Tlenek siarki (IV) ma właściwości kwasowe, które przejawiają się w reakcjach z substancjami wykazującymi właściwości podstawowe. Właściwości kwasowe przejawiają się podczas interakcji z wodą. W takim przypadku powstaje roztwór kwasu siarkowego:

Stopień utlenienia siarki w dwutlenku siarki (+4) określa właściwości redukujące i utleniające dwutlenku siarki:

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

ok: S+4 + 4e => S0

Właściwości redukujące przejawiają się w reakcjach z silnymi środkami utleniającymi: tlenem, halogenami, kwasem azotowym, nadmanganianem potasu i innymi. Na przykład:

2SO2 + O2 = 2SO3

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

O20 + 4e => 2O-2 1

Dzięki silnym reduktorom gaz wykazuje właściwości utleniające. Na przykład, jeśli zmieszasz dwutlenek siarki i siarkowodór, oddziałują one w normalnych warunkach:

2H2S + SO2 = 3S + 2H2O

S-2 - 2e => S0 2

S+4 + 4e => S0 1

Kwas siarkawy istnieje tylko w roztworze. Jest niestabilny i rozkłada się na dwutlenek siarki i wodę. Kwas siarkawy nie jest mocnym kwasem. Jest kwasem o średniej sile, ulega stopniowej dysocjacji. Po dodaniu zasady do kwasu siarkowego tworzą się sole. Kwas siarkawy daje dwie serie soli: średnią - siarczyny i kwasową - podsiarczyny.

Tlenek siarki(VI)

Trójtlenek siarki wykazuje właściwości kwasowe. Reaguje gwałtownie z wodą i wydziela dużą ilość ciepła. Ta reakcja służy do uzyskania najważniejszego produktu przemysł chemiczny- Kwas Siarkowy.

SO3 + H2O = H2SO4

Ponieważ siarka w trójtlenku siarki ma najwyższy stopień utlenienia, tlenek siarki(VI) wykazuje właściwości utleniające. Na przykład utlenia halogenki, niemetale o niskiej elektroujemności:

2SO3 + C = 2SO2 + CO2

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

C0 - 4e => C+4 2

Reaguje kwas siarkowy trzy rodzaje: kwasowo-zasadowa, jonowymienna, redoks. Aktywnie oddziałuje również z substancjami organicznymi.

Reakcje kwasowo-zasadowe

Kwas siarkowy wykazuje właściwości kwasowe w reakcjach z zasadami i zasadowymi tlenkami. Reakcje te najlepiej przeprowadzać z rozcieńczonym kwasem siarkowym. O ile Kwas Siarkowy jest dwuzasadowy, może tworzyć zarówno średnie sole (siarczany), jak i sole kwaśne (wodorosiarczany).

Reakcje wymiany jonowej

Kwas siarkowy charakteryzuje się reakcjami wymiany jonowej. Jednocześnie oddziałuje z roztworami soli, tworząc osad, słaby kwas lub uwalniając gaz. Reakcje te przebiegają szybciej, gdy stosuje się 45% lub nawet więcej rozcieńczonego kwasu siarkowego. Wydzielanie gazu zachodzi w reakcjach z solami niestabilnych kwasów, które rozkładają się na gazy (węgiel, siarka, siarkowodór) lub na lotne kwasy, takie jak chlorowodorek.

Reakcje redoks

Kwas siarkowy najdobitniej przejawia swoje właściwości w reakcjach redoks, gdyż siarka w swoim składzie ma najwyższy stopień utlenienia +6. Utleniające właściwości kwasu siarkowego można znaleźć np. w reakcji z miedzią.

W cząsteczce kwasu siarkowego znajdują się dwa pierwiastki utleniające: atom siarki z S.O. +6 i jony wodorowe H+. Miedzi nie można utlenić wodorem do stopnia utlenienia +1, ale siarka może. To jest powód utleniania tak nieaktywnego metalu jak miedź kwasem siarkowym.

Dwutlenek siarki ma strukturę molekularną zbliżoną do ozonu. Atom siarki w środku cząsteczki jest związany z dwoma atomami tlenu. Ten gazowy produkt utleniania siarki jest bezbarwny, wydziela ostry zapach i łatwo skrapla się w klarowną ciecz w zmieniających się warunkach. Substancja dobrze rozpuszczalna w wodzie, posiada właściwości antyseptyczne. W duże ilości odbierać SO 2 w przemyśle chemicznym, a mianowicie w cyklu produkcji kwasu siarkowego. Gaz jest szeroko stosowany w przetwórstwie rolniczym i produkty żywieniowe, bielenie tkanin w przemyśle tekstylnym.

Nazwy systematyczne i trywialne substancji

Konieczne jest zrozumienie różnorodności terminów związanych z tym samym związkiem. Oficjalne imię znajomości, skład chemiczny co odzwierciedla formułę SO 2 - dwutlenek siarki. IUPAC zaleca stosowanie tego terminu i jego angielskiego odpowiednika, dwutlenku siarki. W podręcznikach dla szkół i uczelni często pojawia się inna nazwa – tlenek siarki (IV). Cyfra rzymska w nawiasie oznacza wartościowość atomu S. Tlen w tym tlenku jest dwuwartościowy, a stopień utlenienia siarki wynosi +4. W literaturze technicznej używa się takich przestarzałych terminów jak dwutlenek siarki, bezwodnik kwasu siarkawego (produkt jego odwodnienia).

Skład i cechy struktury molekularnej SO 2

Cząsteczka SO 2 składa się z jednego atomu siarki i dwóch atomów tlenu. Między wiązaniami kowalencyjnymi występuje kąt 120°. W atomie siarki zachodzi hybrydyzacja sp2 - chmury jednego s i dwóch elektronów p są wyrównane pod względem kształtu i energii. Zajmują się edukacją. wiązanie kowalencyjne między siarką a tlenem. W parze O–S odległość między atomami wynosi 0,143 nm. Tlen jest bardziej elektroujemny niż siarka, co oznacza, że ​​wiążące pary elektronów przesuwają się od środka do zewnętrznych narożników. Cała cząsteczka jest również spolaryzowana, biegunem ujemnym są atomy O, dodatnim jest atom S.

Niektóre parametry fizyczne dwutlenku siarki

Czterowartościowy tlenek siarki w normalnych dawkach środowisko zachowuje gazowy stan skupienia. Formuła dwutlenku siarki pozwala określić jego względną cząsteczkę i masa cząsteczkowa: Mr(SO 2) \u003d 64,066, M \u003d 64,066 g / mol (można zaokrąglić do 64 g / mol). Gaz ten jest prawie 2,3 razy cięższy od powietrza (M(powietrze) = 29 g/mol). Dwutlenek ma ostry specyficzny zapach palącej się siarki, który trudno pomylić z jakimkolwiek innym. Jest nieprzyjemny, podrażnia błony śluzowe oczu, powoduje kaszel. Ale tlenek siarki (IV) nie jest tak toksyczny jak siarkowodór.

pod presją w temperatura pokojowa gazowy dwutlenek siarki ulega skropleniu. Na niskie temperatury substancja jest w stanie stałym, topi się w temperaturze -72 ... -75,5 ° C. Wraz z dalszym wzrostem temperatury pojawia się ciecz, a przy -10,1 ° C ponownie powstaje gaz. Cząsteczki SO 2 są stabilne termicznie, rozkład na siarkę atomową i tlen cząsteczkowy następuje w bardzo wysokich temperaturach (około 2800 ºС).

