Cloruro di solforile
| Cloruro di solforile | |
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| Nome IUPAC | |
| cloruro di solforile | |
| Nomi alternativi | |
| solfonil cloruro cloruro solforico dicloruro di solforile diossido dicloruro di zolfo(VI) | |
| Caratteristiche generali | |
| Formula bruta o molecolare | SO2Cl2 |
| Massa molecolare (u) | 134,96 |
| Aspetto | liquido incolore, tendente al giallo per esposizione all'aria |
| Numero CAS | |
| 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 | |
 
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| pericolo | |
| Frasi H | 314 - 335 - EUH014 |
| Consigli P | 280 - 301+330+331 - 304+340 - 305+351+338 - 309+310 [1] |
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 atomi di cloro. Per questo, 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, igroscopico, che fuma all'aria e dall'odore pungente.[4] Analogamente al cloruro di tionile, l'analogo con lo zolfo(IV) derivante dall'acido solforoso, 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:
![{\displaystyle {2\,\mathrm {H} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}\mathrm {O} {}+{}\mathrm {SO} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}\mathrm {Cl} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}{}\mathrel {\longrightarrow } {}2\,\mathrm {HCl} {}+{}\mathrm {H} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}\mathrm {SO} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{4}}}}](./_assets_/eb734a37dd21ce173a46342d1cc64c92/53663b6e0a204ae28f161f1e490ca1036c11e43c.svg)
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. Per confronto, nel fluoruro di solforile (SO2F2), isoelettronico di valenza, il legame S=O è appena più corto, 140,5 pm.[7]
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 richiesta di spazio angolare al legame doppio rispetto al legame semplice.[8][9]
Il risultato per la molecola è di un abbassamento della simmetria da Td a C2v, conferendo quindi alla molecola la simmetria del bisfenoide.[10] SO2Cl2 è una molecola polare, μ = 1,81 D, ben più del cloruro di tionile SOCl2 (1,45 D).[11] 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.
Il liquido, di modesta costante dielettrica (εr = 10),[11] è solubile in etere, benzene, toluene, cloroformio, tetracloruro di carbonio e acido acetico glaciale.[4]
Sintesi
Il cloruro di solforile può essere preparato, in condizioni controllate di pressione e temperatura, a partire da anidride solforosa e cloro gassosi utilizzando come catalizzatore il carbone attivo o il cloruro ferrico:[3]
![{\displaystyle {\mathrm {SO} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}{}+{}\mathrm {Cl} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}{}\mathrel {\longrightarrow } {}\mathrm {SO} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}\mathrm {Cl} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}}}](./_assets_/eb734a37dd21ce173a46342d1cc64c92/84a4f1a3f1c15975a442a12e8b6883485cfd03af.svg)
Il prodotto impuro può essere purificato per distillazione frazionata.
Si ottiene anche per ossidazione di cloruro di zolfo con ossigeno in presenza di cloro, oppure per riscaldamento (180 °C) dell'acido clorosolforico che causa una redistribuzione tra Cl e OH:[12]
2 HSO3Cl → SO2Cl2 + H2SO4
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, essendo 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):[13][14]
RC(=O)−CH2R' + SO2Cl2 → RC(=O)−CHClR' + HCl + SO2
Può anche clorurare altri composti quali gli idrocarburi e gli epossidi. Può convertire tioli o disolfuri alchilici (RSSR) nei corrispondenti cloruri di solfenile:[15]
R−S−H + SO2Cl2 → R−S−Cl + HCl + SO2
SO2Cl2 reagisce con gli alcoli sostituendo l'ossidrile con un atomo di cloro, e può quindi essere usato per convertire un alcol R−OH nel corrispondente cloruro alchilico R−Cl.
Reazioni
Il cloruro di solforile, come i cloruri acidi in generale, reagisce con l'acqua si idrolizzandosi, ma in questo caso la reazione è vigorosa, producendo acido solforico liquido e acido cloridrico gassoso:[12]
SO2Cl2 + 2 H2O → O2S(OH)2 + 2 HCl ↑
Con una sola mole di acqua l'idrolisi si ferma all'acido clorosolforico:[12]
SO2Cl2 + H2O → O2S(OH)Cl + HCl ↑
Analogamente, con l'ammoniaca si produce la diammide solforica e cloruro di ammonio:[12]
SO2Cl2 + 4 NH3 → O2S(NH2)2 + 2 NH4Cl
SO2Cl2 è termicamente stabile fino a circa 300 °C, dopodiché inizia a decomporsi in cloro e anidride solforosa.[3] 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
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 gestis-en.itrust.de (archiviato dall'url originale il 16 ottobre 2019).
- ↑ Un suo analogo con un metallo esavalente al posto dello zolfo è il cloruro di cromile CrO2Cl2, isoelettronico di valenza e isostrutturale.
- 1 2 3 N. N. Greenwood e A. Earnshaw, Chemistry of the Elements, 2ª ed., Butterworth - Heinemann, 1997, p. 694, ISBN 0-7506-3365-4.
- 1 2 (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.
- ↑ Experimental data for SO2F2 (Sulfuryl fluoride), su Computational Chemistry Comparison and Benchmark DataBase. URL consultato il 19 settembre 2025.
- ↑ 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.
- 1 2 sulfuryl chloride, su stenutz.eu. URL consultato il 28 febbraio 2021.
- 1 2 3 4 Nils Wiberg, Egon Wiberg e Arnold Frederik Holleman, Anorganische Chemie, 103. Auflage, De Gruyter, 2017, p. 663, ISBN 978-3-11-026932-1.
- ↑ (EN) [4+3] CYCLOADDITION IN WATER. SYNTHESIS OF 2,4-endo,endo-DIMETHYL-8-OXABICYCLO[3.2.1]OCT-6-EN-3-ONE, in Organic Syntheses, vol. 79, 2002, pp. 251, DOI:10.15227/orgsyn.079.0251. URL consultato il 19 settembre 2025.
- ↑ (EN) 3-HYDROXYQUINOLINE, in Organic Syntheses, vol. 40, 1960, pp. 54, DOI:10.15227/orgsyn.040.0054. URL consultato il 19 settembre 2025.
- ↑ (EN) (PHENYLTHIO)NITROMETHANE, in Organic Syntheses, vol. 68, 1990, p. 8, DOI:10.15227/orgsyn.068.0008. URL consultato il 19 settembre 2025.
Voci correlate
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Collegamenti esterni
- (EN) sulfuryl chloride / sulfonyl chloride, su Enciclopedia Britannica, Encyclopædia Britannica, Inc.