ไพไรต์ซัลเฟอร์ออกไซด์ 4. ซัลเฟอร์ไดออกไซด์ - คุณสมบัติทางกายภาพ การผลิตและการใช้งาน

ซัลเฟอร์ออกไซด์ (IV) มีคุณสมบัติเป็นกรดซึ่งปรากฏในปฏิกิริยากับสารที่มีคุณสมบัติพื้นฐาน คุณสมบัติของกรดจะปรากฏเมื่อทำปฏิกิริยากับน้ำ ในกรณีนี้จะเกิดสารละลายกรดซัลฟิวริก:

สถานะออกซิเดชันของกำมะถันในซัลเฟอร์ไดออกไซด์ (+4) กำหนดคุณสมบัติการลดและออกซิไดซ์ของซัลเฟอร์ไดออกไซด์:

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

ต.ค.: S+4 + 4e => S0

คุณสมบัติการลดแสดงในปฏิกิริยากับตัวออกซิไดซ์ที่แรง: ออกซิเจน ฮาโลเจน กรดไนตริก โพแทสเซียมเปอร์แมงกาเนตและอื่น ๆ ตัวอย่างเช่น:

2SO2 + O2 = 2SO3

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

O20 + 4e => 2O-2 1

ด้วยตัวรีดิวซ์ที่แรง ก๊าซจะแสดงคุณสมบัติในการออกซิไดซ์ ตัวอย่างเช่น หากคุณผสมซัลเฟอร์ไดออกไซด์กับไฮโดรเจนซัลไฟด์ พวกมันจะมีปฏิกิริยาต่อกันภายใต้สภาวะปกติ:

2H2S + SO2 = 3S + 2H2O

S-2 - 2e => S0 2

S+4 + 4e => S0 1

กรดกำมะถันมีอยู่ในสารละลายเท่านั้น ไม่เสถียรและสลายตัวเป็นซัลเฟอร์ไดออกไซด์และน้ำ กรดกำมะถันไม่ใช่กรดแก่ เป็นกรดที่มีความแรงปานกลางและแตกตัวเป็นขั้นๆ เมื่อเติมด่างลงในกรดซัลฟิวริกจะเกิดเกลือขึ้น กรดกำมะถันให้เกลือสองชุด: ปานกลาง - ซัลไฟต์และกรด - ไฮโดรซัลไฟต์

ซัลเฟอร์(VI) ออกไซด์

ซัลเฟอร์ไตรออกไซด์มีคุณสมบัติเป็นกรด มันทำปฏิกิริยารุนแรงกับน้ำและปล่อยความร้อนออกมาเป็นจำนวนมาก ปฏิกิริยานี้ใช้เพื่อให้ได้ผลิตภัณฑ์ที่สำคัญที่สุด อุตสาหกรรมเคมี- กรดซัลฟูริก.

SO3 + H2O = H2SO4

เนื่องจากกำมะถันในซัลเฟอร์ไตรออกไซด์มีสถานะออกซิเดชันสูงสุด ซัลเฟอร์(VI) ออกไซด์จึงแสดงคุณสมบัติในการออกซิไดซ์ ตัวอย่างเช่น มันออกซิไดซ์เฮไลด์ที่ไม่ใช่โลหะที่มีอิเล็กโตรเนกาติวีตี้ต่ำ:

2SO3 + C = 2SO2 + CO2

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

C0 - 4e => C+4 2

กรดซัลฟิวริกทำปฏิกิริยา สามประเภท: กรด-เบส, การแลกเปลี่ยนไอออน, รีดอกซ์ มันยังทำปฏิกิริยากับสารอินทรีย์อย่างแข็งขัน

ปฏิกิริยากรด-เบส

กรดซัลฟิวริกแสดงคุณสมบัติที่เป็นกรดในการทำปฏิกิริยากับเบสและออกไซด์พื้นฐาน ปฏิกิริยาเหล่านี้ทำได้ดีที่สุดด้วยกรดซัลฟิวริกเจือจาง ตราบเท่าที่ กรดซัลฟูริกเป็นไดเบสิก สามารถสร้างได้ทั้งเกลือขนาดกลาง (ซัลเฟต) และเกลือที่เป็นกรด (ไฮโดรซัลเฟต)