Rozpuszczalność i interakcja z wodą

Dwutlenek siarki po rozpuszczeniu w wodzie częściowo oddziałuje z nim, tworząc bardzo słaby kwas siarkowy. W momencie odbioru natychmiast rozkłada się na bezwodnik i wodę: SO 2 + H 2 O ↔ H 2 SO 3. W rzeczywistości w roztworze nie występuje kwas siarkowy, ale uwodnione cząsteczki SO2. Dwutlenek gazowy lepiej oddziałuje z chłodną wodą, jego rozpuszczalność maleje wraz ze wzrostem temperatury. W normalnych warunkach może rozpuszczać się w 1 objętości wody do 40 objętości gazu.

Dwutlenek siarki w przyrodzie

Podczas erupcji wraz z gazami wulkanicznymi i lawą uwalniane są znaczne ilości dwutlenku siarki. Wiele działań człowieka zwiększa również stężenie SO 2 w atmosferze.

Dwutlenek siarki dostarczany jest do powietrza przez huty, w których podczas prażenia rudy nie są wychwytywane spaliny. Wiele paliw kopalnych zawiera siarkę, co powoduje uwalnianie znacznych ilości dwutlenku siarki do powietrze atmosferyczne przy spalaniu węgla, ropy, gazu, uzyskanego z nich paliwa. Dwutlenek siarki staje się toksyczny dla ludzi w stężeniu w powietrzu powyżej 0,03%. Osoba zaczyna duszność, mogą wystąpić zjawiska przypominające zapalenie oskrzeli i zapalenie płuc. Bardzo wysokie stężenie dwutlenku siarki w atmosferze może prowadzić do ciężkiego zatrucia lub śmierci.

Dwutlenek siarki - produkcja laboratoryjna i przemysłowa

Metody laboratoryjne:

1. Gdy siarka jest spalana w kolbie z tlenem lub powietrzem, dwutlenek otrzymuje się zgodnie ze wzorem: S + O 2 \u003d SO 2.
2. Możesz działać na sole kwasu siarkowego z silniejszymi kwasami nieorganicznymi, lepiej jest brać chlorowodorek, ale możesz rozcieńczyć siarkę:

• Na2SO3 + 2HCl \u003d 2NaCl + H2SO3;
• Na 2 SO 3 + H 2 SO 4 (różn.) \u003d Na 2 SO 4 + H 2 SO 3;
• H 2 SO 3 \u003d H 2 O + SO 2.

3. Kiedy miedź wchodzi w interakcję ze stężonym kwasem siarkowym, uwalniany jest nie wodór, ale dwutlenek siarki:

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

Nowoczesne sposoby produkcja przemysłowa dwutlenek siarki:

1. Utlenianie siarki naturalnej podczas jej spalania w specjalnych piecach: S + O 2 = SO 2.
2. Pieczony piryt żelazny (piryt).

Podstawowe właściwości chemiczne dwutlenku siarki

Dwutlenek siarki jest związkiem aktywnym chemicznie. W procesach redoks substancja ta często działa jako środek redukujący. Na przykład, gdy cząsteczkowy brom oddziałuje z dwutlenkiem siarki, produktami reakcji są kwas siarkowy i bromowodór. Właściwości utleniające SO 2 przejawiają się, gdy ten gaz jest przepuszczany przez wodę z siarkowodoru. W rezultacie uwalniana jest siarka, następuje samoutlenienie - samoleczenie: SO 2 + 2H 2 S \u003d 3S + 2H 2 O.

Dwutlenek siarki wykazuje właściwości kwasowe. Odpowiada jednemu z najsłabszych i najbardziej niestabilnych kwasów - siarkowym. Związek ten nie istnieje w czystej postaci, możliwe jest wykrycie kwasowości roztworu dwutlenku siarki za pomocą wskaźników (lakmus zmienia kolor na różowy). Kwas siarkawy daje średnie sole - siarczyny i kwasowe - podsiarczyny. Wśród nich są stabilne związki.

Proces utleniania siarki w ditlenku do stanu sześciowartościowego w bezwodniku siarkowym jest katalityczny. Powstała substancja silnie rozpuszcza się w wodzie, reaguje z cząsteczkami H 2 O. Reakcja jest egzotermiczna, powstaje kwas siarkowy, a raczej jego uwodniona forma.

Praktyczne wykorzystanie kwaśnego gazu

Główny proces przemysłowej produkcji kwasu siarkowego, który wymaga dwutlenku pierwiastka, składa się z czterech etapów:

1. Pozyskiwanie dwutlenku siarki poprzez spalanie siarki w specjalnych piecach.
2. Oczyszczanie powstałego dwutlenku siarki z wszelkiego rodzaju zanieczyszczeń.
3. Dalsze utlenianie do siarki sześciowartościowej w obecności katalizatora.
4. Absorpcja trójtlenku siarki przez wodę.

Wcześniej prawie cały dwutlenek siarki potrzebny do produkcji kwasu siarkowego na skalę przemysłową był uzyskiwany przez prażenie pirytu jako produktu ubocznego produkcji stali. Nowe sposoby przetwarzania surowców hutniczych zużywają mniej spalania rudy. Dlatego głównym materiałem wyjściowym do produkcji kwasu siarkowego w ostatnie lata stała się naturalną siarką. Znaczące światowe rezerwy tego surowca, jego dostępność umożliwia organizowanie przetwórstwa na dużą skalę.

Dwutlenek siarki znajduje szerokie zastosowanie nie tylko w przemyśle chemicznym, ale także w innych sektorach gospodarki. Zakłady tekstylne wykorzystują tę substancję i produkty jej chemicznej interakcji do wybielania tkanin jedwabnych i wełnianych. Jest to jeden z rodzajów wybielania bezchlorowego, w którym włókna nie ulegają zniszczeniu.

Dwutlenek siarki ma doskonałe właściwości dezynfekujące, który wykorzystywany jest w walce z grzybami i bakteriami. Dwutlenek siarki jest używany do odymiania magazynów rolnych, beczek na wino i piwnic. Używany przez SO 2 w Przemysł spożywczy jako środek konserwujący i przeciwbakteryjny. Dodaj do syropów, namocz w nim świeże owoce. Sulfityzacja
sok z buraków cukrowych odbarwia i dezynfekuje surowce. W puszkach przecier warzywny a soki zawierają również dwutlenek siarki jako przeciwutleniacz i środek konserwujący.

