Chlorsulfonsäure

Chlorsulfonsäure oder Chloroschwefelsäure (HSO₃Cl) ist ein unvollständiges Säurechlorid der Schwefelsäure, in dem nur eine Hydroxygruppe der Schwefelsäure durch Chlor ersetzt ist.

Strukturformel
Keile zur Verdeutlichung der räumlichen Struktur
Allgemeines
Name	Chlorsulfonsäure
Andere Namen	Chlor(o)schwefelsäure Schwefelsäurechlorhydrin Sulfurylhydroxylchlorid
Summenformel	HSO3Cl
Kurzbeschreibung	farblose bis gelbliche, stechend riechende, hygroskopische Flüssigkeit
Externe Identifikatoren/Datenbanken
CAS-Nummer 7790-94-5 EG-Nummer 232-234-6 ECHA-InfoCard 100.029.304 PubChem 24638 Wikidata Q411060
Eigenschaften
Molare Masse	116,53 g·mol−1
Aggregatzustand	flüssig
Dichte	1,75 g·cm−3 (20 °C)
Schmelzpunkt	−80 °C
Siedepunkt	152 °C (unter Zersetzung)
Dampfdruck	0,45 hPa (20 °C)
Löslichkeit	heftige Zersetzung in Wasser
Brechungsindex	1,433
Sicherheitshinweise
GHS-Gefahrstoffkennzeichnung aus Verordnung (EG) Nr. 1272/2008 (CLP), ggf. erweitert Gefahr H- und P-Sätze H: 330​‐​314​‐​335 EUH: 014 P: 261​‐​280​‐​301+330+331​‐​303+361+353​‐​304+340+310​‐​305+351+338+310
Toxikologische Daten	50 mg·kg−1 (LD50, Ratte, oral)
Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheiten verwendet. Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen (0 °C, 1000 hPa). Brechungsindex: Na-D-Linie, 20 °C

Synthese

Chlorsulfonsäure kann durch Einwirken von Phosphorpentachlorid auf konzentrierte Schwefelsäure dargestellt werden:

$\mathrm {H_{2}SO_{4}+PCl_{5}\ \rightarrow \ HSO_{3}Cl+POCl_{3}+HCl}$

Technisch wird Chlorsulfonsäure dargestellt, indem man Chlorwasserstoff in flüssiges Schwefeltrioxid einleitet:

$\mathrm {SO_{3}+HCl\ \rightarrow \ HSO_{3}Cl}$

Eigenschaften

Chlorsulfonsäure ist eine farblose, stechend riechende und an der Luft stark rauchende Flüssigkeit. Der Schmelzpunkt liegt bei −80 °C, der Siedepunkt bei 152 °C. Chlorsulfonsäure ist wie alle Säurechloride sehr reaktionsfähig, mit Wasser reagiert sie heftig unter Umsetzung zu Schwefelsäure und Salzsäure.

$\mathrm {HSO_{3}Cl+H_{2}O\ \rightarrow \ H_{2}SO_{4}+HCl}$

Ihre Wirkung als Nebelmittel beruht auf der Reaktion mit der Luftfeuchte, wobei sich ein Nebel aus Schwefelsäure und Salzsäure bildet. Dieser saure Nebel ist sehr aggressiv, er greift Metalle an und reizt zum Husten, ebenso werden organische Stoffe (Holz, Gewebe) angegriffen. Wird zusätzlich Schwefeltrioxid in Chlorsulfonsäure gelöst, erhält man die Nebelsäure, die noch dichtere Nebel als Chlorsulfonsäure bildet. Der Einsatz von Chlorsulfonsäure als Nebelmittel setzt eine ausreichend hohe Luftfeuchte voraus, daher wurde Chlorsulfonsäure vorrangig bei der Marine eingesetzt. Zum einen wegen der Feuchte, und zum anderen, weil das Schiff sich vom entstehenden Nebel entfernen kann und somit dessen aggressiver Wirkung weniger ausgesetzt ist.

Verwendung

Chlorsulfonsäure wird in Nebelsäurefassgeräten verwendet, um Nebelsäure herzustellen.

Chlorsulfonsäure wird außer als Nebelmittel bei der Herstellung von chemischen Zwischenprodukten (Einführung der HSO₃-Gruppe in aromatische Verbindungen) verwendet. Dabei wird der Aromat zunächst mit einem Überschuss Chlorsulfonsäure chlorsulfoniert (Einführung der SO₂Cl-Gruppe in aromatische Verbindungen) und kann später gezielt zur Sulfonsäure hydrolysiert werden. Die Sulfonsäurechloride sind im Gegensatz zu den Sulfonsäuren nicht wasserlöslich und für viele Umsetzungen besser geeignet.

Des Weiteren wird Chlorsulfonsäure zur Herstellung von Ionenaustauschern und den Pflanzenschutzmitteln Asulam, Bentazon, Carbophenothion, Chlorfenson, Famphur, Flusulfamid, Hexachlorbenzol, Imazosulfuron, Prosulfuron und Tetradifon eingesetzt.