ปฏิกิริยาการแลกเปลี่ยนไอออน

กรดซัลฟิวริกมีลักษณะเฉพาะโดยปฏิกิริยาการแลกเปลี่ยนไอออน ในเวลาเดียวกัน มันทำปฏิกิริยากับสารละลายเกลือ ก่อตัวเป็นตะกอน กรดอ่อนๆ หรือปล่อยก๊าซออกมา ปฏิกิริยาเหล่านี้ดำเนินไปในอัตราที่เร็วขึ้นเมื่อใช้กรดซัลฟิวริกเจือจาง 45% หรือมากกว่านั้น วิวัฒนาการของแก๊สเกิดขึ้นในปฏิกิริยากับเกลือของกรดที่ไม่เสถียร ซึ่งสลายตัวเป็นก๊าซ (คาร์บอนิก ซัลเฟอร์ ไฮโดรเจนซัลไฟด์) หรือกลายเป็นกรดระเหย เช่น ไฮโดรคลอริก

ปฏิกิริยารีดอกซ์

กรดกำมะถันแสดงคุณสมบัติของมันอย่างชัดเจนที่สุดในปฏิกิริยารีดอกซ์เนื่องจากกำมะถันในองค์ประกอบของมันมีสถานะออกซิเดชันสูงสุดที่ +6 คุณสมบัติการออกซิไดซ์ของกรดซัลฟิวริกสามารถพบได้ในปฏิกิริยา เช่น กับทองแดง

มีสององค์ประกอบออกซิไดซ์ในโมเลกุลของกรดซัลฟิวริก: อะตอมของกำมะถันที่มี S.O. +6 และไฮโดรเจนไอออน H+ ทองแดงไม่สามารถออกซิไดซ์โดยไฮโดรเจนให้อยู่ในสถานะ +1 ออกซิเดชัน แต่สามารถกำมะถันได้ นี่คือสาเหตุของการเกิดออกซิเดชันของโลหะที่ไม่ใช้งานเช่นทองแดงที่มีกรดซัลฟิวริก

ซัลเฟอร์ไดออกไซด์มีโครงสร้างโมเลกุลคล้ายกับโอโซน อะตอมของกำมะถันที่อยู่ตรงกลางของโมเลกุลนั้นถูกพันธะกับออกซิเจนสองอะตอม ผลิตภัณฑ์จากก๊าซซัลเฟอร์ออกซิเดชันไม่มีสี มีกลิ่นฉุน ควบแน่นเป็นของเหลวใสได้อย่างง่ายดายภายใต้สภาวะที่เปลี่ยนแปลง สารนี้ละลายได้สูงในน้ำมีคุณสมบัติในการฆ่าเชื้อ ที่ ปริมาณมากได้รับ SO2 ในอุตสาหกรรมเคมี ได้แก่ วงจรการผลิตกรดซัลฟิวริก ก๊าซนี้ใช้กันอย่างแพร่หลายในการแปรรูปทางการเกษตรและ ผลิตภัณฑ์อาหาร, การฟอกผ้าในอุตสาหกรรมสิ่งทอ

ชื่อที่เป็นระบบและไม่สำคัญของสาร

จำเป็นต้องเข้าใจคำศัพท์ที่หลากหลายที่เกี่ยวข้องกับสารประกอบเดียวกัน ชื่อเป็นทางการการเชื่อมต่อ องค์ประกอบทางเคมีซึ่งสะท้อนถึงสูตร SO 2 - ซัลเฟอร์ไดออกไซด์ IUPAC แนะนำให้ใช้คำนี้และซัลเฟอร์ไดออกไซด์ที่เทียบเท่าในภาษาอังกฤษ หนังสือเรียนสำหรับโรงเรียนและมหาวิทยาลัยมักกล่าวถึงชื่ออื่น - ซัลเฟอร์ออกไซด์ (IV) เลขโรมันในวงเล็บแสดงถึงความจุของอะตอม S ออกซิเจนในออกไซด์นี้เป็นไบวาเลนต์และเลขออกซิเดชันของกำมะถันคือ +4 เอกสารทางเทคนิคใช้คำศัพท์ที่ล้าสมัย เช่น ซัลเฟอร์ไดออกไซด์ แอนไฮไดรด์กำมะถัน (ผลิตภัณฑ์จากการคายน้ำ)