Stopień utlenienia +4 dla siarki jest dość stabilny i przejawia się w tetrahalogenkach SHal 4, oksodihalogenkach SOHal 2, ditlenku SO 2 i odpowiadających im anionach. Zapoznamy się z właściwościami dwutlenku siarki i kwasu siarkowego.

1.11.1. Tlenek siarki (IV) Struktura cząsteczki so2

Struktura cząsteczki SO 2 jest podobna do budowy cząsteczki ozonu. Atom siarki znajduje się w stanie hybrydyzacji sp 2, kształt orbitali jest regularnym trójkątem, molekuła ma kształt kanciasty. Atom siarki ma niewspólną parę elektronów. Długość wiązania S-O wynosi 0,143 nm, kąt wiązania wynosi 119,5°.

Struktura odpowiada następującym strukturom rezonansowym:

W przeciwieństwie do ozonu, krotność wiązania S–O wynosi 2, tj. główny wkład ma pierwsza struktura rezonansowa. Cząsteczka charakteryzuje się wysoką stabilnością termiczną.

Właściwości fizyczne

W normalnych warunkach dwutlenek siarki lub dwutlenek siarki jest bezbarwny gaz o ostrym duszącym zapachu, temperatura topnienia -75 °C, temperatura wrzenia -10 °C. Dobrze rozpuśćmy w wodzie, w temperaturze 20°C w 1 objętości wody rozpuszcza się 40 objętości dwutlenku siarki. Toksyczny gaz.

Właściwości chemiczne tlenku siarki (IV)

Dwutlenek siarki jest bardzo reaktywny. Dwutlenek siarki jest tlenkiem kwasowym. Jest dość rozpuszczalny w wodzie z tworzeniem hydratów. Częściowo oddziałuje również z wodą, tworząc słaby kwas siarkowy, który nie jest izolowany indywidualnie:

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

W wyniku dysocjacji powstają protony, więc roztwór ma kwaśne środowisko.

Gdy gazowy dwutlenek siarki przechodzi przez roztwór wodorotlenku sodu, powstaje siarczyn sodu. Siarczyn sodu reaguje z nadmiarem dwutlenku siarki, tworząc podsiarczyn sodu:

2NaOH + SO2 = Na2SO3 + H2O;

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

Dwutlenek siarki charakteryzuje się dwoistością redoks, np. wykazując właściwości redukujące, odbarwia wodę bromową:

SO2 + Br2 + 2H2O \u003d H2SO4 + 2HBr

oraz roztwór nadmanganianu potasu:

5SO2 + 2KMnO4 + 2H2O \u003d 2KНSO4 + 2MnSO4 + H2SO4.

utleniany tlenem do bezwodnika siarkowego:

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

Wykazuje właściwości utleniające podczas interakcji z silnymi środkami redukującymi, np.:

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

SO2 + 2H2 \u003d S + 2H2O.

Produkcja tlenku siarki (IV)

Płonąca siarka w powietrzu

S + O 2 \u003d SO 2.

Utlenianie siarczków

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

Działanie silnych kwasów na siarczyny metali

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

1.11.2. Kwas siarkowy i jego sole

Gdy dwutlenek siarki rozpuszcza się w wodzie, powstaje słaby kwas siarkowy, większość rozpuszczonego SO2 ma postać uwodnionego SO2H2O, po schłodzeniu uwalnia się również krystaliczny hydrat, tylko niewielka część cząsteczek kwasu siarkawego dysocjuje na jony siarczynowe i podsiarczynowe. W stanie wolnym kwas nie jest izolowany.

Będąc dwuzasadowym, tworzy dwa rodzaje soli: średnie - siarczyny i kwasowe - podsiarczyny. W wodzie rozpuszczają się tylko siarczyny metali alkalicznych i podsiarczyny metali alkalicznych i metali ziem alkalicznych.

4.doc

Siarka. Siarkowodór, siarczki, wodorosiarczki. Tlenki siarki (IV) i (VI). Kwasy siarkowy i siarkowy oraz ich sole. Estry kwasu siarkowego. Tiosiarczan sodu

4.1. Siarka

Siarka jest jednym z niewielu pierwiastków chemicznych, których ludzie używają od kilku tysiącleci. Jest szeroko rozpowszechniony w przyrodzie i występuje zarówno w stanie wolnym (siarka rodzima), jak iw związkach. Minerały zawierające siarkę można podzielić na dwie grupy - siarczki (piryty, połyski, blendy) oraz siarczany. Siarka rodzima występuje w dużych ilościach we Włoszech (wyspa Sycylia) oraz w USA. W WNP istnieją złoża rodzimej siarki w regionie Wołgi, w stanach Azja centralna, na Krymie i innych regionach.

Do minerałów pierwszej grupy należą: połysk ołowiowy PbS, połysk miedziany Cu 2 S, połysk srebrny - Ag 2 S, blenda cynkowa - ZnS, blenda kadmowa - CdS, piryt lub piryt żelazowy - FeS 2, chalkopiryt - CuFeS 2, cynober - HgS .

Minerały z drugiej grupy to gips CaSO 4 2H 2 O, mirabilit (sól Glaubera) - Na 2 SO 4 10H 2 O, ki-seryt - MgSO 4 H 2 O.

Siarka znajduje się w organizmach zwierząt i roślin, ponieważ wchodzi w skład cząsteczek białka. W oleju znajdują się organiczne związki siarki.

Paragon fiskalny

1. Po otrzymaniu siarki z związki naturalne na przykład z pirytów siarkowych jest podgrzewany do wysokich temperatur. Piryt siarki rozkłada się z utworzeniem siarczku żelaza (II) i siarki:

2. Siarka może być otrzymana przez utlenianie siarkowodoru przy braku tlenu zgodnie z reakcją:

2H2S + O2 \u003d 2S + 2H2O

3. Obecnie powszechne jest otrzymywanie siarki poprzez redukcję węgla dwutlenku siarki SO 2 - produktu ubocznego przy wytopie metali z rud siarki:

SO 2 + C \u003d CO 2 + S

4. Gazy odlotowe z pieców hutniczych i koksowniczych zawierają mieszaninę dwutlenku siarki i siarkowodoru. Ta mieszanina jest przepuszczana w wysokiej temperaturze przez katalizator:

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

^ Właściwości fizyczne

Siarka to kruche ciało stałe cytrynowo żółty. Jest praktycznie nierozpuszczalny w wodzie, ale dobrze rozpuszczalny w anilinie dwusiarczku węgla CS 2 i niektórych innych rozpuszczalnikach.

