Sulfaat

Het sulfaat anion, Sjabloon:Nowrap

De structuur en binding van het sulfaation

Sulfaat is in de anorganische chemie de zuurrest van zwavelzuur en de zouten ervan. Er wordt soms ook naar verwezen als Vitriool.

Structuur en eigenschappen

Het sulfaation is een polyatomisch oxoanion van zwavel met als brutoformule SO$\underset{2-}{\overset{}{4}}$ en een molaire massa van 96,06 g/mol. Het ion bestaat uit een centraal zwavelatoom omgeven door vier zuurstofatomen in een tetraëdrische geometrie. Het sulfaation bezit een tweewaardig negatieve lading. Het is de geconjugeerde base van het waterstofsulfaation (ook bekend onder de verouderde namen hydrosulfaat en bisulfaat), met als formule HSO₄⁻, dat op zijn beurt weer een geconjugeerde base is van zwavelzuur (H₂SO₄).

Sulfaatverbindingen ontstaan wanneer kationen combineren met het anion SO₄²⁻-ion. Meestal resulteert deze combinatie in een zout, hoewel sulfaat ook een covalente binding kan aangaan met de meeste niet-metalen. Een sulfaatester is bijvoorbeeld een covalente verbinding van een sulfaatgroep met een organische restgroep. Een voorbeeld hiervan is dimethylsulfaat. Dergelijke verbindingen worden bereid door de reactie van zwavelzuur met een geschikt alcohol, zoals bijvoorbeeld methanol:

$2\mathrm{C}\mathrm{H}{\phantom{A}}_3\mathrm{O}\mathrm{H}+\mathrm{H}{\phantom{A}}_2\mathrm{S}\mathrm{O}{\phantom{A}}_4⟶(\mathrm{C}\mathrm{H}{\phantom{A}}_3){\phantom{A}}_2\mathrm{S}\mathrm{O}{\phantom{A}}_4+2\mathrm{H}{\phantom{A}}_2\mathrm{O}$

Toepassingen

Sulfaten zijn belangrijk in zowel de chemische industrie als in biologische systemen:

• De loodaccu gebruikt zwavelzuur (H₂SO₄).
• Sommige anaerobe micro-organismen, zoals die in de diepzee vlak bij thermische bronnen, gebruiken sulfaten in hun metabolisme.
• Kopersulfaat (CuSO₄) is een standaard algenverdelger of (in watervrije toestand) als indicator voor water.
• Magnesiumsulfaat (MgSO₄) wordt gebruikt in therapeutische baden.
• Gips, het natuurlijke mineraal uit gehydrateerd calciumsulfaat (CaSO₄ · 2 H₂O), wordt gebruikt voor het maken van pleister.
• Het sulfaation wordt gebruikt als tegenion voor sommige kationische geneesmiddelen.

Oxoanionen van zwavel

Naast sulfaat bestaan ook nog andere oxoanionen van zwavel:

• persulfaat: $\mathrm{S}{\phantom{A}}_2\mathrm{O}{\phantom{A}}_5{\phantom{A}}^{2-}$
• sulfiet: $\mathrm{S}\mathrm{O}{\phantom{A}}_3{\phantom{A}}^{2-}$
• hyposulfiet: $\mathrm{S}{\phantom{A}}_2\mathrm{O}{\phantom{A}}_2{\phantom{A}}^{2-}$
• peroxodisulfaat: $\mathrm{S}{\phantom{A}}_2\mathrm{O}{\phantom{A}}_8{\phantom{A}}^{2-}$
• thiosulfaat $\mathrm{S}{\phantom{A}}_2\mathrm{O}{\phantom{A}}_3{\phantom{A}}^{2-}$

Voorbeelden van sulfaten

• Aluin
• Bariumsulfaat
• Calciumsulfaat (gips)
• IJzer(II)sulfaat
• IJzer(III)sulfaat
• Koper(II)sulfaat
• Natriumsulfaat (glauberzout)
• Natriumdodecylsulfaat
• Natriumwaterstofsulfaat
• Zwavelzuur