องค์ประกอบและคุณสมบัติของโครงสร้างโมเลกุลของ SO 2

โมเลกุล SO 2 เกิดจากอะตอมของกำมะถันหนึ่งอะตอมและออกซิเจนสองอะตอม มีมุม 120° ระหว่างพันธะโควาเลนต์ ในอะตอมของกำมะถัน การผสมพันธุ์ sp2 เกิดขึ้น - เมฆของอิเล็กตรอน s และ p สองอิเล็กตรอนจะเรียงตัวกันในรูปทรงและพลังงาน พวกเขามีส่วนร่วมในการศึกษา พันธะโควาเลนต์ระหว่างกำมะถันกับออกซิเจน ในคู่ O–S ระยะห่างระหว่างอะตอมคือ 0.143 นาโนเมตร ออกซิเจนมีอิเลคโตรเนกาติตีมากกว่ากำมะถัน ซึ่งหมายความว่าคู่อิเล็กตรอนที่ยึดเหนี่ยวจะเคลื่อนที่จากจุดศูนย์กลางไปยังมุมด้านนอก ทั้งโมเลกุลก็มีโพลาไรซ์เช่นกัน ขั้วลบคืออะตอม O ขั้วบวกคืออะตอม S

พารามิเตอร์ทางกายภาพบางประการของซัลเฟอร์ไดออกไซด์

กำมะถันออกไซด์สี่เท่าในอัตราปกติ สิ่งแวดล้อมยังคงสถานะการรวมตัวของก๊าซ สูตรซัลเฟอร์ไดออกไซด์ช่วยให้คุณกำหนดโมเลกุลสัมพัทธ์และ มวลกราม: Mr(SO 2) \u003d 64.066, M \u003d 64.066 g / mol (สามารถปัดเศษขึ้นได้ถึง 64 g / mol) ก๊าซนี้หนักกว่าอากาศเกือบ 2.3 เท่า (M(อากาศ) = 29 กรัม/โมล) ไดออกไซด์มีกลิ่นฉุนของกำมะถันที่ไหม้เกรียมซึ่งยากที่จะสับสนกับสิ่งอื่น ไม่เป็นที่พอใจระคายเคืองต่อเยื่อเมือกของดวงตาทำให้เกิดอาการไอ แต่ซัลเฟอร์ออกไซด์ (IV) ไม่เป็นพิษเท่ากับไฮโดรเจนซัลไฟด์

ภายใต้ความกดดันที่ อุณหภูมิห้องก๊าซซัลเฟอร์ไดออกไซด์ถูกทำให้เป็นของเหลว ที่ อุณหภูมิต่ำสารอยู่ในสถานะของแข็งละลายที่ -72 ... -75.5 ° C เมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้นอีกของเหลวก็ปรากฏขึ้นและที่ -10.1 ° C ก๊าซก็ก่อตัวขึ้นอีกครั้ง โมเลกุล SO 2 มีความคงตัวทางความร้อน การสลายตัวเป็นกำมะถันของอะตอมและออกซิเจนระดับโมเลกุลเกิดขึ้นที่อุณหภูมิสูงมาก (ประมาณ 2800 ºС)

ความสามารถในการละลายและปฏิกิริยากับน้ำ

ซัลเฟอร์ไดออกไซด์เมื่อละลายในน้ำ บางส่วนทำปฏิกิริยากับมันเพื่อสร้างกรดซัลเฟอร์ที่อ่อนแอมาก เมื่อได้รับจะสลายตัวเป็นแอนไฮไดรด์และน้ำทันที SO 2 + H 2 O ↔ H 2 SO 3 อันที่จริง กรดกำมะถันไม่มีอยู่ในสารละลาย แต่มีโมเลกุล SO 2 ที่ให้ความชุ่มชื้น ก๊าซไดออกไซด์ทำปฏิกิริยากับน้ำเย็นได้ดีขึ้น ความสามารถในการละลายจะลดลงเมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้น ภายใต้สภาวะปกติสามารถละลายในน้ำ 1 ปริมาตร ได้ถึง 40 ปริมาตรของแก๊ส

ซัลเฟอร์ไดออกไซด์ในธรรมชาติ

ปริมาณก๊าซซัลเฟอร์ไดออกไซด์ที่มีนัยสำคัญจะถูกปล่อยออกมาพร้อมกับก๊าซภูเขาไฟและลาวาในระหว่างการปะทุ กิจกรรมของมนุษย์หลายอย่างยังเพิ่มความเข้มข้นของ SO 2 ในบรรยากาศอีกด้วย

