Piritas sieros oksidas 4. Sieros dioksidas - fizikinės savybės, gamyba ir taikymas

Sieros oksidas (IV) pasižymi rūgštinėmis savybėmis, kurios pasireiškia reakcijose su bazinėmis savybėmis pasižyminčiomis medžiagomis. Rūgštinės savybės pasireiškia sąveikaujant su vandeniu. Tokiu atveju susidaro sieros rūgšties tirpalas:

Sieros oksidacijos laipsnis sieros diokside (+4) lemia sieros dioksido redukcines ir oksidacines savybes:

tel.: S + 4 - 2e => S + 6

spalis: S+4 + 4e => S0

Redukuojančios savybės pasireiškia reakcijose su stipriais oksidatoriais: deguonimi, halogenais, azoto rūgštimi, kalio permanganatu ir kt. Pavyzdžiui:

2SO2 + O2 = 2SO3

S+4 – 2e => S+6 2

O20 + 4e => 2O-2 1

Naudojant stiprius reduktorius, dujos pasižymi oksidacinėmis savybėmis. Pavyzdžiui, jei sumaišote sieros dioksidą ir vandenilio sulfidą, jie sąveikauja normaliomis sąlygomis:

2H2S + SO2 = 3S + 2H2O

S-2 - 2e => S0 2

S+4 + 4e => S0 1

Sieros rūgštis egzistuoja tik tirpale. Jis yra nestabilus ir skyla į sieros dioksidą ir vandenį. Sieros rūgštis nėra stipri rūgštis. Tai vidutinio stiprumo rūgštis, kuri disocijuoja pakopomis. Į sieros rūgštį įdėjus šarmo, susidaro druskos. Sieros rūgštis suteikia dvi druskų serijas: vidutinės - sulfitai ir rūgštinės - hidrosulfitai.

Sieros (VI) oksidas

Sieros trioksidas pasižymi rūgštinėmis savybėmis. Jis smarkiai reaguoja su vandeniu ir išsiskiria daug šilumos. Ši reakcija naudojama norint gauti svarbiausią produktą chemijos pramonė- sieros rūgšties.

SO3 + H2O = H2SO4

Kadangi sieros triokside esanti siera turi aukščiausią oksidacijos laipsnį, sieros (VI) oksidas pasižymi oksidacinėmis savybėmis. Pavyzdžiui, jis oksiduoja halogenidus, nemetalus su mažu elektronegatyvumu:

2SO3 + C = 2SO2 + CO2

S+6 + 2e => S+4 2

C0 - 4e => C+4 2

Sieros rūgštis reaguoja trijų tipų: rūgštis-šarmas, jonų mainai, redoksas. Taip pat aktyviai sąveikauja su organinėmis medžiagomis.

Rūgščių-šarmų reakcijos

Sieros rūgštis pasižymi rūgštinėmis savybėmis reakcijose su bazėmis ir baziniais oksidais. Šias reakcijas geriausia atlikti su praskiesta sieros rūgštimi. Tiek, kiek sieros rūgštis yra dvibazis, gali sudaryti ir vidutines druskas (sulfatus), ir rūgštines druskas (hidrosulfatus).

Jonų mainų reakcijos

Sieros rūgščiai būdingos jonų mainų reakcijos. Tuo pačiu metu jis sąveikauja su druskų tirpalais, sudarydamas nuosėdas, silpną rūgštį arba išskirdamas dujas. Šios reakcijos vyksta greičiau, kai naudojama 45 % ar net daugiau praskiestos sieros rūgšties. Dujų išsiskyrimas vyksta reakcijose su nestabilių rūgščių druskomis, kurios skyla į dujas (anglies, sieros, vandenilio sulfidą) arba lakiąsias rūgštis, tokias kaip druskos rūgštis.

Redokso reakcijos

Sieros rūgštis aiškiausiai pasireiškia redokso reakcijose, nes jos sudėtyje esanti siera turi aukščiausią oksidacijos laipsnį +6. Sieros rūgšties oksidacines savybes galima rasti reakcijoje, pavyzdžiui, su variu.

Sieros rūgšties molekulėje yra du oksiduojantys elementai: sieros atomas su S.O. +6 ir vandenilio jonai H+. Varis negali būti oksiduojamas vandeniliu iki +1 oksidacijos būsenos, bet siera gali. Dėl šios priežasties toks neaktyvus metalas kaip varis oksiduojasi sieros rūgštimi.

Sieros dioksido molekulinė struktūra panaši į ozoną. Sieros atomas molekulės centre yra prijungtas prie dviejų deguonies atomų. Šis dujinis sieros oksidacijos produktas yra bespalvis, skleidžia aštrų kvapą, besikeičiančiomis sąlygomis lengvai kondensuojasi į skaidrų skystį. Medžiaga gerai tirpsta vandenyje, turi antiseptinių savybių. IN dideli kiekiai gauti SO 2 chemijos pramonėje, būtent sieros rūgšties gamybos cikle. Dujos plačiai naudojamos perdirbant žemės ūkio ir maisto produktai, balina audinius tekstilės pramonėje.

Sisteminiai ir trivialūs medžiagų pavadinimai

Būtina suprasti terminų, susijusių su tuo pačiu junginiu, įvairovę. Oficialus pavadinimas jungtys, cheminė sudėtis kuri atspindi formulę SO 2 – sieros dioksidas. IUPAC rekomenduoja vartoti šį terminą ir jo atitikmenį angliškai „Sulphur dioxide“. Vadovėliuose mokykloms ir universitetams dažnai minimas kitas pavadinimas – sieros oksidas (IV). Romėniškas skaitmuo skliausteliuose reiškia S atomo valentiškumą. Šiame okside esantis deguonis yra dvivalentis, o sieros oksidacijos skaičius yra +4. Techninėje literatūroje vartojami tokie pasenę terminai kaip sieros dioksidas, sieros anhidridas (jo dehidratacijos produktas).

SO 2 molekulinės struktūros sudėtis ir ypatumai

SO 2 molekulę sudaro vienas sieros atomas ir du deguonies atomai. Tarp kovalentinių ryšių yra 120° kampas. Sieros atome vyksta sp2 hibridizacija – vieno s ir dviejų p elektronų debesys išsirikiuoja pagal formą ir energiją. Jie dalyvauja švietime. kovalentinis ryšys tarp sieros ir deguonies. O-S poroje atstumas tarp atomų yra 0,143 nm. Deguonis yra labiau elektronneigiamas nei siera, o tai reiškia, kad jungiamosios elektronų poros juda iš centro į išorinius kampus. Visa molekulė taip pat poliarizuota, neigiamas polius yra O atomai, teigiamas yra S atomas.