Słaby przewodnik ciepła i Elektryczność. Siarka tworzy kilka modyfikacji alotropowych:

1 . ^ Siarka rombowa (najbardziej stabilne), kryształy mają postać ośmiościanów.

Po podgrzaniu siarki zmienia się jej kolor i lepkość: najpierw powstaje jasnożółty, a następnie wraz ze wzrostem temperatury ciemnieje i staje się tak lepki, że nie wypływa z probówki, przy dalszym ogrzewaniu lepkość spada ponownie iw temperaturze 444,6 °C wrze siarka.

2. ^ Siarka jednoskośna - modyfikacja w postaci ciemnożółtych kryształów w kształcie igieł, otrzymywana przez powolne chłodzenie roztopionej siarki.

3. Siarka z tworzywa sztucznego powstają podczas wsypywania siarki podgrzanej do wrzenia zimna woda. Łatwo rozciąga się jak guma (patrz rys. 19).

Siarka naturalna składa się z mieszaniny czterech stabilnych izotopów: 32 16 S, 33 16 S, 34 16 S, 36 16 S.

^ Właściwości chemiczne

Atom siarki, mający niedokończoną część zewnętrzną poziom energii, może dodać dwa elektrony i wykazać stopień

Utlenianie -2. Siarka wykazuje ten stopień utlenienia w związkach z metalami i wodorem (Na 2 S, H 2 S). Przy podawaniu lub przyciąganiu elektronów do atomu bardziej elektroujemnego pierwiastka, stopień utlenienia siarki może wynosić +2, +4, +6.

Na zimno siarka jest stosunkowo obojętna, ale wraz ze wzrostem temperatury wzrasta jej reaktywność. 1. W przypadku metali siarka wykazuje właściwości utleniające. Podczas tych reakcji powstają siarczki (nie reaguje ze złotem, platyną i irydem): Fe + S = FeS

2. W normalnych warunkach siarka nie wchodzi w interakcje z wodorem, aw 150-200 ° C zachodzi reakcja odwracalna:

3. W reakcjach z metalami i wodorem siarka zachowuje się jak typowy środek utleniający, aw obecności silnych środków utleniających wykazuje właściwości redukujące.

S + 3F 2 \u003d SF 6 (nie reaguje z jodem)

4. Spalanie siarki w tlenie przebiega w 280°C, aw powietrzu 360°C. Tworzy to mieszaninę SO 2 i SO 3:

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

5. Po podgrzaniu bez dostępu powietrza siarka łączy się bezpośrednio z fosforem, węglem, wykazując właściwości utleniające:

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

6. Podczas interakcji z złożone substancje siarka zachowuje się przede wszystkim jako środek redukujący:

7. Siarka jest zdolna do reakcji dysproporcjonowania. Tak więc, gdy proszek siarki gotuje się z alkaliami, powstają siarczyny i siarczki:

Podanie

Siarka ma szerokie zastosowanie w przemyśle i rolnictwie. Około połowa jego produkcji wykorzystywana jest do produkcji kwasu siarkowego. Siarka służy do wulkanizacji gumy, która zamienia gumę w gumę.

W postaci barwnika siarkowego (drobny proszek) siarka jest używana do zwalczania chorób winnic i bawełny. Służy do uzyskiwania prochu strzelniczego, zapałek, kompozycji świetlnych. W medycynie maści siarkowe są przygotowywane do leczenia chorób skóry.

4.2. Siarkowodór, siarczki, hydrosiarczki

Siarkowodór jest analogiczny do wody. Jego elektroniczna formuła

Pokazuje, że w edukacji wiązania H-S-H zaangażowane dwa elektrony p poziom zewnętrzny atom siarki. Cząsteczka H 2 S ma kształt kanciasty, więc jest polarna.

^ Będąc na łonie natury

Siarkowodór występuje naturalnie w gazach wulkanicznych oraz w wodach niektórych źródeł mineralnych, takich jak Piatigorsk, Matsesta. Powstaje podczas rozpadu substancji organicznych zawierających siarkę różnych szczątków zwierzęcych i roślinnych. To wyjaśnia charakterystykę nieprzyjemny zapach Ścieki, szamba i wysypiska śmieci.

Paragon fiskalny

1. Siarkowodór można otrzymać przez bezpośrednie połączenie siarki z wodorem po podgrzaniu:

2. Ale zwykle otrzymuje się go przez działanie rozcieńczonego kwasu chlorowodorowego lub siarkowego na siarczek żelaza (III):

2HCl+FeS=FeCl2 +H2S 2H + +FeS=Fe2+ +H2S Tę reakcję często prowadzi się w aparacie Kippa.

^ Właściwości fizyczne

W normalnych warunkach siarkowodór jest bezbarwnym gazem o silnym charakterystycznym zapachu zgniłych jaj. Bardzo toksyczny, gdy jest wdychany, wiąże się z hemoglobiną, powodując paraliż, co nie jest rzadkością.

Ko prowadzi do śmierci. Mniej niebezpieczne w niskich stężeniach. Musisz z nim pracować dygestorium lub z hermetycznie zamkniętymi urządzeniami. Dopuszczalna zawartość H 2 S in pomieszczenia przemysłowe wynosi 0,01 mg na 1 litr powietrza.

Siarkowodór jest stosunkowo dobrze rozpuszczalny w wodzie (w 20°C 2,5 objętości siarkowodoru rozpuszcza się w 1 objętości wody).

Roztwór siarkowodoru w wodzie nazywany jest wodą siarkowodoru lub kwasem siarkowodoru (wykazuje właściwości słabego kwasu).

^ Właściwości chemiczne

1, Przy silnym ogrzewaniu siarkowodór prawie całkowicie rozkłada się z utworzeniem siarki i wodoru.

2. Gazowy siarkowodór spala się w powietrzu niebieskim płomieniem, tworząc tlenek siarki (IV) i wodę:

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

Przy braku tlenu powstaje siarka i woda: 2H 2 S + O 2 \u003d 2S + 2H 2 O

3. Siarkowodór jest dość silnym środkiem redukującym. Tę ważną właściwość chemiczną można wyjaśnić w następujący sposób. W roztworze H 2 S stosunkowo łatwo jest oddać elektrony cząsteczkom tlenu w powietrzu:

W tym samym czasie tlen z powietrza utlenia siarkowodór do siarki, co powoduje, że woda siarkowodoru jest mętna:

2H2S + O2 \u003d 2S + 2H2O

Wyjaśnia to również fakt, że siarkowodór nie gromadzi się w przyrodzie w bardzo dużych ilościach podczas rozpadu substancji organicznych - tlen atmosferyczny utlenia go do wolnej siarki.

4, Siarkowodór reaguje energicznie z roztworami halogenowymi, na przykład:

H2S+I2 =2HI+S Uwalnia się siarka i roztwór jodu odbarwia się.