ซัลเฟอร์ไดออกไซด์ถูกส่งไปยังอากาศโดยโรงงานโลหะวิทยา ซึ่งก๊าซไอเสียจะไม่ถูกดักจับระหว่างการคั่วแร่ เชื้อเพลิงฟอสซิลจำนวนมากมีกำมะถัน ส่งผลให้มีการปล่อยก๊าซซัลเฟอร์ไดออกไซด์จำนวนมากเข้าสู่ อากาศในบรรยากาศเมื่อเผาถ่านหิน น้ำมัน ก๊าซ เชื้อเพลิงที่ได้จากพวกมัน ซัลเฟอร์ไดออกไซด์เป็นพิษต่อมนุษย์ที่ความเข้มข้นในอากาศสูงกว่า 0.03% คนเริ่มหายใจถี่อาจมีปรากฏการณ์คล้ายหลอดลมอักเสบและปอดบวม ความเข้มข้นของซัลเฟอร์ไดออกไซด์ในบรรยากาศที่สูงมากอาจทำให้เป็นพิษร้ายแรงหรือถึงแก่ชีวิตได้

ซัลเฟอร์ไดออกไซด์ - การผลิตในห้องปฏิบัติการและในอุตสาหกรรม

วิธีการทางห้องปฏิบัติการ:

เมื่อกำมะถันถูกเผาในขวดที่มีออกซิเจนหรืออากาศ ไดออกไซด์จะได้รับตามสูตร: S + O 2 \u003d SO 2
คุณสามารถทำปฏิกิริยากับเกลือของกรดกำมะถันด้วยกรดอนินทรีย์ที่แรงกว่าได้ดีกว่าถ้าใช้ไฮโดรคลอริก แต่คุณสามารถเจือจางซัลฟิวริกได้:

นา 2 SO 3 + 2HCl \u003d 2NaCl + H 2 SO 3;
Na 2 SO 3 + H 2 SO 4 (แตกต่าง) \u003d Na 2 SO 4 + H 2 SO 3;
H 2 SO 3 \u003d H 2 O + SO 2

3. เมื่อทองแดงทำปฏิกิริยากับกรดซัลฟิวริกเข้มข้นจะไม่มีการปลดปล่อยไฮโดรเจน แต่เป็นซัลเฟอร์ไดออกไซด์:

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

วิถีสมัยใหม่ การผลิตภาคอุตสาหกรรมซัลเฟอร์ไดออกไซด์:

การเกิดออกซิเดชันของกำมะถันธรรมชาติระหว่างการเผาไหม้ในเตาเผาพิเศษ: S + O 2 = SO 2
เหล็กย่างไพไรต์ (pyrite)

คุณสมบัติทางเคมีพื้นฐานของซัลเฟอร์ไดออกไซด์

ซัลเฟอร์ไดออกไซด์เป็นสารประกอบที่ออกฤทธิ์ทางเคมี ในกระบวนการรีดอกซ์ สารนี้มักทำหน้าที่เป็นตัวรีดิวซ์ ตัวอย่างเช่น เมื่อโมเลกุลโบรมีนทำปฏิกิริยากับซัลเฟอร์ไดออกไซด์ ผลิตภัณฑ์จากปฏิกิริยาคือกรดซัลฟิวริกและไฮโดรเจนโบรไมด์ คุณสมบัติการออกซิไดซ์ของ SO 2 นั้นแสดงออกมาหากก๊าซนี้ถูกส่งผ่านน้ำไฮโดรเจนซัลไฟด์ เป็นผลให้กำมะถันถูกปล่อยออกซิเดชั่นด้วยตนเอง - การรักษาตัวเองเกิดขึ้น: SO 2 + 2H 2 S \u003d 3S + 2H 2 O

ซัลเฟอร์ไดออกไซด์มีคุณสมบัติเป็นกรด มันสอดคล้องกับกรดกำมะถันที่อ่อนแอที่สุดและไม่เสถียรที่สุดชนิดหนึ่ง สารประกอบนี้ไม่มีอยู่ในรูปบริสุทธิ์ เป็นไปได้ที่จะตรวจจับคุณสมบัติที่เป็นกรดของสารละลายซัลเฟอร์ไดออกไซด์โดยใช้ตัวบ่งชี้ (สารสีน้ำเงินเปลี่ยนเป็นสีชมพู) กรดกำมะถันให้เกลือปานกลาง - ซัลไฟต์และกรด - ไฮโดรซัลไฟต์ ในหมู่พวกเขามีสารประกอบที่เสถียร