Kai kurie fizikiniai sieros dioksido parametrai

Keturvalentis sieros oksidas normaliomis normomis aplinką išlaiko dujinę agregacijos būseną. Sieros dioksido formulė leidžia nustatyti jo santykinę molekulinę ir molinė masė: Mr(SO 2) \u003d 64,066, M \u003d 64,066 g / mol (galima suapvalinti iki 64 g / mol). Šios dujos yra beveik 2,3 karto sunkesnės už orą (M(oras) = 29 g/mol). Dioksidas turi aštrų specifinį degančios sieros kvapą, kurį sunku supainioti su kitu. Tai nemalonu, dirgina akių gleivinę, sukelia kosulį. Tačiau sieros oksidas (IV) nėra toks toksiškas kaip vandenilio sulfidas.

esant spaudimui ties kambario temperatūra dujinis sieros dioksidas suskystinamas. At žemos temperatūros medžiaga yra kietos būsenos, lydosi -72 ... -75,5 ° C temperatūroje. Toliau kylant temperatūrai, atsiranda skystis, o esant -10,1 ° C vėl susidaro dujos. SO 2 molekulės yra termiškai stabilios, skilimas į atominę sierą ir molekulinį deguonį vyksta labai aukštoje temperatūroje (apie 2800 ºС).

Tirpumas ir sąveika su vandeniu

Sieros dioksidas, ištirpęs vandenyje, iš dalies sąveikauja su juo, sudarydamas labai silpną sieros rūgštį. Gavimo metu jis iš karto skyla į anhidridą ir vandenį: SO 2 + H 2 O ↔ H 2 SO 3. Tiesą sakant, tirpale yra ne sieros rūgštis, o hidratuotos SO 2 molekulės. Dujinis dioksidas geriau sąveikauja su vėsiu vandeniu, jo tirpumas mažėja kylant temperatūrai. Normaliomis sąlygomis jis gali ištirpti 1 tūryje vandens iki 40 tūrių dujų.

Sieros dioksidas gamtoje

Išsiveržimų metu su vulkaninėmis dujomis ir lava išsiskiria dideli kiekiai sieros dioksido. Daugelis žmonių veiklos taip pat padidina SO 2 koncentraciją atmosferoje.

Sieros dioksidas į orą tiekiamas metalurgijos gamyklomis, kuriose rūdos skrudinimo metu išmetamosios dujos nesulaikomos. Daugelyje iškastinio kuro yra sieros, todėl į ją išsiskiria didelis kiekis sieros dioksido atmosferos oras deginant anglį, naftą, dujas, iš jų gautą kurą. Sieros dioksidas tampa toksiškas žmonėms, kai koncentracija ore viršija 0,03%. Žmogui prasideda dusulys, gali atsirasti reiškinių, panašių į bronchitą, plaučių uždegimą. Labai didelė sieros dioksido koncentracija atmosferoje gali sukelti sunkų apsinuodijimą arba mirtį.

Sieros dioksidas - gamyba laboratorijoje ir pramonėje

Laboratoriniai metodai:

Kai siera deginama kolboje su deguonimi arba oru, dioksidas gaunamas pagal formulę: S + O 2 \u003d SO 2.
Sieros rūgšties druskas galite veikti stipresnėmis neorganinėmis rūgštimis, geriau vartoti druskos rūgštį, bet galite praskiesti sierą:

Na 2 SO 3 + 2HCl \u003d 2NaCl + H 2 SO 3;
Na 2 SO 3 + H 2 SO 4 (diff.) \u003d Na 2 SO 4 + H 2 SO 3;
H 2 SO 3 \u003d H 2 O + SO 2.

3. Variui sąveikaujant su koncentruota sieros rūgštimi išsiskiria ne vandenilis, o sieros dioksidas:

2H 2 SO 4 (konc.) + Cu \u003d CuSO 4 + 2H 2 O + SO 2.

Šiuolaikiniai būdai pramoninės gamybos sieros dioksidas:

Natūralios sieros oksidacija ją deginant specialiose krosnyse: S + O 2 = SO 2.
Skrudinimo geležies piritas (piritas).

Pagrindinės sieros dioksido cheminės savybės

Sieros dioksidas yra chemiškai aktyvus junginys. Redokso procesuose ši medžiaga dažnai veikia kaip reduktorius. Pavyzdžiui, kai molekulinis bromas sąveikauja su sieros dioksidu, reakcijos produktai yra sieros rūgštis ir vandenilio bromidas. Oksidacinės SO 2 savybės pasireiškia, jei šios dujos praleidžiamos per vandenilio sulfido vandenį. Dėl to išsiskiria siera, vyksta savaiminė oksidacija-savaiminis gijimas: SO 2 + 2H 2 S \u003d 3S + 2H 2 O.

Sieros dioksidas pasižymi rūgštinėmis savybėmis. Ji atitinka vieną silpniausių ir nestabiliausių rūgščių – sieros. Šio junginio gryna forma nėra, rūgštines sieros dioksido tirpalo savybes galima nustatyti naudojant indikatorius (lakmusas nusidažo rausva spalva). Sieros rūgštis suteikia vidutines druskas – sulfitus, o rūgštines – hidrosulfitus. Tarp jų yra stabilių junginių.

Sieros oksidacijos diokside iki šešiavalenčios būsenos sieros rūgšties anhidride procesas yra katalizinis. Susidariusi medžiaga stipriai tirpsta vandenyje, reaguoja su H 2 O molekulėmis.Reakcija egzoterminė, susidaro sieros rūgštis, tiksliau, jos hidratuota forma.

Praktinis rūgščių dujų panaudojimas

Pagrindinis pramoninės sieros rūgšties gamybos procesas, kuriam reikalingas elemento dioksidas, susideda iš keturių etapų:

Sieros dioksido gavimas deginant sierą specialiose krosnyse.
Susidariusio sieros dioksido išvalymas nuo visų rūšių priemaišų.
Tolesnė oksidacija į šešiavalenę sierą, esant katalizatoriui.
Sieros trioksido absorbcija vandeniu.

Anksčiau beveik visas sieros dioksidas, reikalingas komercinei sieros rūgšties gamybai, buvo gautas skrudinant piritą kaip plieno gamybos šalutinį produktą. Nauji metalurgijos žaliavų perdirbimo būdai sunaudoja mažiau rūdos deginimo. Todėl pagrindinė pradinė sieros rūgšties gamybos medžiaga pastaraisiais metais tapo natūralia siera. Didelės pasaulinės šios žaliavos atsargos, jos prieinamumas leidžia organizuoti didelio masto perdirbimą.

Sieros dioksidas plačiai naudojamas ne tik chemijos pramonėje, bet ir kituose ūkio sektoriuose. Tekstilės gamyklos šią medžiagą ir jos cheminės sąveikos produktus naudoja šilko ir vilnonių audinių balinimui. Tai vienas iš balinimo be chloro rūšių, kurio metu pluoštai nesunaikinami.

Sieros dioksidas pasižymi puikiomis dezinfekuojančiomis savybėmis, kuris naudojamas kovojant su grybeliais ir bakterijomis. Sieros dioksidas naudojamas fumiguoti žemės ūkio saugyklas, vyno statines ir rūsius. Naudojamas SO 2 in Maisto pramone kaip konservantas ir antibakterinė medžiaga. Sudėkite į sirupus, pamirkykite šviežius vaisius. Sulfitinimas
cukrinių runkelių sultys keičia spalvą ir dezinfekuoja žaliavas. Konservuotas daržovių tyrės sultyse taip pat yra sieros dioksido kaip antioksidanto ir konservanto.

+4 sieros oksidacijos būsena yra gana stabili ir pasireiškia SHal 4 tetrahalogenidais, SOHal 2 oksodihalogenidais, SO 2 dioksidu ir atitinkamais jų anijonais. Susipažinsime su sieros dioksido ir sieros rūgšties savybėmis.