5. Różne utleniacze reagują energicznie z siarkowodorem: pod działaniem kwas azotowy powstaje wolna siarka.

6. Roztwór siarkowodoru ma kwaśną reakcję z powodu dysocjacji:

H 2 SH + +HS - HS - H + +S -2

Zwykle dominuje pierwszy etap. Jest to bardzo słaby kwas: słabszy niż węglowy, który zwykle wypiera H 2 S z siarczków.

Siarczki i hydrosiarczki

Kwas siarkowodorowy, jako dwuzasadowy, tworzy dwie serie soli:

Medium - siarczki (Na 2 S);

Kwaśny - wodorosiarczki (NaHS).

Sole te można otrzymać: - przez oddziaływanie wodorotlenków z siarkowodorem: 2NaOH + H 2 S = Na 2 S + 2H 2 O

Poprzez bezpośrednie oddziaływanie siarki z metalami:

Wymień reakcję soli z H 2 S lub między solami:

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

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

Prawie wszystkie hydrosiarczki są dobrze rozpuszczalne w wodzie.

Siarczki metali alkalicznych i metali ziem alkalicznych są również łatwo rozpuszczalne w wodzie, bezbarwne.

Siarczki metali ciężkich są praktycznie nierozpuszczalne lub słabo rozpuszczalne w wodzie (FeS, MnS, ZnS); niektóre z nich nie rozpuszczają się w rozcieńczonych kwasach (CuS, PbS, HgS).

Jako sole słabego kwasu siarczki w roztworach wodnych są silnie hydrolizowane. Na przykład siarczki metale alkaliczne po rozpuszczeniu w wodzie mają odczyn alkaliczny:

Na2S+HOHNaHS+NaOH

Wszystkie siarczki, podobnie jak sam siarkowodór, są energetycznymi reduktorami:

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

Niektóre siarczki mają charakterystyczny kolor: CuS i PbS - czarny, CdS - żółty, ZnS - biały, MnS - różowy, SnS - brązowy, Al 2 S 3 - pomarańczowy. Analiza jakościowa kationów opiera się na różnej rozpuszczalności siarczków i różnych kolorach wielu z nich.

^ 4.3. Tlenek siarki(IV) i kwas siarkawy

Tlenek siarki (IV) lub dwutlenek siarki w normalnych warunkach jest bezbarwnym gazem o ostrym duszącym zapachu. Po schłodzeniu do -10°C upłynnia się w bezbarwną ciecz.

Paragon fiskalny

1. W warunkach laboratoryjnych tlenek siarki (IV) otrzymuje się z soli kwasu siarkowego poprzez działanie na nie silnych kwasów:

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 + \u003d 2SO2 +2H2O

2. Ponadto dwutlenek siarki powstaje w wyniku oddziaływania stężonego kwasu siarkowego po podgrzaniu z metalami o niskiej aktywności:

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. Tlenek siarki (IV) powstaje również podczas spalania siarki w powietrzu lub tlenie:

4. W warunkach przemysłowych SO 2 otrzymuje się przez prażenie pirytu FeS 2 lub rud siarki metali nieżelaznych (mieszanka cynku ZnS, połysk ołowiu PbS itp.):

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

Wzór strukturalny cząsteczki SO 2 :

W tworzeniu wiązań w cząsteczce SO 2 biorą udział cztery elektrony siarki i cztery elektrony z dwóch atomów tlenu. Wzajemne odpychanie łączących się par elektronów i niewspólnej pary elektronów siarki nadaje cząsteczce kanciasty kształt.

Właściwości chemiczne

1. Tlenek siarki (IV) wykazuje wszystkie właściwości tlenków kwasowych:

Interakcja z wodą

Interakcja z alkaliami,

Oddziaływanie z podstawowymi tlenkami.

2. Tlenek siarki (IV) charakteryzuje się właściwościami redukującymi:

S +4 O 2 +O 0 2 2S +6 O -2 3 (w obecności katalizatora, po podgrzaniu)

Ale w obecności silnych środków redukujących SO 2 zachowuje się jak środek utleniający:

Dualność redoks tlenku siarki (IV) tłumaczy się tym, że siarka ma w sobie stopień utlenienia +4, a zatem może, dając 2 elektrony, zostać utleniona do S +6, a otrzymując 4 elektrony, zredukować do S°. Przejaw tych lub innych właściwości zależy od charakteru reagującego składnika.

Tlenek siarki (IV) jest dobrze rozpuszczalny w wodzie (40 objętości SO 2 rozpuszcza się w 1 objętości w temperaturze 20 ° C). W tym przypadku kwas siarkowy występuje tylko w roztworze wodnym:

SO2 + H2OH2SO3

Reakcja jest odwracalna. W roztworze wodnym tlenek siarki (IV) i kwas siarkawy są w równowaga chemiczna, który można przenosić. Podczas wiązania H 2 SO 3 (neutralizacja kwasu

Ty) reakcja przebiega w kierunku powstania kwasu siarkawego; przy usuwaniu SO 2 (przedmuchiwanie roztworem azotu lub ogrzewanie) reakcja przebiega w kierunku materiałów wyjściowych. W roztworze kwasu siarkowego zawsze znajduje się tlenek siarki (IV), który nadaje mu ostry zapach.

Kwas siarkowy ma wszystkie właściwości kwasów. W rozwiązaniu dysocjuje w krokach:

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

Niestabilny termicznie, lotny. Kwas siarkawy, jako kwas dwuzasadowy, tworzy dwa rodzaje soli:

Medium - siarczyny (Na 2 SO 3);

Kwaśny - podsiarczyny (NaHSO 3).

Siarczyny powstają, gdy kwas jest całkowicie zneutralizowany zasadą:

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

Hydrosiarczyny otrzymuje się przy braku alkaliów:

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

Kwas siarkawy i jego sole mają zarówno właściwości utleniające, jak i redukujące, co jest determinowane przez charakter partnera reakcji.

1. Tak więc pod działaniem tlenu siarczyny utleniają się do siarczanów:

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

Utlenianie kwasu siarkowego bromem i nadmanganianem potasu przebiega jeszcze łatwiej:

5H 2 S +4 O 3 +2KMn +7 O 4 \u003d 2H 2 S +6 O 4 +2Mn +2 S +6 O 4 + K 2 S +6 O 4 + 3H 2 O

2. W obecności bardziej energetycznych reduktorów siarczyny wykazują właściwości utleniające:

Sole kwasu siarkawego rozpuszczają prawie wszystkie podsiarczyny i siarczyny metali alkalicznych.