กระบวนการออกซิเดชันของซัลเฟอร์ในไดออกไซด์ให้เป็นสถานะเฮกซะวาเลนต์ในซัลฟิวริกแอนไฮไดรด์เป็นตัวเร่งปฏิกิริยา สารที่เกิดขึ้นจะละลายอย่างแรงในน้ำทำปฏิกิริยากับโมเลกุล H 2 O ปฏิกิริยาคือคายความร้อนกรดกำมะถันจะเกิดขึ้นหรือมากกว่ารูปแบบไฮเดรท

การใช้งานจริงของก๊าซเปรี้ยว

กระบวนการหลักสำหรับการผลิตกรดซัลฟิวริกในอุตสาหกรรมซึ่งต้องใช้ธาตุไดออกไซด์มีสี่ขั้นตอน:

ได้รับซัลเฟอร์ไดออกไซด์จากการเผากำมะถันในเตาเผาพิเศษ
การทำให้บริสุทธิ์ของซัลเฟอร์ไดออกไซด์ที่เกิดจากสิ่งสกปรกทุกชนิด
การเกิดออกซิเดชันเพิ่มเติมต่อกำมะถันเฮกซะวาเลนท์ต่อหน้าตัวเร่งปฏิกิริยา
การดูดซึมซัลเฟอร์ไตรออกไซด์ด้วยน้ำ

ก่อนหน้านี้ ซัลเฟอร์ไดออกไซด์เกือบทั้งหมดที่จำเป็นสำหรับการผลิตกรดซัลฟิวริกในระดับอุตสาหกรรมได้มาจากการย่างไพไรต์เป็นผลพลอยได้จากการผลิตเหล็ก การแปรรูปวัตถุดิบทางโลหะวิทยารูปแบบใหม่ใช้การเผาไหม้แร่น้อยลง ดังนั้นวัสดุเริ่มต้นหลักในการผลิตกรดซัลฟิวริกใน ปีที่แล้วกลายเป็นกำมะถันธรรมชาติ ปริมาณสำรองที่สำคัญของโลกสำหรับวัตถุดิบนี้ ความพร้อมใช้งานทำให้สามารถจัดระเบียบการประมวลผลขนาดใหญ่ได้

ซัลเฟอร์ไดออกไซด์มีการใช้กันอย่างแพร่หลายไม่เพียง แต่ในอุตสาหกรรมเคมีเท่านั้น แต่ยังใช้ในอุตสาหกรรมอื่น ๆ ด้วย โรงงานทอผ้าใช้สารนี้และผลิตภัณฑ์ของปฏิกิริยาเคมีกับไหมฟอกขาวและผ้าขนสัตว์ นี่คือการฟอกสีที่ปราศจากคลอรีนชนิดหนึ่งซึ่งเส้นใยไม่ถูกทำลาย

ซัลเฟอร์ไดออกไซด์มีคุณสมบัติในการฆ่าเชื้อที่ดีเยี่ยมซึ่งใช้ในการต่อสู้กับเชื้อราและแบคทีเรีย ซัลเฟอร์ไดออกไซด์ใช้ในการรมควันการเก็บรักษาทางการเกษตร ถังไวน์ และห้องใต้ดิน ใช้โดย SO 2 in อุตสาหกรรมอาหารเป็นสารกันบูดและสารต้านแบคทีเรีย เพิ่มลงในน้ำเชื่อมแช่ผลไม้สดลงไป การทำให้เป็นมลทิน
น้ำหัวบีทน้ำตาลเปลี่ยนสีและฆ่าเชื้อวัตถุดิบ กระป๋อง น้ำซุปข้นผักและน้ำผลไม้ยังมีซัลเฟอร์ไดออกไซด์เป็นสารต้านอนุมูลอิสระและสารกันบูด

สถานะออกซิเดชัน +4 สำหรับกำมะถันค่อนข้างเสถียรและปรากฏใน SHal 4 tetrahalides, SOHal 2 oxodihalides, SO 2 ไดออกไซด์และแอนไอออนที่เกี่ยวข้องกัน เรามาทำความรู้จักกับคุณสมบัติของซัลเฟอร์ไดออกไซด์และกรดกำมะถัน