1.11.1. Sieros oksidas (IV) So2 molekulės struktūra

SO 2 molekulės struktūra panaši į ozono molekulės struktūrą. Sieros atomas yra sp 2 hibridizacijos būsenoje, orbitalių forma yra taisyklingas trikampis, molekulės forma yra kampinė. Sieros atomas turi nepasidalintą elektronų porą. S-O jungties ilgis yra 0,143 nm, jungties kampas yra 119,5°.

Struktūra atitinka šias rezonansines struktūras:

Skirtingai nuo ozono, S-O jungties dauginys yra 2, ty pirmoji rezonansinė struktūra daro pagrindinį indėlį. Molekulei būdingas didelis terminis stabilumas.

Fizinės savybės

Normaliomis sąlygomis sieros dioksidas arba sieros dioksidas yra bespalvės dujos su aštriu dusinančiu kvapu, lydymosi temperatūra -75 °C, virimo temperatūra -10 °C. Gerai ištirpinkime vandenyje, 20 °C temperatūroje 1 tūryje vandens ištirpsta 40 tūrių sieros dioksido. Toksiškos dujos.

Sieros oksido (IV) cheminės savybės

Sieros dioksidas yra labai reaktyvus. Sieros dioksidas yra rūgštinis oksidas. Jis gerai tirpsta vandenyje, susidaro hidratai. Jis taip pat iš dalies sąveikauja su vandeniu, sudarydamas silpną sieros rūgštį, kuri nėra atskirta atskirai:

SO 2 + H 2 O \u003d H 2 SO 3 \u003d H + + HSO 3 - \u003d 2H + + SO 3 2-.

Dėl disociacijos susidaro protonai, todėl tirpale susidaro rūgštinė aplinka.

Kai sieros dioksido dujos praleidžiamos per natrio hidroksido tirpalą, susidaro natrio sulfitas. Natrio sulfitas reaguoja su sieros dioksido pertekliumi ir susidaro natrio hidrosulfitas:

2NaOH + SO 2 = Na 2 SO 3 + H 2 O;

Na 2 SO 3 + SO 2 \u003d 2 NaHSO 3.

Sieros dioksidui būdingas redokso dvilypumas, pavyzdžiui, jis, pasižymėdamas redukuojančiomis savybėmis, išblukina bromo vandenį:

SO 2 + Br 2 + 2H 2 O \u003d H 2 SO 4 + 2HBr

ir kalio permanganato tirpalas:

5SO 2 + 2 KMnO 4 + 2H 2 O \u003d 2KНSO 4 + 2 MnSO 4 + H 2 SO 4.

oksiduojamas deguonimi į sieros anhidridą:

2SO 2 + O 2 \u003d 2SO 3.

Jis pasižymi oksidacinėmis savybėmis, kai sąveikauja su stipriais reduktoriais, pavyzdžiui:

SO 2 + 2CO \u003d S + 2CO 2 (500 ° C temperatūroje, esant Al 2 O 3);

SO 2 + 2H 2 \u003d S + 2H 2 O.

Sieros oksido (IV) gamyba

Deganti siera ore

S + O 2 \u003d SO 2.

Sulfido oksidacija

4FeS 2 + 11O 2 \u003d 2Fe 2 O 3 + 8SO 2.

Stiprių rūgščių poveikis metalų sulfitams

Na 2 SO 3 + 2H 2 SO 4 \u003d 2 NaHSO 4 + H 2 O + SO 2.

1.11.2. Sieros rūgštis ir jos druskos

Kai sieros dioksidas ištirpsta vandenyje, susidaro silpna sieros rūgštis, didžioji dalis ištirpusio SO 2 yra hidratuotos SO 2 H 2 O formos, aušinant taip pat išsiskiria kristalinis hidratas, tik nedidelė dalis. Sieros rūgšties molekulių disocijuoja į sulfito ir hidrosulfito jonus. Laisvoje būsenoje rūgštis nėra izoliuota.

Būdamas dvibazis, jis sudaro dviejų tipų druskas: vidutines - sulfitus ir rūgštines - hidrosulfitus. Vandenyje tirpsta tik šarminių metalų sulfitai ir šarminių bei šarminių žemių metalų hidrosulfitai.

4.doc

Siera. Vandenilio sulfidas, sulfidai, hidrosulfidai. Sieros (IV) ir (VI) oksidai. Sieros ir sieros rūgštys bei jų druskos. Sieros rūgšties esteriai. Natrio tiosulfatas

4.1. Siera

Siera yra vienas iš nedaugelio cheminių elementų, kuriuos žmonės naudoja kelis tūkstantmečius. Jis plačiai paplitęs gamtoje ir randamas tiek laisvoje būsenoje (natūrali siera), tiek junginiuose. Sieros turinčius mineralus galima suskirstyti į dvi grupes – sulfidus (piritus, blizgesį, mišinius) ir sulfatus. Natūralios sieros dideliais kiekiais randama Italijoje (Sicilijos saloje) ir JAV. NVS šalyse yra vietinės sieros telkinių Volgos regione, valstijose Centrine Azija, Kryme ir kituose regionuose.

Pirmosios grupės mineralai yra švino blizgesys PbS, vario blizgesys Cu 2 S, sidabro blizgesys - Ag 2 S, cinko mišinys - ZnS, kadmio mišinys - CdS, piritas arba geležies piritas - FeS 2, chalkopiritas - CuFeS 2, cinoberas - HgS .

Antrosios grupės mineralai yra gipsas CaSO 4 2H 2 O, mirabilitas (Glauberio druska) - Na 2 SO 4 10H 2 O, ki-seritas - MgSO 4 H 2 O.

Siera randama gyvūnų ir augalų organizmuose, nes ji yra baltymų molekulių dalis. Organinių sieros junginių randama aliejuje.

Kvitas

1. Sierą gaunant iš natūralūs junginiai, pavyzdžiui, iš sieros piritų, kaitinamas iki aukštos temperatūros. Sieros piritas skyla susidarant geležies (II) sulfidui ir sierai:

2. Sierą galima gauti oksiduojant sieros vandenilį, kai trūksta deguonies, pagal reakciją:

2H 2 S + O 2 \u003d 2S + 2H 2 O

3. Šiuo metu siera yra įprasta gauti redukuojant anglimi sieros dioksidą SO 2 - šalutinis produktas lydant metalus iš sieros rūdų:

SO 2 + C \u003d CO 2 + S

4. Metalurgijos ir kokso krosnių išmetamosiose dujose yra sieros dioksido ir vandenilio sulfido mišinio. Šis mišinys aukštoje temperatūroje perleidžiamas per katalizatorių:

H 2 S + SO 2 \u003d 2H 2 O + 3S

^ Fizinės savybės

Siera yra trapi kieta medžiaga citrinos geltonumo. Jis praktiškai netirpsta vandenyje, bet gerai tirpsta anglies disulfide CS 2 aniline ir kai kuriuose kituose tirpikliuose.

Prastas šilumos laidininkas ir elektros. Siera sudaro keletą alotropinių modifikacijų:

1 . ^ Rombinė siera (stabiliausias), kristalai turi oktaedrų formą.

