Solfato

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Il modello tridimensionale di uno ione solfato, SO42−
La formula di struttura di uno ione solfato

Lo ione solfato è un anione poliatomico con formula chimica SO42− ed una massa molecolare di 96,06 uma; consiste in un atomo di zolfo centrale circondato da quattro atomi di ossigeno equivalenti in un arrangiamento a tetraedro. Lo stato di ossidazione dello zolfo è +6.

Preparazione[modifica | modifica sorgente]

Lo ione solfato si può formare per:

SO3 + Ba(OH)2 → BaSO4 + H2O

Proprietà[modifica | modifica sorgente]

La maggior parte dei solfati sono solubili in acqua. Le eccezioni includono il solfato di calcio e il solfato di bario.

Applicazioni[modifica | modifica sorgente]

I solfati sono importanti nell'industria chimica e nei sistemi biologici:

  • nelle batterie acide al piombo, che utilizzano acido solforico
  • in alcuni micro organismi anaerobici, che vivendo nelle profondità degli oceani utilizzano le acque ricche di solfati come accettatori di elettroni
  • come alghicidi (ad esempio il solfato di rame)
  • in medicina, il solfato di magnesio si utilizza nei bagni terapeutici
  • il gesso, utilizzato anche per gli intonaci, è solfato di calcio disidratato
  • nei componenti elettrici, lo ione solfato è utilizzato come drogante cationico

Sali[modifica | modifica sorgente]

I solfati sono sali dell'acido solforico, derivati per sostituzione dell'idrogeno con metalli, ottenuta generalmente mediante una normale reazione di salificazione (per esempio acido + base). Sono detti solfati anche i prodotti di reazioni dell'acido solforico con basi organiche, quali ammine, ammine sostituite, ammine diazotate (solfati di diazonio) ecc., con alcaloidi (chinina, atropina, stricnina) e solfati sono anche detti talvolta gli esteri dell'acido solforico con gli alcoli (dimetil-, dietil-solfato, ecc.) usati nelle reazioni di alchilazione.

Si conoscono solfati di quasi tutti i metalli e si hanno sia solfati neutri (Na2SO4, solfato sodico) sia solfati monoacidi o idrogenosolfati detti impropriamente bisolfati (NaHSO4, idrogenosolfato sodico); esistono inoltre solfati basici, come quello di rame, Cu(OH)2CuSO4, presente nella poltiglia bordolese usata come anticrittogamico, e solfati doppi come i cosiddetti allumi.

Diversi minerali più o meno diffusi sono costituiti da solfati, di cui alcuni hanno importanza economica per l'estrazione del metallo o la preparazione dei rispettivi composti oppure sono direttamente impiegati come fertilizzanti, per il trattamento di terreni agrari e così via.

Molti solfati vengono prodotti su larga scala per le loro molteplici applicazioni nell'industria chimica in generale e, in particolare, per preparare altri sali o come reagenti o per il loro impiego nei più svariati campi.

Chimica analitica[modifica | modifica sorgente]

Nell'analisi a umido, la ricerca dello zucchero si basa sulla precipitazione del solfato di bario, che ha un caratteristico colore bianco ed elevata finezza.

Si acidifica una soluzione del campione con dell'acido cloridrico e vi si aggiunge cloruro di bario: in presenza di ioni solfato si forma un precipitato bianco di solfato di bario. Si acidifica con HCl, per evitare che al posto del solfato di bario precipiti il carbonato di bario, che ha un prodotto di solubilità molto simile al bario solfato.

SO42- + BaCl2 → BaSO4↓ + 2 Cl-

Effetti ambientali[modifica | modifica sorgente]

I solfati sono presenti nell'atmosfera sotto la forma di aerosol prodotti dalla combustione di combustibili fossili e biomasse. La presenza di questi particolati aumenta l'acidità dell'atmosfera terrestre ed è causa delle piogge acide.

Effetti principali sul clima[modifica | modifica sorgente]

L'effetto principale dei Solfati sul clima è legato alla diffusione della luce. La loro presenza nell'atmosfera porta infatti ad un aumento dell'albedo terrestre. Questo effetto è compreso sufficientemente bene ed è la causa un forzante radiativo negativo di circa 0.5 W/m2 rispetto ai valori dell'epoca pre-industriale,[1] che in parte riduce il forzante positivo (circa 2.4 W/m2), dovuto all'azione dei gas serra. L'aumento dell'albedo è comunque un effetto inomogeneo che si verifica in misura maggiore in prossimità delle grandi aree industriali, sebbene possano esserci effetti anche a scala emisferica e globale dovuti alla diffusione e al trasporto da parte della circolazione generale dell'atmosfera, come accade ad esempio nel caso dei solfati derivanti dall' attività vulcanica.

Il primo effetto indiretto è conosciuto anche come effetto Twomey. I solfati presenti in atmosfera possono agire come centri di condensazione e produrre un gran numero di gocce d'acqua molto piccole che possono diffondere la luce in maniera più efficiente che non una minore quantità di gocce più grandi.

Il secondo effetto indiretto, in realtà, è la somma di molteplici fenomeni che si ritiene siano conseguenza del maggior numero di nuclei di condensazione presenti in atmosfera. In particolare si ritiene che a questa classe di fenomeni si riconducano la scomparsa della pioviggine, l'aumento dell'altezza delle nuvole, [2] una maggiore probabilità di formazione delle nuvole a bassa umidità e un maggior tempo di vita delle stesse.[3] I solfati possono anche produrre un cambiamento nella distribuzione delle particelle che può avere effetti sulle proprietà radiative delle nuvole in maniera non ancora ben compresa. Inoltre ulteriori fenomeni sono di tipo chimico.[4]

Gli effetti indiretti producono un raffreddamento che si stima essere inferiore o uguale a 2 W/m2, anche se le incertezze sono molto alte. I solfati sono quindi responsabili del global dimming e possono aver agito mascherando gli effetti del riscaldamento globale.

Anioni correlati[modifica | modifica sorgente]

Formula Nome
SO42− solfato
SO32− solfito
S2O82− perossidisolfato
SO52− perossimonosolfato
S2O72− pirosolfato
S2O62− ditionato
S2O52− metabisolfito
S2O42− ditionito
S4O62− tetrationato
S2O32- tiosolfato

Note[modifica | modifica sorgente]

  1. ^ (EN) Figura 3: Il forzante radiativo medio globale del sistema climatico per l'anno 2000 comparato ai valori del 1750. Climate Change 2001: Gruppo di lavoro 1: Le basi scientifiche. IPCC.
  2. ^ Pincus & Baker 1994
  3. ^ Albrecht 1989
  4. ^ (EN) Chemical Amplification (or dampening) of the Twomey Effect: Conditions derived from droplet activation theory. T.A. Rissman, A. Nenes, J.H. Seinfeld.

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