Cloruro di solforile

Cloruro di solforile
	formula di struttura
	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 molecolare	SO2Cl2
Massa molecolare (u)	134,96
Aspetto	liquido incolore, tendente al giallo per esposizione all'aria
Numero CAS	7791-25-5
Numero EINECS	232-245-6
PubChem	24648
SMILES	O=S(=O)(Cl)Cl
Proprietà chimico-fisiche
Densità (g/cm3, in c.s.)	1,67
Solubilità in acqua	reazione energica
Temperatura di fusione	−54,1 °C (219,05 K)
Temperatura di ebollizione	69,1 °C (342,25 K)
Tensione di vapore (Pa) a 293,15 K	51100
Indicazioni di sicurezza
Simboli di rischio chimico
	pericolo
Frasi H	314 - 335 - EUH014
Consigli P	280 - 301+330+331 - 304+340 - 305+351+338 - 309+310

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]

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:

{\ce {2 H2O + SO2Cl2 ->2 HCl + H2SO4}}

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

Struttura

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 T_d a C_2v, 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 (ε_r = 10),^[10] è solubile in etere, benzene, toluene, CHCl₃, CCl₄ e acido acetico glaciale.^[4]

Sintesi

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]

{\ce {SO2 + Cl2 -> SO2Cl2}}

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.

Usi

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.

Reazioni

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.

Note

^ scheda del cloruro di solforile su IFA-GESTIS Archiviato il 16 ottobre 2019 in Internet Archive.
^ Un suo analogo con un metallo esavalente al posto dello zolfo è il cloruro di cromile CrO₂Cl₂, isoelettronico di valenza e isostrutturale.
^ ^a ^b N. N. Greenwood e A. Earnshaw, Chemistry of the Elements, 2ª ed., Butterworth - Heinemann, 1997, p. 694, ISBN 0-7506-3365-4.
^ ^a ^b (EN) PubChem, Sulfuryl chloride, su pubchem.ncbi.nlm.nih.gov. URL consultato il 4 febbraio 2022.
^ Sulfuryl_chloride, su chemeurope.com. URL consultato il 4 febbraio 2022.
^ (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.
^ 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.
^ G. L. Miessler e D. A. Tarr, Inorganic Chemistry, 2nd, Prentice-Hall, 1999, pp. 54–62, ISBN 978-0-13-841891-5.
^ H. S. M. Coxeter, Regular Polytopes, 3rd, Dover Publications, 1973, p. 15, ISBN 0-486-61480-8.
^ ^a ^b sulfuryl chloride, su stenutz.eu. URL consultato il 28 febbraio 2021.

Voci correlate

Altri progetti

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Collegamenti esterni

(EN) sulfuryl chloride / sulfonyl chloride, su Enciclopedia Britannica, Encyclopædia Britannica, Inc.

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[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.

[:0-3] N. N. Greenwood e A. Earnshaw, Chemistry of the Elements, 2ª ed., Butterworth - Heinemann, 1997, p. 694, ISBN 0-7506-3365-4.

[pubchem.ncbi.nlm.nih.gov-4] (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.

[Miessler-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.

[:1-10] sulfuryl chloride, su stenutz.eu. URL consultato il 28 febbraio 2021.

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