Kaitinant sierą, pasikeičia jos spalva ir klampumas: pirmiausia susidaro šviesiai geltona, o vėliau, kylant temperatūrai, ji tamsėja ir tampa tokia klampi, kad neišteka iš mėgintuvėlio, toliau kaitinant klampumas krenta. vėl, o 444,6 °C temperatūroje siera užverda.

2. ^ Monoklininė siera - modifikacija tamsiai geltonų adatos formos kristalų pavidalu, gaunama lėtai aušinant išlydytą sierą.

3. Plastikinė siera susidaro įpylus iki virimo įkaitintą sierą saltas vanduo. Lengvai tempiasi kaip guma (žr. 19 pav.).

Natūralią sierą sudaro keturių stabilių izotopų mišinys: 32 16 S, 33 16 S, 34 16 S, 36 16 S.

^ Cheminės savybės

Sieros atomas, turintis nebaigtą išorę energijos lygis, gali pridėti du elektronus ir parodyti laipsnį

Oksidacija -2. Tokio laipsnio siera oksiduojasi junginiuose su metalais ir vandeniliu (Na 2 S, H 2 S). Atiduojant ar traukiant elektronus labiau elektronegatyvesnio elemento atomui, sieros oksidacijos būsena gali būti +2, +4, +6.

Šaltyje siera yra gana inertiška, tačiau kylant temperatūrai jos reaktyvumas didėja. 1. Su metalais siera pasižymi oksidacinėmis savybėmis. Šių reakcijų metu susidaro sulfidai (nereaguoja su auksu, platina ir iridiu): Fe + S = FeS

2. Normaliomis sąlygomis siera nesąveikauja su vandeniliu, o 150-200 °C temperatūroje vyksta grįžtama reakcija:

3. Reakcijoje su metalais ir vandeniliu siera elgiasi kaip tipiškas oksidatorius, o esant stiprioms oksiduojančioms medžiagoms, ji pasižymi redukuojančiomis savybėmis.

S + 3F 2 \u003d SF 6 (nereaguoja su jodu)

4. Sieros degimas deguonyje vyksta 280°C, o ore 360°C. Taip susidaro SO 2 ir SO 3 mišinys:

S + O 2 \u003d SO 2 2S + 3O 2 \u003d 2SO 3

5. Kaitinama be oro prieigos, siera tiesiogiai susijungia su fosforu, anglimi, pasižymėdama oksidacinėmis savybėmis:

2P + 3S \u003d P 2 S 3 2S + C \u003d CS 2

6. Bendraujant su sudėtingos medžiagos siera pirmiausia veikia kaip reduktorius:

7. Siera gali sukelti disproporcijų reakcijas. Taigi, kai sieros milteliai virinami su šarmais, susidaro sulfitai ir sulfidai:

Taikymas

Siera plačiai naudojama pramonėje ir žemės ūkyje. Maždaug pusė jo produkcijos sunaudojama sieros rūgščiai gaminti. Siera naudojama gumai vulkanizuoti, kuri paverčia gumą guma.

Sieros spalvos (smulkių miltelių) pavidalu siera naudojama kovojant su vynuogynų ir medvilnės ligomis. Iš jo gaunamas parakas, degtukai, šviečiančios kompozicijos. Medicinoje sieros tepalai ruošiami odos ligoms gydyti.

4.2. Vandenilio sulfidas, sulfidai, hidrosulfidai

Vandenilio sulfidas yra analogiškas vandeniui. Jo elektroninė formulė

Tai rodo švietime H-S-H ryšiai dalyvauja du p-elektronai išorinis lygis sieros atomas. H 2 S molekulė turi kampinę formą, todėl yra polinė.

^ Buvimas gamtoje

Vandenilio sulfidas natūraliai randamas vulkaninėse dujose ir kai kurių mineralinių šaltinių, tokių kaip Pyatigorsk, Matsesta, vandenyse. Jis susidaro irstant įvairių gyvūnų ir augalų liekanų sieros turinčioms organinėms medžiagoms. Tai paaiškina savybę Blogas kvapas Nuotekos, šiukšlynai ir šiukšlynai.

Kvitas

1. Vandenilio sulfidas gali būti gaunamas tiesiogiai sujungiant sierą su vandeniliu kaitinant:

2. Bet paprastai jis gaunamas praskiesta druskos arba sieros rūgštimi veikiant geležies (III) sulfidą:

2HCl+FeS=FeCl 2 +H 2 S 2H + +FeS=Fe 2+ +H 2 S Ši reakcija dažnai atliekama Kipp aparate.

^ Fizinės savybės

Įprastomis sąlygomis vandenilio sulfidas yra bespalvės dujos, turinčios stiprų būdingą supuvusių kiaušinių kvapą. Labai toksiškas, įkvėptas susijungia su hemoglobinu, sukelia paralyžių, kuris nėra neįprastas.

Ko veda į mirtį. Mažiau pavojinga esant mažoms koncentracijoms. Su juo reikia dirbti dūmų gaubtai arba hermetiškai uždarytais prietaisais. Leistinas H 2 S kiekis in pramonines patalpas yra 0,01 mg 1 litrui oro.

Vandenilio sulfidas gana gerai tirpsta vandenyje (20°C temperatūroje 2,5 tūrio vandenilio sulfido ištirpsta 1 tūryje vandens).

Vandenilio sulfido tirpalas vandenyje vadinamas sieros vandenilio vandeniu arba vandenilio sulfido rūgštimi (pasižymi silpnos rūgšties savybėmis).

^ Cheminės savybės

1, Stipriai kaitinant, vandenilio sulfidas beveik visiškai suyra, susidaro siera ir vandenilis.

2. Dujinis vandenilio sulfidas dega ore mėlyna liepsna ir susidaro sieros oksidas (IV) ir vanduo:

2H 2 S + 3O 2 \u003d 2SO 2 + 2H 2 O

Trūkstant deguonies susidaro siera ir vanduo: 2H 2 S + O 2 \u003d 2S + 2H 2 O

3. Vandenilio sulfidas yra gana stiprus reduktorius. Šią svarbią cheminę jo savybę galima paaiškinti taip. H 2 S tirpale gana lengva paaukoti elektronus oro deguonies molekulėms:

Tuo pačiu metu oro deguonis sieros vandenilį oksiduoja į sierą, todėl vandenilio sulfido vanduo tampa drumstas:

2H 2 S + O 2 \u003d 2S + 2H 2 O

Tai paaiškina ir tai, kad irstant organinėms medžiagoms vandenilio sulfidas gamtoje nesikaupia labai dideliais kiekiais – atmosferos deguonis jį oksiduoja į laisvą sierą.

4, Vandenilio sulfidas intensyviai reaguoja su halogeno tirpalais, pavyzdžiui:

H 2 S+I 2 =2HI+S Išsiskiria siera ir jodo tirpalo spalva pasikeičia.

5. Įvairūs oksidatoriai intensyviai reaguoja su vandenilio sulfidu: veikiant azoto rūgštis susidaro laisva siera.

6. Vandenilio sulfido tirpalas sukelia rūgštinę reakciją dėl disociacijų:

H 2 SH + +HS - HS - H + +S -2

Dažniausiai dominuoja pirmasis etapas. Tai labai silpna rūgštis: silpnesnė už anglies rūgštį, kuri dažniausiai išstumia H 2 S iš sulfidų.

