Peroxomonoschwefelsäure

Peroxomonoschwefelsäure (auch Peroxoschwefelsäure, Peroxy-Monoschwefelsäure oder Carosche Säure) ist eine Oxosäure des Schwefels. Ihre Salze heißen Peroxomonosulfate, z. B. Kaliumperoxomonosulfat (KHSO₅).^[3] Die farblosen wässrigen Lösungen der Peroxomonoschwefelsäure werden im Laborjargon auch Knabberwasser, Piranhasäure oder Piranha-Lösung genannt. Der Chemiker Heinrich Caro beschrieb sie erstmals 1898.^[4]

Strukturformel
Allgemeines
Name	Peroxomonoschwefelsäure
Andere Namen	Peroxoschwefelsäure Sulfomonopersäure Peroxy-Monoschwefelsäure Carosche Säure
Summenformel	H2SO5
Kurzbeschreibung	farbloser Feststoff[1]
Externe Identifikatoren/Datenbanken
CAS-Nummer 7722-86-3 EG-Nummer 231-766-6 ECHA-InfoCard 100.028.879 PubChem 2754594 ChemSpider 2035480 Wikidata Q408929
Eigenschaften
Molare Masse	114,09 g·mol−1
Aggregatzustand	fest
Schmelzpunkt	Zersetzung ab 45 °C[1]
Sicherheitshinweise
GHS-Gefahrstoffkennzeichnung keine Einstufung verfügbar[2]
Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheiten verwendet. Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen (0 °C, 1000 hPa).

Darstellung

Eine Synthese kann durch Umsetzung von Chlorsulfonsäure (ClSO₃H) mit Wasserstoffperoxid erfolgen:^[5]

${\displaystyle \mathrm {H_{2}O_{2}\ +\ ClSO_{3}H\longrightarrow \ H_{2}SO_{5}\ +\ HCl} }$

Bei weiterer Umsetzung mit Chlorsulfonsäure bildet sich Peroxodischwefelsäure (H₂S₂O₈).

Peroxomonoschwefelsäure als wässrige Lösung ist unter Normalbedingungen instabil und wird daher zur Verwendung stets neu hergestellt. Hierfür wird Wasserstoffperoxid zu konzentrierter Schwefelsäure gegeben. (Vorsicht: Hitzeentwicklung):

${\displaystyle \mathrm {H_{2}SO_{4}\ +\ H_{2}O_{2}\longrightarrow \ H_{2}SO_{5}\ +\ H_{2}O} }$

Dabei entsteht neben Peroxomonoschwefelsäure auch Wasser als Reaktionsprodukt.

Eigenschaften

Peroxomonoschwefelsäure ist ein farbloser, äußerst hygroskopischer, feinkristalliner Feststoff, der nach Ozon riecht. In reinem Zustand ist er mehrere Wochen unter nur geringem Verlust von aktivem Sauerstoff haltbar, in unreiner Form ist er wesentlich unbeständiger. Er ist unzersetzt löslich in Ethanol und wenig löslich in Ether.^[6] Beim Lösen in Wasser wird in einer Gleichgewichtsreaktion Wasserstoffperoxid (H₂O₂) freigesetzt:

${\displaystyle \mathrm {H_{2}SO_{5}\ +\ H_{2}O\ \rightleftharpoons \ H_{2}SO_{4}\ +\ H_{2}O_{2}} }$

Peroxomonoschwefelsäure wirkt stark oxidierend.

Verwendung

Peroxomonoschwefelsäure wird als Reinigungs- und Bleichmittel verwendet. Sie wird zum Beispiel zur Reinigung von Glasfritten verwendet. Dabei dürfen unter keinen Umständen organische Lösungsmittel wie z. B. Aceton zugesetzt werden, da dies zu Explosionen führen kann.

Gefahren

Reine Peroxomonoschwefelsäure ist hochexplosiv.^[7] Wie alle starken Oxidationsmittel bildet Peroxomonoschwefelsäure in Kontakt mit organischen Verbindungen, wie z. B. Ethern, Ketonen oder organischen Lösungsmitteln sehr instabile Moleküle, wie z. B. Acetonperoxid.

Einzelnachweise

1. Sicherheitsdatenblatt Solvay abgerufen am 18. Februar 2021
2. Dieser Stoff wurde in Bezug auf seine Gefährlichkeit entweder noch nicht eingestuft oder eine verlässliche und zitierfähige Quelle hierzu wurde noch nicht gefunden.
3. Wiberg, Egon., Wiberg, Nils,: Lehrbuch der anorganischen Chemie. 102., stark umgearbeitete und verb. Auflage. De Gruyter, Berlin 2007, ISBN 978-3-11-017770-1.
4. H. Caro: Zur Kenntniss der Oxydation aromatischer Amine. In: Zeitschrift für angewandte Chemie. Vol. 11, Nr. 36, 1898, S. 845–846, doi:10.1002/ange.18980113602.
5. G. Brauer (Hrsg.): Handbook of Preparative Inorganic Chemistry 2nd ed., vol. 1, Academic Press 1963, S. 388–389.
6. Georg Brauer (Hrsg.), unter Mitarbeit von Marianne Baudler u. a.: Handbuch der Präparativen Anorganischen Chemie. 3., umgearbeitete Auflage. Band I, Ferdinand Enke, Stuttgart 1975, ISBN 3-432-02328-6, S. 392.
7. J.O. Edwards: SAFETY. In: Chem. & Eng. News. Vol. 33, Nr. 32, 1955, S. 3336, doi:10.1021/cen-v033n032.p3336.