Cloruro di solforile

composto chimico

Il cloruro di solforile, SO2Cl2, è un ossialogenuro dello zolfo esavalente,[2] formato idealmente dall'unione del gruppo bivalente solforile >S(=O)2 con due atomi di cloro; può anche pensarsi ottenuto dall'acido solforico per sostituzione dei due ossidrili con due Cl. Di qui, in alcuni testi lo si trova indicato anche come il cloruro dell'acido solforico.[3]

Cloruro di solforile
formula di struttura
formula di struttura
Il cloruro di solforile
Il cloruro di solforile
Nome IUPAC
Diossido dicloruro di zolfo(VI)
Nomi alternativi
solfonil cloruro
cloruro solforico
dicloruro di solforile
Caratteristiche generali
Formula bruta o molecolareSO2Cl2
Massa molecolare (u)134,96
Aspettoliquido incolore, tendente al giallo per esposizione all'aria
Numero CAS7791-25-5
Numero EINECS232-245-6
PubChem24648
SMILES
O=S(=O)(Cl)Cl
Proprietà chimico-fisiche
Densità (g/cm3, in c.s.)1,67
Solubilità in acquareazione energica
Temperatura di fusione−54,1 °C (219,05 K)
Temperatura di ebollizione69,1 °C (342,25 K)
Tensione di vapore (Pa) a 293,15 K51100
Indicazioni di sicurezza
Simboli di rischio chimico
corrosivo irritante
pericolo
Frasi H314 - 335 - EUH014
Consigli P280 - 301+330+331 - 304+340 - 305+351+338 - 309+310 [1]

A temperatura ambiente si presenta come un liquido mobile e incolore che fuma all'aria, dall'odore pungente.[4] Analogamente al cloruro di tionile, l'analogo con lo zolfo(IV), non lo si trova in natura per la sua elevata tendenza a subire un'idrolisi che porta rapidamente ad acido solforico e acido cloridrico, secondo la violenta reazione seguente:

Per questo i suoi vapori sono fortemente irritanti e lacrimogeni.[5]

StrutturaModifica

Nella molecola SO2Cl2 un atomo di zolfo è al centro di un tetraedro distorto; due vertici del tetraedro sono occupati da due atomi di cloro uniti a S con legame semplice; gli altri due vertici ospitano due atomi di ossigeno uniti a S con doppio legame, come di solito viene rappresentato o, secondo altri, con legame dativo S-->O; in ogni caso, la lunghezza di questo legame (143 pm) è notevolmente minore di quella tipica per un legame semplice (157,4 pm in S-OH di H2SO4[6]) ed è consistente con un ordine di legame di 2. L'atomo centrale S è sostanzialmente ibridato sp3; l'angolo O-S-O è notevolmente più ampio di quello tetraedrico, mentre quello Cl-S-Cl lo è solo di pochissimo: ciò risulta in accordo qualitativo con le previsioni della teoria VSEPR che assegna maggior spazio angolare al legame doppio rispetto al legame semplice.[7][8] Il risultato per la molecola è di un abbassamento della simmetria da Td a C2v, conferendo quindi alla molecola la simmetria del bisfenoide.[9] SO2Cl2 è una molecola polare, μ = 1,81 D,ben più del cloruro di tionile SOCl2 (1,45 D).[10] La molecola è isoelettronica di valenza con il cloruro di selenoile (SeO2Cl2) e il cloruro di cromile (CrO2Cl2), ma anche con il fluoruro di solforile (SO2F2).

Il liquido, di modesta costante dielettrica (εr = 10),[10] è solubile in etere, benzene, toluene, CHCl3, CCl4 e acido acetico glaciale.[4]

SintesiModifica

Il cloruro di solforile viene sintetizzato, in condizioni controllate di pressione e temperatura, a partire da anidride solforosa e cloro gassosi utilizzando come catalizzatore il carbone attivo:[3]

 

Il prodotto impuro può essere purificato per distillazione frazionata.

Si ottiene anche per ossidazione di cloruro di zolfo con ossigeno in presenza di cloro o per decomposizione termica (180 °C) di acido clorosolforico. In ogni caso il cloruro di solforile grezzo viene purificato per distillazione frazionata.

UsiModifica

Il cloruro di solforile è utilizzato nella sintesi chimica in qualità di fonte di cloro, più pratico e maneggiabile rispetto all'alogeno. I suoi usi principali riguardano la formazione di α-alogenuri di composti organici attivati dalla presenza di carbonili (R2C=O) o solfossidi (R2S=O), ma anche di cloroderivati di altri composti quali gli idrocarburi e gli epossidi. SO2Cl2 è anche in grado di reagire con gli alcoli producendo cloruri alchilici.

ReazioniModifica

Mettendo a contatto con l'acqua il cloruro di solforile si ha una violenta reazione chimica che produce acido solforico liquido e acido cloridrico gassoso.

Alla temperatura di 100 °C inizia a decomporsi in cloro e anidride solforosa. Con zolfo a 200 °C si formano cloruri di zolfo e anidride solforosa; con acido solfidrico reagisce dando zolfo, anidride solforosa, acido cloridrico e cloruro di zolfo; con acido solforico concentrato a 700 °C si forma acido clorosolforico mentre con ammoniaca in eccesso si ottengono cloruro di ammonio e derivati solfonammidici.

In ambito industriale viene principalmente utilizzato per la produzione di pesticidi e nell'industria tessile per evitare il restringimento della lana.

NoteModifica

  1. ^ scheda del cloruro di solforile su IFA-GESTIS Archiviato il 16 ottobre 2019 in Internet Archive.
  2. ^ Un suo analogo con un metallo esavalente al posto dello zolfo è il cloruro di cromile CrO2Cl2, isoelettronico di valenza e isostrutturale.
  3. ^ a b N. N. Greenwood e A. Earnshaw, Chemistry of the Elements, 2ª ed., Butterworth - Heinemann, 1997, p. 694, ISBN 0-7506-3365-4.
  4. ^ a b (EN) PubChem, Sulfuryl chloride, su pubchem.ncbi.nlm.nih.gov. URL consultato il 4 febbraio 2022.
  5. ^ Sulfuryl_chloride, su chemeurope.com. URL consultato il 4 febbraio 2022.
  6. ^ (EN) Robert L. Kuczkowski, R. D. Suenram e Frank J. Lovas, Microwave spectrum, structure, and dipole moment of sulfuric acid, in Journal of the American Chemical Society, vol. 103, n. 10, 1981-05, pp. 2561–2566, DOI:10.1021/ja00400a013. URL consultato il 28 febbraio 2021.
  7. ^ J.E. Huheey, E.A. Keiter e R.L. Keiter, 6 - La struttura e la reattività delle molecole, in Chimica Inorganica, Seconda edizione italiana, sulla quarta edizione inglese, Piccin Nuova Libraria, Padova, 1999, pp. 209-223, ISBN 88-299-1470-3.
  8. ^ G. L. Miessler e D. A. Tarr, Inorganic Chemistry, 2nd, Prentice-Hall, 1999, pp. 54–62, ISBN 978-0-13-841891-5.
  9. ^ H. S. M. Coxeter, Regular Polytopes, 3rd, Dover Publications, 1973, p. 15, ISBN 0-486-61480-8.
  10. ^ a b sulfuryl chloride, su stenutz.eu. URL consultato il 28 febbraio 2021.

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