Sulfidai ir hidrosulfidai

Vandenilio sieros rūgštis, kaip dvibazė, sudaro dvi druskų serijas:

Terpė – sulfidai (Na 2 S);

Rūgštiniai - hidrosulfidai (NaHS).

Šios druskos gali būti gaunamos: - hidroksidams sąveikaujant su vandenilio sulfidu: 2NaOH + H 2 S = Na 2 S + 2H 2 O

Dėl tiesioginės sieros sąveikos su metalais:

Druskų mainų reakcija su H2S arba tarp druskų:

Pb(NO 3) 2 + Na 2 S \u003d PbS + 2NaNO 3

CuSO 4 +H 2 S=CuS+H2SO4 Cu 2+ +H 2 S=CuS+2H +

Beveik visi hidrosulfidai gerai tirpsta vandenyje.

Šarminių ir šarminių žemių metalų sulfidai taip pat lengvai tirpsta vandenyje, bespalviai.

Sunkiųjų metalų sulfidai praktiškai netirpsta arba mažai tirpsta vandenyje (FeS, MnS, ZnS); dalis jų netirpsta praskiestose rūgštyse (CuS, PbS, HgS).

Kaip silpnos rūgšties druskos, vandeniniuose tirpaluose esantys sulfidai yra labai hidrolizuoti. Pavyzdžiui, sulfidai šarminių metalų ištirpę vandenyje, jie turi šarminę reakciją:

Na 2 S+HOHNaHS+NaOH

Visi sulfidai, kaip ir pats vandenilio sulfidas, yra energingi reduktorius:

3PbS -2 + 8HN +5 O 3 (razb.) \u003d 3PbS +6 O 4 + 4H 2 O + 8N +2 O

Kai kurie sulfidai turi būdingą spalvą: CuS ir PbS – juoda, CdS – geltona, ZnS – balta, MnS – rožinė, SnS – ruda, Al 2 S 3 – oranžinė. Kokybinė katijonų analizė pagrįsta skirtingu sulfidų tirpumu ir daugelio jų skirtingomis spalvomis.

^ 4.3. Sieros (IV) oksidas ir sieros rūgštis

Sieros oksidas (IV) arba sieros dioksidas, normaliomis sąlygomis, bespalvės dujos, turinčios aštrų kvapą. Atvėsęs iki -10°C suskystėja į bespalvį skystį.

Kvitas

1. Laboratorinėmis sąlygomis sieros oksidas (IV) gaunamas iš sieros rūgšties druskų, jas veikiant stiprioms rūgštims:

Na 2 SO 3 + H 2 SO 4 \u003d Na 2 SO 4 + S0 2  + H 2 O 2NaHSO 3 + H 2 SO 4 \u003d Na 2 SO 4 + 2SO 2  + 2H 2 O 2HSO + 2HSO + 3 + \u003d 2SO 2 +2H 2 O

2. Taip pat sieros dioksidas susidaro sąveikaujant koncentruotai sieros rūgščiai, kai kaitinama su mažai aktyviais metalais:

Cu + 2H 2 SO 4 \u003d CuSO 4 + SO 2  + 2H 2 O

Cu + 4Н + + 2SO 2-4 \u003d Cu 2+ + SO 2-4 + SO 2  + 2H 2 O

3. Sieros oksidas (IV) taip pat susidaro deginant sierą ore arba deguonimi:

4. Pramoninėmis sąlygomis SO 2 gaunamas skrudinant piritą FeS 2 arba spalvotųjų metalų sieros rūdas (cinko mišinį ZnS, švino blizgesį PbS ir kt.):

4FeS 2 + 11O 2 \u003d 2Fe 2 O 3 + 8SO 2

SO 2 molekulės struktūrinė formulė:

SO 2 molekulėje susidarant ryšiams dalyvauja keturi sieros elektronai ir keturi elektronai iš dviejų deguonies atomų. Abipusis jungiamųjų elektronų porų ir nesidalijusios sieros elektronų poros atstūmimas suteikia molekulei kampinę formą.

Cheminės savybės

1. Sieros oksidas (IV) pasižymi visomis rūgštinių oksidų savybėmis:

Sąveika su vandeniu

Sąveika su šarmais,

Sąveika su baziniais oksidais.

2. Sieros oksidas (IV) pasižymi redukuojančiomis savybėmis:

S +4 O 2 +O 0 2 2S +6 O -2 3 (esant katalizatoriui, kaitinant)

Tačiau esant stiprioms reduktorėms, SO 2 elgiasi kaip oksidatorius:

Sieros oksido (IV) redoksinis dvilypumas paaiškinamas tuo, kad sieros oksidacijos laipsnis yra +4, todėl ji, suteikusi 2 elektronus, gali būti oksiduojama iki S +6, o gavusi 4 elektronus, redukuojama iki S °. Šių ar kitų savybių pasireiškimas priklauso nuo reaguojančio komponento pobūdžio.

Sieros oksidas (IV) gerai tirpsta vandenyje (40 tūrių SO 2 ištirpsta 1 tūryje 20 ° C temperatūroje). Šiuo atveju sieros rūgštis yra tik vandeniniame tirpale:

SO 2 + H 2 OH 2 SO 3

Reakcija yra grįžtama. Vandeniniame tirpale yra sieros oksido (IV) ir sieros rūgšties cheminė pusiausvyra, kurį galima perkelti. Surišant H 2 SO 3 (rūgšties neutralizavimas

Jūs) reakcija vyksta link sieros rūgšties susidarymo; šalinant SO 2 (pučiant per azoto tirpalą arba kaitinant), reakcija vyksta link pradinių medžiagų. Sieros rūgšties tirpale visada yra sieros oksido (IV), kuris suteikia aštrų kvapą.

Sieros rūgštis turi visas rūgščių savybes. Tirpale jis atsiskiria etapais:

H 2 SO 3 H + + HSO - 3 HSO - 3 H + + SO 2-3

Termiškai nestabilus, nepastovus. Sieros rūgštis, kaip dvibazinė rūgštis, sudaro dviejų tipų druskas:

Vidutinė – sulfitai (Na 2 SO 3);

Rūgštiniai – hidrosulfitai (NaHSO 3).

Sulfitai susidaro, kai rūgštis visiškai neutralizuojama šarmu:

H 2 SO 3 + 2NaOH \u003d Na 2 SO 3 + 2H 2 O

Hidrosulfitai gaunami be šarmų:

H 2 SO 3 + NaOH \u003d NaHSO 3 + H 2 O

Sieros rūgštis ir jos druskos turi ir oksiduojančių, ir redukuojančių savybių, kurias lemia reakcijos partnerio prigimtis.

1. Taigi, veikiant deguoniui, sulfitai oksiduojasi į sulfatus:

2Na 2S +4 O 3 + O 0 2 \u003d 2Na 2 S + 6 O -2 4

Sieros rūgšties oksidacija bromu ir kalio permanganatu vyksta dar lengviau:

5H2S +4O3 +2KMn +7O4 \u003d 2H2S +6O4 +2Mn +2S +6O4 + K2S +6O4 + 3H2O

2. Esant energingesnėms reduktorėms, sulfitai pasižymi oksidacinėmis savybėmis:

Sieros rūgšties druskos ištirpina beveik visus hidrosulfitus ir šarminių metalų sulfitus.

