Schwefeltrioxid (SO3) - Hydrophil, doch wo nimmt es Wasser auf?

... komplette Frage anzeigen

5 Antworten

Wie schon festgestellt verwechselst Du hier einige Dinge.

Perfluoroctansulfonat (PFOS) ist das Anion der entsprechenden Sulfonsäure und hat mit SO3 kaum etwas zu tun.

 Sulfonsäuren sind organische Schwefelverbindungen und zwar Kohlenwasserstoffe die mit der Sulfonsäuregruppe substituiert wurden. 

Die allgemeine Formel ist R-SO2-OH - die OH-Gruppe kann ein H+ abgeben wirkt also als Säure (generell etwas stärker als Carbonsäuren, weil die S-O Bindung stärker polar ist als die C-O Bindung und es damit dem Proton in der -OH Bindung einfacher gemacht wird sich zu lösen). "R-" steht für einen organischen Rest, hier für den Perfluoroctylrest)

Naturgemäß (aufgrund der polaren Bindungen) sind Sulfonsäuren und die Sulfonsäureanionen recht polar und lösen sich deshalb gut in polaren Lösemitteln, also auch Wasser.

Der organische Rest des PFOSs ist wiederum extrem unpolar und löst sich dementsprechend überhaupt nicht in Wasser.

Solche Verbindungen, mit einem polaren und einem unpolaren Teil) wirken als Tenside (kann man googeln: z.B. https://de.wikipedia.org/wiki/Tenside ).

Der polare Teil "löst" sich im Wasser der unpolare in einem unpolaren Gegenstück (Öl, Fett, unpolare Schmutzpartikel), dadurch werden unpolare Verbindungen praktisch dispergiert und es bilden sich kleine Vesikel mit dem unpolaren Schmutz und dem unpolaren Molekülteil des Tensids in der Mitte und einer Außenhülle aus den polaren Molekülteilen, die sich im Wasser "lösen".

Ich kenne PFOC noch von früher als Bestandteil von Löschschäumen (AFFF) die zur Bekämpfung von Flüssigkeitsbränden eingesetzt wurden. D

Antwort bewerten Vielen Dank für Deine Bewertung
Kommentar von user21011982
01.05.2016, 13:56

Zwei kleine Anmerkungen, wenn es gestattet ist:

Die im Vergleich zu den Carbonsäuren stärkere Acidität beruht eigentlich eher darauf, dass die nach der Deprotonierung zurückbleibende negative Ladung über alle drei Sauerstoffe delokalisiert und deshalb besonders stabil ist. 

Was den unpolaren Rest angeht: Zwar lösen sich unpolare Stoffe gemeinhin in anderen polaren Stoffen. Perfluorierte KW sind da aber ein Sonderfall. Fluoratome lassen sich nur äußerst schlecht polarisieren, weshalb perfluorierte Verbindungen nicht nur stark hydrophob sondern auch lipophob sind. Die Perfluoroctansulfonat-Imprägnierung beruht z.B. auf diesem Effekt. 

0
Kommentar von ChemicalMan
01.05.2016, 17:58

Super! Danke für die Aufklärung über meinen falschen Ansatz! Hat mir echt weiter geholfen! Danke dafür :)

MfG ChemicalMan

1

Du schmeißt da etwas durcheinander. Schwefeltrioxid und Perfluoroctansulfonat sind zwei völlig verschiedene Verbindungen, die sich deshalb auch völlig unterschiedlich verhalten. Schwefeltrioxid ist hygroskopisch (wasserziehend) und reagiert mit Wasser zu Schwefelsäure. Perfluoroctansulfonat ist in seiner polaren Sulfonatfunktion zum einen hydrophil (wasserliebend), zum anderen in der perfluorierte Kohlenstoffkette stark hydrophob. Das polare Ende kann also Wasser anlagern, zieht es aber nicht an oder reagiert gar damit.

 

Antwort bewerten Vielen Dank für Deine Bewertung

Ich glaube mich zu entsinnen, die Eigenschaft, Wasser aktiv anzuziehen, nenne man hygroskopisch. Hydrophil bedeutet einfach nur, dass etwas sich in Wasser lösen kann.

Antwort bewerten Vielen Dank für Deine Bewertung

Die Sache ist wesentlich komplizierter: SO3 ist nicht "hydrophil": versuchte man bei der Herstellung den SO3-Rauch aus der Luft mittels feinsten Wassertröpfchen rauszuwaschen, scheitert man. Man muss konzentrierte Schwefelsäure nehmen, diese wird zur rauchenden Schwefelsäure und erst die kann man dann wieder mit Wasser verdünnen..

Unter anderem liegt das daran, dass zwar jede einzelne S-O-Bindung polar ist, aber das Molekül insgesamt praktisch unpolar. (da dürften auch die d-Orbitale noch irgendwie mitspielen, aber genaueres weiß ich auch nicht)

Man hat einen ähnlichen Effekt bei SiO2: ist der Wüstensand extrem trocken (wie normal), so perlt ein Regentropfen einfach ab.

zu Perfluoroctansulfonat (ich weiß nicht, ob diese Formel überhaupt stimmt) haben andere schon was gesagt. Jedenfalls ist zB SF6 trotz seines hohen Molekulargewichts so unpolar, dass es als Gas bei -50,5°C schmilzt, aber schon bei -63,8°C sublimiert (CRC Handbook of chem and Phys 55,Ed.),

Wenn PFSO C8F15SF2O ist, dann ist der Schwefel dort praktisch so gut abgeschirmt wie beim SF6. Die freien Elektronenpaare des Sauerstoffs sind induktiv so stark beansprucht, dass sie auch kein H+ anlagern können.

Antwort bewerten Vielen Dank für Deine Bewertung

Ich meine zu wissen, dass das mit der in diesem Fall hohen Polarität zusammenhängt.

mlg neumann

Antwort bewerten Vielen Dank für Deine Bewertung

Was möchtest Du wissen?