3. Ponieważ H 2 SO 3 jest słabym kwasem, działanie kwasów na siarczyny i podsiarczyny uwalnia SO 2. Ta metoda jest zwykle stosowana przy otrzymywaniu SO 2 w warunkach laboratoryjnych:

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

4. Siarczyny rozpuszczalne w wodzie łatwo ulegają hydrolizie, w wyniku czego w roztworze wzrasta stężenie jonów OH - -:

Na 2 SO 3 + NOH (NaHSO 3 + NaOH)

Podanie

Tlenek siarki (IV) i kwas siarkawy odbarwiają wiele barwników, tworząc z nimi bezbarwne związki. Te ostatnie mogą ponownie się rozkładać po podgrzaniu lub w świetle, w wyniku czego przywracany jest kolor. Dlatego działanie wybielające SO 2 i H 2 SO 3 różni się od wybielającego działania chloru. Zwykle tlenek siarki (IV) wybiela wełnę, jedwab i słomę.

Tlenek siarki (IV) zabija wiele mikroorganizmów. Dlatego w celu zniszczenia grzybów pleśniowych odkażają wilgotne piwnice, piwnice, beczki po winie itp. Stosowany jest również w transporcie i przechowywaniu owoców i jagód. W dużych ilościach tlenek siarki IV) jest używany do produkcji kwasu siarkowego.

Ważna aplikacja znajduje roztwór podsiarczynu wapnia CaHSO 3 (ług siarczynowy), który jest stosowany do obróbki masy drzewnej i papierniczej.

^ 4.4. Tlenek siarki(VI). Kwas Siarkowy

Tlenek siarki (VI) (patrz tabela 20) to bezbarwna ciecz, która w temperaturze 16,8 ° C zestala się w stałą krystaliczną masę. Bardzo silnie pochłania wilgoć, tworząc kwas siarkowy: SO 3 + H 2 O \u003d H 2 SO 4

Tablica 20. Właściwości tlenków siarki

Rozpuszczaniu tlenków siarki (VI) w wodzie towarzyszy wydzielanie znacznej ilości ciepła.

Tlenek siarki (VI) jest bardzo dobrze rozpuszczalny w stężonym kwasie siarkowym. Roztwór SO3 w bezwodnym kwasie nazywa się oleum. Oleum mogą zawierać do 70% SO 3 .

Paragon fiskalny

1. Tlenek siarki (VI) jest wytwarzany przez utlenianie dwutlenku siarki tlenem atmosferycznym w obecności katalizatorów w temperaturze 450 ° C (patrz. Uzyskiwanie kwasu siarkowego):

2SO 2 + O 2 \u003d 2SO 3

2. Innym sposobem utlenienia SO 2 do SO 3 jest użycie tlenku azotu (IV) jako środka utleniającego:

Powstały tlenek azotu (II) podczas interakcji z tlenem atmosferycznym łatwo i szybko zamienia się w tlenek azotu (IV): 2NO + O 2 \u003d 2NO 2

Który ponownie może być użyty do utleniania SO 2 . Dlatego NO 2 działa jako nośnik tlenu. Ta metoda utleniania SO 2 do SO 3 nazywana jest azotem. Cząsteczka SO 3 ma kształt trójkąta, w środku którego

Atom siarki znajduje się:

Ta struktura wynika z wzajemnego odpychania wiążących par elektronów. Atom siarki dostarczył do ich powstania sześć zewnętrznych elektronów.

Właściwości chemiczne

1. SO 3 to typowy kwaśny tlenek.

2. Tlenek siarki (VI) ma właściwości silnego środka utleniającego.

Podanie

Tlenek siarki (VI) jest wykorzystywany do produkcji kwasu siarkowego. Najwyższa wartość To ma metoda kontaktu otrzymujący

Kwas Siarkowy. Tą metodą można uzyskać H 2 SO 4 o dowolnym stężeniu, a także oleum. Proces składa się z trzech etapów: uzyskanie SO 2 ; utlenianie SO2 do SO3; uzyskanie H 2 SO 4 .

SO 2 uzyskuje się przez wypalanie pirytu FeS 2 w specjalnych piecach: 4FeS 2 + 11O 2 \u003d 2Fe 2 O 3 + 8SO 2

Aby przyspieszyć wypalanie, piryt jest wstępnie kruszony, a dla pełniejszego wypalenia siarki wprowadza się znacznie więcej powietrza (tlenu) niż wymaga reakcja. Gaz opuszczający piec składa się z tlenku siarki (IV), tlenu, azotu, związków arsenu (z zanieczyszczeń w pirytach) i pary wodnej. Nazywa się to gazem prażącym.

Gaz prażący jest dokładnie oczyszczany, gdyż nawet niewielka zawartość związków arsenu, a także kurzu i wilgoci zatruwa katalizator. Gaz jest oczyszczany ze związków arsenu i pyłu, przepuszczając go przez specjalne elektrofiltry i wieżę myjącą; wilgoć jest absorbowana przez stężony kwas siarkowy w wieży suszącej. Oczyszczony gaz zawierający tlen jest podgrzewany w wymienniku ciepła do 450°C i wchodzi do aparatu kontaktowego. Wewnątrz aparatu kontaktowego znajdują się półki kratowe wypełnione katalizatorem.

Wcześniej jako katalizator stosowano drobno rozdrobnioną metaliczną platynę. Następnie został zastąpiony przez związki wanadu - tlenek wanadu (V) V 2 O 5 lub siarczan wanadylu VOSO 4 , które są tańsze od platyny i wolniej zatruwają.

Reakcja utleniania SO 2 do SO 3 jest odwracalna:

2SO 2 + O 2 2SO 3

Zwiększenie zawartości tlenu w gazie prażącym zwiększa uzysk tlenku siarki (VI): w temperaturze 450°C zwykle sięga 95% lub więcej.

Powstały tlenek siarki (VI) jest następnie podawany w przeciwprądzie do wieży absorpcyjnej, gdzie jest absorbowany przez stężony kwas siarkowy. W miarę nasycania najpierw powstaje bezwodny kwas siarkowy, a następnie oleum. Następnie oleum jest rozcieńczane do 98% kwasu siarkowego i dostarczane konsumentom.

Wzór strukturalny kwasu siarkowego:

^ Właściwości fizyczne

Kwas siarkowy to ciężka bezbarwna oleista ciecz, która krystalizuje w temperaturze +10,4°C, prawie dwukrotnie ( \u003d 1,83 g / cm 3) jest cięższy od wody, bezwonny, nielotny. Niezwykle gigroskopijny. Pochłania wilgoć z wydzieleniem dużej ilości ciepła, dzięki czemu nie można dodawać wody do stężonego kwasu siarkowego - kwas będzie się rozpryskiwał. Na czasy-

Dodatki kwasu siarkowego należy dodawać małymi porcjami do wody.

Bezwodny kwas siarkowy rozpuszcza do 70% tlenku siarki (VI). Po podgrzaniu oddziela SO3 aż do utworzenia roztworu o ułamku masowym H2SO4 98,3%. Bezwodny H 2 SO 4 prawie nie przewodzi prądu.