3. Kadangi H 2 SO 3 yra silpna rūgštis, rūgščių veikimas sulfitus ir hidrosulfitus išskiria SO 2. Šis metodas dažniausiai naudojamas SO 2 gavimui laboratorinėmis sąlygomis:

NaHSO 3 + H 2 SO 4 \u003d Na 2 SO 4 + SO 2  + H 2 O

4. Vandenyje tirpūs sulfitai lengvai hidrolizuojasi, dėl to tirpale padidėja OH - - jonų koncentracija:

Na 2 SO 3 + NOHNaHSO 3 + NaOH

Taikymas

Sieros oksidas (IV) ir sieros rūgštis išblukina daugelį dažiklių, sudarydami su jais bespalvius junginius. Pastarasis kaitinant ar šviesoje gali vėl suirti, ko pasekoje atkuriama spalva. Todėl SO 2 ir H 2 SO 3 balinimo poveikis skiriasi nuo chloro balinimo. Paprastai sieros (IV) rksidas balina vilną, šilką ir šiaudus.

Sieros oksidas (IV) naikina daugybę mikroorganizmų. Todėl, norėdami sunaikinti pelėsinius grybus, jie fumiguoja drėgnus rūsius, rūsius, vyno statines ir kt. Taip pat naudojamas vaisių ir uogų transportavimui ir laikymui. Dideliais kiekiais sieros oksidas IV) naudojamas sieros rūgščiai gaminti.

Svarbi programa randa kalcio hidrosulfito CaHSO 3 (sulfito skysčio) tirpalą, kuriuo apdorojama medienos ir popieriaus masė.

^ 4.4. Sieros (VI) oksidas. Sieros rūgštis

Sieros oksidas (VI) (žr. 20 lentelę) yra bespalvis skystis, kuris stingsta 16,8 ° C temperatūroje į vientisą kristalinę masę. Jis labai stipriai sugeria drėgmę, sudarydamas sieros rūgštį: SO 3 + H 2 O \u003d H 2 SO 4

20 lentelė. Sieros oksidų savybės

Sieros oksidams (VI) ištirpus vandenyje, išsiskiria didelis šilumos kiekis.

Sieros oksidas (VI) labai gerai tirpsta koncentruotoje sieros rūgštyje. SO3 tirpalas bevandenėje rūgštyje vadinamas oleumu. Oleumuose gali būti iki 70 % SO 3 .

Kvitas

1. Sieros oksidas (VI) gaunamas oksiduojant sieros dioksidą atmosferos deguonimi, dalyvaujant katalizatoriams 450 ° C temperatūroje (žr. Sieros rūgšties gavimas):

2SO 2 +O 2 \u003d 2SO 3

2. Kitas būdas oksiduoti SO 2 į SO 3 yra naudoti azoto oksidą (IV) kaip oksidatorių:

Susidaręs azoto oksidas (II), kai sąveikauja su atmosferos deguonimi, lengvai ir greitai virsta azoto oksidu (IV): 2NO + O 2 \u003d 2NO 2

Kuris vėl gali būti naudojamas oksiduojant SO 2 . Todėl NO 2 veikia kaip deguonies nešiklis. Šis SO 2 oksidavimo į SO 3 būdas vadinamas azotiniu. SO 3 molekulė turi trikampio formą, kurios centre

Sieros atomas yra:

Ši struktūra atsiranda dėl abipusio rišančių elektronų porų atstūmimo. Sieros atomas suteikė šešis išorinius elektronus jų susidarymui.

Cheminės savybės

1. SO 3 yra tipiškas rūgštinis oksidas.

2. Sieros oksidas (VI) turi stipraus oksidatoriaus savybių.

Taikymas

Sieros oksidas (VI) naudojamas sieros rūgščiai gaminti. Aukščiausia vertė Tai turi kontaktinis metodas gavimo

Sieros rūgšties. Šiuo metodu galite gauti bet kokios koncentracijos H 2 SO 4, taip pat oleumą. Procesas susideda iš trijų etapų: SO 2 gavimas; SO 2 oksidavimas į SO 3; gauti H 2 SO 4 .

SO 2 gaunamas deginant piritą FeS 2 specialiose krosnyse: 4FeS 2 + 11O 2 \u003d 2Fe 2 O 3 + 8SO 2

Norint pagreitinti degimą, piritas iš anksto susmulkinamas, o siekiant pilnesnio sieros išdegimo, įleidžiama daug daugiau oro (deguonies), nei reikia reakcijai. Iš krosnies išeinančias dujas sudaro sieros oksidas (IV), deguonis, azotas, arseno junginiai (iš piritų priemaišų) ir vandens garai. Tai vadinama skrudinimo dujomis.

Skrudinimo dujos kruopščiai išvalomos, nes net nedidelis arseno junginių kiekis, taip pat dulkės ir drėgmė nuodija katalizatorių. Dujos išvalomos nuo arseno junginių ir dulkių praleidžiant jas per specialius elektrofiltrus ir plovimo bokštą; drėgmę sugeria džiovinimo bokšte esanti koncentruota sieros rūgštis. Išvalytos dujos, kuriose yra deguonies, šilumokaityje pašildomos iki 450°C ir patenka į kontaktinį aparatą. Kontaktinio aparato viduje yra grotelių lentynos, užpildytos katalizatoriumi.

Anksčiau smulkiai susmulkinta metalinė platina buvo naudojama kaip katalizatorius. Vėliau jis buvo pakeistas vanadžio junginiais - vanadžio (V) oksidu V 2 O 5 arba vanadilo sulfatu VOSO 4, kurie yra pigesni už platiną ir nuodija lėčiau.

SO 2 oksidacijos reakcija į SO 3 yra grįžtama:

2SO 2 + O 2 2SO 3

Padidinus deguonies kiekį skrudinimo dujose, padidėja sieros oksido (VI) išeiga: 450°C temperatūroje jis dažniausiai siekia 95% ir daugiau.

Tada susidaręs sieros oksidas (VI) prieš srovę tiekiamas į absorbcinį bokštą, kur jį sugeria koncentruota sieros rūgštis. Jai prisotinus, pirmiausia susidaro bevandenė sieros rūgštis, o vėliau – oleumas. Vėliau oleumas atskiedžiamas iki 98% sieros rūgšties ir tiekiamas vartotojams.

Sieros rūgšties struktūrinė formulė:

^ Fizinės savybės

Sieros rūgštis yra sunkus bespalvis aliejinis skystis, kuris beveik du kartus kristalizuojasi + 10,4 ° C temperatūroje ( \u003d 1,83 g / cm 3) yra sunkesnis už vandenį, bekvapis, nelakus. Itin gigroskopiškas. Išskirdamas didelį šilumos kiekį sugeria drėgmę, todėl į koncentruotą sieros rūgštį negalima pilti vandens – rūgštis aptaškys. laikui -

Sieros rūgšties priedai turi būti dedami į vandenį nedidelėmis dalimis.

Bevandenė sieros rūgštis ištirpina iki 70% sieros oksido (VI). Kaitinant jis atskiria SO 3, kol susidaro tirpalas, kurio H 2 SO 4 masės dalis yra 98,3%. Bevandenis H 2 SO 4 beveik nepraleidžia elektros.

