可溶于氯代烃中
折光度n
D
1.433
结构
分子构型 四面体
危险性
欧盟危险性符号
腐蚀性腐蚀性 C
剧毒剧毒 T+
危害环境危害环境N
警示术语 R:R14, R35, R37
安全术语 S:S2, S26, S45
MSDS ICSC 1039
欧盟编号 016-017-00-1
NFPA 704
0
4
2
W
相关物质
相关化学品 五氟化锑三氟甲磺酸
氢氟酸
若非注明,所有数据均出自标准状态(25 ℃,100 kPa)下。

制取

工业上用三氧化硫氯化氢发生化合反应制得氯磺酸:

HCl + SO3 → HSO3Cl

干燥的氯化氢气体通入发烟硫酸,或五氯化磷与浓硫酸反应都可以得到氯磺酸,多用于实验室中:

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

反应

与单质的反应

氯磺酸与反应得到二氧化碳二氧化硫氯化氢

反应得到四氯化锡

Sn+4HSO3Cl→SnCl4+2H2SO4+2SO2

反应得到磷酸

反应得到对应的三氯化物


与一些硫属元素反应得到多聚阳离子


硒溶于室温下的氯磺酸,得到深绿色溶液:

8Se+4HSO3Cl→Se82+(深绿色)+2ClSO3-+H2SO4 + 2HCl+SO2


硒溶于热的氯磺酸,得到黄色溶液:

4Se+4HSO3Cl(热)→Se42+(黄色)+2ClSO3-+H2SO4 + 2HCl+SO2

碲溶于氯磺酸得到红色溶液:

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

碘在室温下缓慢地溶于氯磺酸,得到红棕色的溶液:

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

氯磺酸与硫反应的产物比较复杂,除了产生二氯化硫二氧化硫之外,还会根据反应条件的差异而得到两种不同的多硫阳离子S192+(红色)和S42+(黄色)


与氧化物的反应

氯磺酸遇水发生剧烈水解并发出爆鸣声,生成硫酸盐酸

HSO3Cl + H2O → H2SO4 + HCl

过氧化氢反应得到过一硫酸过二硫酸

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


氮氧化物反应得到硝基阳离子或亚硝基阳离子:

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

的氧化物反应得到对应的MOSO3Cl (Oxychlorosulfonate):

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

此外,五氧化二钒二氧化铈二氧化钍三氧化二镧与氯磺酸反应分别得到弱电解质H[VO(SO3Cl)4],Ce(SO3Cl)4,H2[Th(SO3Cl)6],H[La(SO3Cl)4][1]

与有机物的反应

氯磺酸可用于制备磺酰氯。

Ar-H + 2HSO3Cl → Ar-SO2Cl+HCl+H2SO4

参见

参考资料

  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. (原始内容存档于2023-11-06) (英语).  缺少或|title=为空 (帮助)
  • 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