^ Właściwości chemiczne

1. Miesza się z wodą w dowolnym stosunku i tworzy hydraty o różnym składzie:

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

2. Stężony kwas siarkowy karbonizuje substancje organiczne – cukier, papier, drewno, włókno, pobierając z nich elementy wodne:

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

Powstały węgiel częściowo oddziałuje z kwasem:

Suszenie gazów opiera się na absorpcji wody przez kwas siarkowy.

Jak silny nielotny kwas H 2 SO 4 wypiera inne kwasy z suchych soli:

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

Jeśli jednak do roztworów soli doda się H 2 SO 4, wówczas wyparcie kwasów nie nastąpi.

H 2 SO 4 - mocny kwas dwuzasadowy: H 2 SO 4 H + + HSO - 4 HSO - 4 H + + SO 2- 4

Posiada wszystkie właściwości nielotnych mocnych kwasów.

Rozcieńczony kwas siarkowy charakteryzuje się wszystkimi właściwościami kwasów nieutleniających. Mianowicie: oddziałuje z metalami znajdującymi się w elektrochemicznym szeregu napięć metali aż do wodoru:

Oddziaływanie z metalami wynika z redukcji jonów wodorowych.

6. Stężony kwas siarkowy jest silnym utleniaczem. Po podgrzaniu utlenia większość metali, w tym te znajdujące się w elektrochemicznej serii napięć za wodorem, nie reaguje tylko z platyną i złotem. W zależności od aktywności metalu, jako produkty redukujące można stosować S-2, S° i S+4.

Na zimno stężony kwas siarkowy nie wchodzi w interakcje z tak mocnymi metalami jak aluminium, żelazo, chrom. Wynika to z pasywacji metali. Ta cecha jest szeroko stosowana podczas transportu w żelaznym pojemniku.

Jednak po podgrzaniu:

Tak więc stężony kwas siarkowy oddziałuje z metalami poprzez redukcję atomów środka kwasotwórczego.

Jakościową reakcją na jon siarczanowy SO2-4 jest tworzenie białego krystalicznego osadu BaSO4, nierozpuszczalnego w wodzie i kwasach:

SO 2- 4 + Ba +2 BaSO 4 

Podanie

Kwas siarkowy to najważniejszy produkt główny przemysł chemiczny zajmujący się produkcją nie-

kwasy organiczne, zasady, sole, nawozy mineralne i chlor.

Pod względem różnorodności zastosowań kwas siarkowy zajmuje pierwsze miejsce wśród kwasów. Największa liczba służy do pozyskiwania nawozów fosforowych i azotowych. Jako nielotny kwas siarkowy służy do otrzymywania innych kwasów – chlorowodorowego, fluorowodorowego, fosforowego i octowego.

Dużo z tego idzie na oczyszczanie produktów naftowych - benzyny, nafty, olejów smarowych - od szkodliwe zanieczyszczenia. W inżynierii mechanicznej kwas siarkowy stosuje się do czyszczenia powierzchni metalu z tlenków przed powlekaniem (niklowanie, chromowanie itp.). Kwas siarkowy znajduje zastosowanie w produkcji materiałów wybuchowych, włókien sztucznych, barwników, tworzyw sztucznych i wielu innych. Służy do napełniania baterii.

Ważne są sole kwasu siarkowego.

^ Siarczan sodu Na 2 SO 4 krystalizuje z wodnych roztworów w postaci hydratu Na 2 SO 4 10 H 2 O, który nazywa się solą glaubera. Stosowany w medycynie jako środek przeczyszczający. Do produkcji sody i szkła stosuje się bezwodny siarczan sodu.

^ Siarczan amonu(NH 4) 2 SO 4 - nawóz azotowy.

siarczan potasu K 2 SO 4 - nawóz potasowy.

Siarczan wapnia CaSO 4 występuje w naturze w postaci minerału gipsowego CaSO 4 2H 2 O. Po podgrzaniu do 150 ° C traci część wody i zamienia się w hydrat o składzie 2CaSO 4 H 2 O, zwany palonym gipsem lub alabaster. Alabaster po zmieszaniu z wodą na masę ciasta po chwili ponownie twardnieje zamieniając się w CaSO 4 2H 2 O. Gips ma szerokie zastosowanie w budownictwie (tynk).

^ Siarczan magnezu MgSO 4 znajduje się w wodzie morskiej, powodując jej gorzki smak. Krystaliczny hydrat, zwany gorzka solą, jest używany jako środek przeczyszczający.

witriol- nazwa techniczna krystalicznych siarczanów metali Fe, Cu, Zn, Ni, Co (sole odwodnione nie są witriolami). niebieski witriol CuSO 4 5H 2 O - substancja trująca koloru niebieskiego. Rośliny spryskuje się rozcieńczonym roztworem, a nasiona zaprawia się przed siewem. kałamarz FeSO 4 7H 2 O to jasnozielona substancja. Stosowany do zwalczania szkodników roślin, przygotowywania tuszów, farb mineralnych itp. witriol cynkowy ZnSO 4 7H 2 O jest stosowany w produkcji farb mineralnych, w druku perkalowym i medycynie.

^ 4.5. Estry kwasu siarkowego. Tiosiarczan sodu

Estry kwasu siarkowego obejmują siarczany dialkilu (RO2)SO2. Są to ciecze wysokowrzące; niższe są rozpuszczalne w wodzie; w obecności zasad tworzą alkohol i sole kwasu siarkowego. Siarczany niższego dialkilu są środkami alkilującymi.

siarczan dietylu(C2H5)2SO4. Temperatura topnienia -26°C, temperatura wrzenia 210°C, rozpuszczalny w alkoholach, nierozpuszczalny w wodzie. Otrzymywany przez oddziaływanie kwasu siarkowego z etanolem. Jest środkiem etylowym w syntezie organicznej. Przenika przez skórę.

siarczan dimetylu(CH3)2SO4. Temperatura topnienia -26,8°C, temperatura wrzenia 188,5°C. Rozpuśćmy się w alkoholach, jest źle - w wodzie. Reaguje z amoniakiem bez rozpuszczalnika (wybuchowo); sulfonuje niektóre związki aromatyczne, takie jak estry fenolowe. Otrzymywany w wyniku oddziaływania 60% oleum z metanolem w temperaturze 150 C. Jest środkiem metylującym w syntezie organicznej. Rakotwórczy, wpływa na oczy, skórę, narządy oddechowe.

^ Tiosiarczan sodu Na2S2O3

Sól kwasu tiosiarkowego, w której dwa atomy siarki mają różne stopnie utlenienia: +6 i -2. Substancja krystaliczna, dobrze rozpuszczalna w wodzie. Wytwarzany jest w postaci krystalicznego hydratu Na 2 S 2 O 3 5H 2 O, potocznie zwanego podsiarczynem. Otrzymywany przez oddziaływanie siarczynu sodu z siarką podczas wrzenia:

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

Podobnie jak kwas tiosiarkowy jest silnym reduktorem, łatwo utlenia się chlorem do kwasu siarkowego:

Na 2 S 2 O 3 + 4Cl2 + 5H2O \u003d 2H2SO4 + 2NaCl + 6HCl

Na tej reakcji opierało się zastosowanie tiosiarczanu sodu do pochłaniania chloru (w pierwszych maskach gazowych).