^ Cheminės savybės

1. Jis bet kokiu santykiu maišosi su vandeniu ir sudaro įvairios sudėties hidratus:

H 2 SO 4 H 2 O, H 2 SO 4 2H 2 O, H 2 SO 4 3H 2 O, H 2 SO 4 4 H 2 O, H 2 SO 4 6,5 H 2 O

2. Koncentruota sieros rūgštis karbonizuoja organines medžiagas – cukrų, popierių, medieną, pluoštą, paimdama iš jų vandens elementus:

C 12 H 22 O 11 + H 2 SO 4 \u003d 12C + H 2 SO 4 11 H 2 O

Gauta anglis iš dalies sąveikauja su rūgštimi:

Dujų džiovinimas pagrįstas vandens absorbcija sieros rūgštimi.

Kaip stipri nelaki rūgštis H 2 SO 4 išstumia kitas rūgštis iš sausų druskų:

NaNO 3 + H 2 SO 4 \u003d NaHSO 4 + HNO 3

Tačiau jei į druskos tirpalus įpilate H 2 SO 4, rūgščių išstūmimas neįvyks.

H 2 SO 4 - stipri dvibazinė rūgštis: H 2 SO 4 H + + HSO - 4 HSO - 4 H + + SO 2- 4

Jis turi visas nelakiųjų stiprių rūgščių savybes.

Praskiesta sieros rūgštis pasižymi visomis neoksiduojančių rūgščių savybėmis. Būtent: jis sąveikauja su metalais, kurie yra elektrocheminėje metalų įtampų serijoje iki vandenilio:

Sąveika su metalais atsiranda dėl vandenilio jonų redukcijos.

6. Koncentruota sieros rūgštis yra stiprus oksidatorius. Kaitinamas jis oksiduoja daugumą metalų, įskaitant tuos, kurie stovi elektrocheminėje įtampų eilėje po vandenilio.Nereaguoja tik su platina ir auksu. Priklausomai nuo metalo aktyvumo kaip redukavimo produktai gali būti naudojami S -2 , S° ir S +4.

Šaltyje koncentruota sieros rūgštis nesąveikauja su tokiais stipriais metalais kaip aliuminis, geležis, chromas. Taip yra dėl metalų pasyvavimo. Ši funkcija plačiai naudojama gabenant geležiniame inde.

Tačiau kaitinant:

Taigi koncentruota sieros rūgštis sąveikauja su metalais, redukuodama rūgštį sudarančio agento atomus.

Kokybinė reakcija į sulfato joną SO 2-4 yra baltų kristalinių nuosėdų BaSO 4, netirpių vandenyje ir rūgštyse, susidarymas:

SO 2- 4 + Ba +2 BaSO 4 

Taikymas

Sieros rūgštis yra svarbiausias produktas pagrindinė chemijos pramonė, gaminanti ne

organinės rūgštys, šarmai, druskos, mineralinių trąšų ir chloras.

Pagal pritaikymo įvairovę sieros rūgštis užima pirmąją vietą tarp rūgščių. Didžiausias skaičius jis naudojamas fosforo ir azoto trąšoms gauti. Sieros rūgštis, būdama nelaki, naudojama kitoms rūgštims gauti – vandenilio chlorido, fluoro vandenilio, fosforo ir acto.

Nemažai jo tenka naftos produktų – benzino, žibalo, tepalinių alyvų – valymui. kenksmingų priemaišų. Mechaninėje inžinerijoje sieros rūgštis naudojama metalo paviršiaus valymui nuo oksidų prieš dengimą (nikeliavimas, chromavimas ir kt.). Sieros rūgštis naudojama sprogmenų, dirbtinių pluoštų, dažiklių, plastikų ir daugelio kitų gamyboje. Jis naudojamas baterijoms užpildyti.

Sieros rūgšties druskos yra svarbios.

^ Natrio sulfatas Na 2 SO 4 kristalizuojasi iš vandeninių tirpalų Na 2 SO 4 10H 2 O hidrato pavidalu, kuris vadinamas Glauberio druska. Naudojamas medicinoje kaip vidurius laisvinanti priemonė. Bevandenis natrio sulfatas naudojamas sodos ir stiklo gamyboje.

^ Amonio sulfatas(NH 4) 2 SO 4 - azoto trąšos.

kalio sulfatas K 2 SO 4 - kalio trąšos.

kalcio sulfatas CaSO 4 gamtoje randamas gipso mineralo CaSO 4 2H 2 O pavidalu. Kaitinamas iki 150 °C, jis netenka dalies vandens ir virsta 2CaSO 4 H 2 O sudėties hidratu, vadinamu degintu gipsu, arba alebastras. Alebastras, sumaišytas su vandeniu į tešlą masę, po kurio laiko vėl sukietėja, virsdamas CaSO 4 2H 2 O. Gipsas plačiai naudojamas statybose (gipsas).

^ Magnio sulfatas MgSO 4 yra jūros vandenyje, todėl jo skonis yra kartaus. Kristalinis hidratas, vadinamas karčiąja druska, naudojamas kaip vidurius laisvinanti priemonė.

vitriolis- metalų Fe, Cu, Zn, Ni, Co kristalinių sulfatų techninis pavadinimas (dehidratuotos druskos nėra vitriolis). mėlynas vitriolis CuSO 4 5H 2 O – nuodinga medžiaga mėlynos spalvos. Prieš sėją augalai purškiami atskiestu tirpalu, o sėklos suberiamos. rašalo akmuo FeSO 4 7H 2 O yra šviesiai žalia medžiaga. Naudojamas augalų kenkėjų kontrolei, dažų, mineralinių dažų ruošimui ir kt. Cinko vitriolis ZnSO 4 7H 2 O naudojamas mineralinių dažų gamyboje, chintzinėje spaudoje ir medicinoje.

^ 4.5. Sieros rūgšties esteriai. Natrio tiosulfatas

Sieros rūgšties esteriai apima dialkilsulfatus (RO 2)SO 2 . Tai aukštai verdantys skysčiai; apatiniai tirpsta vandenyje; esant šarmams, jie sudaro alkoholį ir sieros rūgšties druskas. Žemesnieji dialkilsulfatai yra alkilinančios medžiagos.

dietilo sulfatas(C2H5)2SO4. Lydymosi temperatūra -26°C, virimo temperatūra 210°C, tirpsta alkoholiuose, netirpsta vandenyje. Gaunamas sieros rūgščiai sąveikaujant su etanoliu. Tai organinės sintezės etilinimo agentas. Prasiskverbia per odą.

dimetilo sulfatas(CH3)2SO4. Lydymosi temperatūra -26,8°C, virimo temperatūra 188,5°C. Ištirpdykime alkoholiuose, tai blogai – vandenyje. Reaguoja su amoniaku, kai nėra tirpiklio (sprogiai); sulfonuoja kai kuriuos aromatinius junginius, tokius kaip fenolio esteriai. Gaunamas sąveikaujant 60% oleumui su metanoliu 150°C temperatūroje.Tai metilinimo agentas organinėje sintezėje. Kancerogenas, veikia akis, odą, kvėpavimo organus.

^ Natrio tiosulfatas Na2S2O3

Tiosieros rūgšties druska, kurioje du sieros atomai turi skirtingą oksidacijos laipsnį: +6 ir -2. Kristalinė medžiaga, gerai tirpi vandenyje. Jis gaminamas Na 2 S 2 O 3 5H 2 O kristalinio hidrato, paprastai vadinamo hiposulfitu, pavidalu. Gaunamas natrio sulfitui sąveikaujant su siera verdant:

Na 2 SO 3 + S \u003d Na 2 S 2 O 3

Kaip ir tiosulfos rūgštis, ji yra stiprus reduktorius, chloras lengvai oksiduojasi į sieros rūgštį:

Na 2 S 2 O 3 + 4Cl 2 + 5H 2 O \u003d 2H 2 SO 4 + 2 NaCl + 6HCl

Šia reakcija buvo pagrįstas natrio tiosulfato naudojimas chlorui sugerti (pirmosiose dujokaukėse).

Natrio tiosulfatą šiek tiek kitaip oksiduoja silpni oksidatoriai. Tokiu atveju susidaro tetrationinės rūgšties druskos, pavyzdžiui:

2Na 2S 2 O 3 + I 2 \u003d Na 2 S 4 O 6 + 2 NaI

Natrio tiosulfatas yra šalutinis produktas gaminant NaHSO 3, sieros dažus, išvalant pramonines dujas iš sieros. Naudojamas chloro pėdsakams pašalinti po audinių balinimo, sidabrui išgauti iš rūdų; yra fiksatorius fotografijoje, reagentas jodometrijoje, priešnuodis apsinuodijus arsenu, gyvsidabrio junginiais, priešuždegiminė priemonė.

Sieros (IV) oksidas ir sieros rūgštis

Sieros oksidas (IV) arba sieros dioksidas, normaliomis sąlygomis, bespalvės dujos, turinčios aštrų kvapą. Atvėsęs iki -10°C suskystėja į bespalvį skystį.

Kvitas

1. Laboratorinėmis sąlygomis sieros oksidas (IV) gaunamas iš sieros rūgšties druskų, jas veikiant stiprioms rūgštims:

Na 2 SO 3 + H 2 SO 4 \u003d Na 2 SO 4 + S0 2 + H 2 O 2NaHSO 3 + H 2 SO 4 \u003d Na 2 SO 4 + 2SO 2 + 2H 2 O 2HSO - 3 + 2H + \u0 2SO 2 + 2H2O

2. Taip pat sieros dioksidas susidaro sąveikaujant koncentruotai sieros rūgščiai, kai kaitinama su mažai aktyviais metalais:

Cu + 2H 2 SO 4 \u003d CuSO 4 + SO 2 + 2H 2 O

Cu + 4Н + + 2SO 2-4 \u003d Cu 2+ + SO 2-4 + SO 2 + 2H 2 O

3. Sieros oksidas (IV) taip pat susidaro deginant sierą ore arba deguonimi:

4. Pramoninėmis sąlygomis SO 2 gaunamas skrudinant piritą FeS 2 arba spalvotųjų metalų sieros rūdas (cinko mišinį ZnS, švino blizgesį PbS ir kt.):

4FeS 2 + 11O 2 \u003d 2Fe 2 O 3 + 8SO 2

SO 2 molekulės struktūrinė formulė:

Cheminės savybės

1. Sieros oksidas (IV) pasižymi visomis rūgštinių oksidų savybėmis:

Sąveika su vandeniu

Sąveika su šarmais,

Sąveika su baziniais oksidais.

2. Sieros oksidas (IV) pasižymi redukuojančiomis savybėmis:

S +4 O 2 + O 0 2 "2S +6 O -2 3 (kai yra katalizatorius, kaitinamas)

Tačiau esant stiprioms reduktorėms, SO 2 elgiasi kaip oksidatorius:

Sieros oksidas (IV) gerai tirpsta vandenyje (40 tūrių SO 2 ištirpsta 1 tūryje 20 ° C temperatūroje). Šiuo atveju sieros rūgštis yra tik vandeniniame tirpale:

SO 2 + H 2 O "H 2 SO 3

Reakcija yra grįžtama. Vandeniniame tirpale sieros oksidas (IV) ir sieros rūgštis yra cheminėje pusiausvyroje, kuri gali būti išstumta. Surišant H 2 SO 3 (rūgšties neutralizavimas

u) reakcija vyksta link sieros rūgšties susidarymo; šalinant SO 2 (pučiant per azoto tirpalą arba kaitinant), reakcija vyksta link pradinių medžiagų. Sieros rūgšties tirpale visada yra sieros oksido (IV), kuris suteikia aštrų kvapą.

Sieros rūgštis turi visas rūgščių savybes. Tirpale disocijuoja palaipsniui:

H 2 SO 3 "H + + HSO - 3 HSO - 3" H + + SO 2- 3

Termiškai nestabilus, nepastovus. Sieros rūgštis, kaip dvibazinė rūgštis, sudaro dviejų tipų druskas:

Vidutinė – sulfitai (Na 2 SO 3);

Rūgštiniai – hidrosulfitai (NaHSO 3).

Sulfitai susidaro, kai rūgštis visiškai neutralizuojama šarmu:

H 2 SO 3 + 2NaOH \u003d Na 2 SO 3 + 2H 2 O

Hidrosulfitai gaunami be šarmų:

H 2 SO 3 + NaOH \u003d NaHSO 3 + H 2 O

Sieros rūgštis ir jos druskos turi ir oksiduojančių, ir redukuojančių savybių, kurias lemia reakcijos partnerio prigimtis.

1. Taigi, veikiant deguoniui, sulfitai oksiduojasi į sulfatus:

2Na 2S +4 O 3 + O 0 2 \u003d 2Na 2 S + 6 O -2 4

Sieros rūgšties oksidacija bromu ir kalio permanganatu vyksta dar lengviau:

5H2S +4O3 +2KMn +7O4 \u003d 2H2S +6O4 +2Mn +2S +6O4 + K2S +6O4 + 3H2O

2. Esant energingesnėms reduktorėms, sulfitai pasižymi oksidacinėmis savybėmis:

Sieros rūgšties druskos ištirpina beveik visus šarminių metalų hidrosulfitus ir sulfitus.

3. Kadangi H 2 SO 3 yra silpna rūgštis, rūgščių veikimas sulfitus ir hidrosulfitus išskiria SO 2. Šis metodas dažniausiai naudojamas SO 2 gavimui laboratorijoje:

NaHSO 3 + H 2 SO 4 \u003d Na 2 SO 4 + SO 2 + H 2 O

4. Vandenyje tirpūs sulfitai lengvai hidrolizuojasi, dėl to tirpale padidėja OH - - jonų koncentracija:

Na 2 SO 3 + NE "NaHSO 3 + NaOH

Taikymas

Sieros oksidas (IV) ir sieros rūgštis išblukina daugelį dažiklių, sudarydami su jais bespalvius junginius. Pastarasis kaitinant ar šviesoje gali vėl suirti, ko pasekoje atkuriama spalva. Todėl SO 2 ir H 2 SO 3 balinamasis poveikis skiriasi nuo chloro balinamojo poveikio. Paprastai sieros (IV) rksidas balina vilną, šilką ir šiaudus.

Svarbus pritaikymas yra kalcio hidrosulfito CaHSO 3 tirpalas (sulfito skystis), kuris naudojamas medienos ir popieriaus masės apdorojimui.