Tiosiarczan sodu jest nieco inaczej utleniany przez słabe środki utleniające. W tym przypadku powstają sole kwasu tetrationowego, na przykład:

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

Tiosiarczan sodu jest produktem ubocznym przy produkcji NaHSO 3 , barwników siarkowych, przy oczyszczaniu gazów przemysłowych z siarki. Służy do usuwania śladów chloru po bieleniu tkanin, do ekstrakcji srebra z rud; jest utrwalaczem w fotografii, odczynnikiem w jodometrii, antidotum na zatrucia arsenem, związkami rtęci, środkiem przeciwzapalnym.

Tlenek siarki(IV) i kwas siarkawy

Tlenek siarki (IV) lub dwutlenek siarki w normalnych warunkach jest bezbarwnym gazem o ostrym duszącym zapachu. Po schłodzeniu do -10°C upłynnia się w bezbarwną ciecz.

Paragon fiskalny

1. W warunkach laboratoryjnych tlenek siarki (IV) otrzymuje się z soli kwasu siarkowego poprzez działanie na nie silnych kwasów:

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 + \u003d 2SO2 + 2H2O

2. Ponadto dwutlenek siarki powstaje w wyniku oddziaływania stężonego kwasu siarkowego po podgrzaniu z metalami o niskiej aktywności:

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. Tlenek siarki (IV) powstaje również podczas spalania siarki w powietrzu lub tlenie:

4. W warunkach przemysłowych SO 2 otrzymuje się przez prażenie pirytu FeS 2 lub rud siarki metali nieżelaznych (mieszanka cynku ZnS, połysk ołowiu PbS itp.):

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

Wzór strukturalny cząsteczki SO 2 :

W tworzeniu wiązań w cząsteczce SO 2 biorą udział cztery elektrony siarki i cztery elektrony z dwóch atomów tlenu. Wzajemne odpychanie łączących się par elektronów i niedzielonej pary elektronów siarki nadaje cząsteczce kanciasty kształt.

Właściwości chemiczne

1. Tlenek siarki (IV) wykazuje wszystkie właściwości tlenków kwasowych:

Interakcja z wodą

Interakcja z alkaliami,

Oddziaływanie z podstawowymi tlenkami.

2. Tlenek siarki (IV) charakteryzuje się właściwościami redukującymi:

S +4 O 2 + O 0 2 "2S +6 O -2 3 (w obecności katalizatora po podgrzaniu)

Ale w obecności silnych środków redukujących SO 2 zachowuje się jak środek utleniający:

Dualność redoks tlenku siarki (IV) tłumaczy się tym, że siarka ma w sobie stopień utlenienia +4, a zatem może, dając 2 elektrony, zostać utleniona do S +6, a otrzymując 4 elektrony, zredukować do S°. Przejaw tych lub innych właściwości zależy od charakteru reagującego składnika.

Tlenek siarki (IV) jest dobrze rozpuszczalny w wodzie (40 objętości SO 2 rozpuszcza się w 1 objętości w temperaturze 20 ° C). W tym przypadku kwas siarkowy występuje tylko w roztworze wodnym:

SO2 + H2O „H2SO3

Reakcja jest odwracalna. W roztworze wodnym tlenek siarki (IV) i kwas siarkowy znajdują się w równowadze chemicznej, która może zostać wyparta. Podczas wiązania H 2 SO 3 (neutralizacja kwasu

u) reakcja przebiega w kierunku tworzenia kwasu siarkawego; przy usuwaniu SO 2 (przedmuchiwanie roztworem azotu lub ogrzewanie) reakcja przebiega w kierunku materiałów wyjściowych. Roztwór kwasu siarkowego zawsze zawiera tlenek siarki (IV), który nadaje mu ostry zapach.

Kwas siarkowy ma wszystkie właściwości kwasów. Dysocjuje w roztworze krok po kroku:

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

Niestabilny termicznie, lotny. Kwas siarkawy, jako kwas dwuzasadowy, tworzy dwa rodzaje soli:

Medium - siarczyny (Na 2 SO 3);

Kwaśny - podsiarczyny (NaHSO 3).

Siarczyny powstają, gdy kwas jest całkowicie zneutralizowany zasadą:

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

Hydrosiarczyny otrzymuje się przy braku alkaliów:

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

Kwas siarkawy i jego sole mają zarówno właściwości utleniające, jak i redukujące, co jest determinowane przez charakter partnera reakcji.

1. Tak więc pod działaniem tlenu siarczyny utleniają się do siarczanów:

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

Utlenianie kwasu siarkowego bromem i nadmanganianem potasu przebiega jeszcze łatwiej:

5H 2 S +4 O 3 +2KMn +7 O 4 \u003d 2H 2 S +6 O 4 +2Mn +2 S +6 O 4 + K 2 S +6 O 4 + 3H 2 O

2. W obecności bardziej energetycznych reduktorów siarczyny wykazują właściwości utleniające:

Sole kwasu siarkawego rozpuszczają prawie wszystkie podsiarczyny i siarczyny metali alkalicznych.

3. Ponieważ H 2 SO 3 jest słabym kwasem, działanie kwasów na siarczyny i podsiarczyny uwalnia SO 2. Ta metoda jest zwykle stosowana przy otrzymywaniu SO 2 w laboratorium:

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

4. Siarczyny rozpuszczalne w wodzie łatwo ulegają hydrolizie, w wyniku czego w roztworze wzrasta stężenie jonów OH - -:

Na2SO3 + NIE „NaHSO3 + NaOH

Podanie

Tlenek siarki (IV) i kwas siarkawy odbarwiają wiele barwników, tworząc z nimi bezbarwne związki. Te ostatnie mogą ponownie się rozkładać po podgrzaniu lub w świetle, w wyniku czego przywracany jest kolor. Dlatego efekt wybielający SO 2 i H 2 SO 3 różni się od efektu wybielającego chloru. Zwykle tlenek siarki (IV) wybiela wełnę, jedwab i słomę.

Tlenek siarki (IV) zabija wiele mikroorganizmów. Dlatego w celu zniszczenia grzybów pleśniowych odkażają wilgotne piwnice, piwnice, beczki po winie itp. Stosowany jest również w transporcie i przechowywaniu owoców i jagód. W dużych ilościach tlenek siarki IV) jest używany do produkcji kwasu siarkowego.

Ważnym zastosowaniem jest roztwór podsiarczynu wapnia CaHSO 3 (ług siarczynowy), który jest używany do obróbki masy drzewnej i papierniczej.