1.11.1. ซัลเฟอร์ออกไซด์ (IV) โครงสร้างของโมเลกุล so2

โครงสร้างของโมเลกุล SO 2 นั้นคล้ายกับโครงสร้างของโมเลกุลโอโซน อะตอมของกำมะถันอยู่ในสถานะของการผสมข้ามพันธุ์ sp 2 รูปร่างของออร์บิทัลเป็นรูปสามเหลี่ยมปกติรูปร่างของโมเลกุลเป็นมุม อะตอมของกำมะถันมีคู่อิเล็กตรอนที่ไม่แบ่งแยก ความยาวพันธะ S-O คือ 0.143 นาโนเมตร มุมพันธะคือ 119.5 °

โครงสร้างสอดคล้องกับโครงสร้างเรโซแนนซ์ต่อไปนี้:

หลายหลากพันธะ S–O ต่างจากโอโซนคือ 2 นั่นคือโครงสร้างเรโซแนนซ์แรกมีส่วนสนับสนุนหลัก โมเลกุลนี้มีความเสถียรทางความร้อนสูง

คุณสมบัติทางกายภาพ

ภายใต้สภาวะปกติซัลเฟอร์ไดออกไซด์หรือซัลเฟอร์ไดออกไซด์คือ ก๊าซไม่มีสีมีกลิ่นฉุนเฉียบ จุดหลอมเหลว -75 °C จุดเดือด -10 °C มาละลายในน้ำกันที่อุณหภูมิ 20 °C ในน้ำ 1 ปริมาตร ซัลเฟอร์ไดออกไซด์ 40 ปริมาตรจะละลาย ก๊าซพิษ

คุณสมบัติทางเคมีของซัลเฟอร์ออกไซด์ (IV)

ซัลเฟอร์ไดออกไซด์มีปฏิกิริยาสูง ซัลเฟอร์ไดออกไซด์เป็นกรดออกไซด์ มันค่อนข้างละลายได้ในน้ำด้วยการก่อตัวของไฮเดรต นอกจากนี้ยังทำปฏิกิริยากับน้ำบางส่วนทำให้เกิดกรดกำมะถันอ่อน ๆ ซึ่งไม่ได้แยกเป็นรายบุคคล:

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

เป็นผลมาจากการแยกตัวออกจากโปรตอน ดังนั้นสารละลายจึงมีสภาพแวดล้อมที่เป็นกรด

เมื่อก๊าซซัลเฟอร์ไดออกไซด์ถูกส่งผ่านสารละลายโซเดียมไฮดรอกไซด์จะเกิดโซเดียมซัลไฟต์ขึ้น โซเดียมซัลไฟต์ทำปฏิกิริยากับซัลเฟอร์ไดออกไซด์ส่วนเกินเพื่อสร้างโซเดียมไฮโดรซัลไฟต์:

2NaOH + SO 2 = นา 2 SO 3 + H 2 O;

นา 2 SO 3 + SO 2 \u003d 2NaHSO 3

ซัลเฟอร์ไดออกไซด์มีลักษณะเป็นคู่รีดอกซ์ ตัวอย่างเช่น แสดงคุณสมบัติการลด เปลี่ยนสีของน้ำโบรมีน:

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

และสารละลายโพแทสเซียมเปอร์แมงกาเนต:

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

ออกซิไดซ์โดยออกซิเจนไปเป็นซัลฟิวริกแอนไฮไดรด์:

2SO 2 + O 2 \u003d 2SO 3

มันแสดงคุณสมบัติในการออกซิไดซ์เมื่อทำปฏิกิริยากับตัวรีดิวซ์อย่างแรง ตัวอย่างเช่น

SO 2 + 2CO \u003d S + 2CO 2 (ที่ 500 ° C ต่อหน้า Al 2 O 3);

ดังนั้น 2 + 2H 2 \u003d S + 2H 2 O

การผลิตซัลเฟอร์ออกไซด์ (IV)

การเผาไหม้กำมะถันในอากาศ

S + O 2 \u003d ดังนั้น 2

การเกิดออกซิเดชันของซัลไฟด์

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

การกระทำของกรดแก่โลหะซัลไฟต์

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

1.11.2. กรดซัลฟิวริกและเกลือของมัน

เมื่อซัลเฟอร์ไดออกไซด์ละลายในน้ำ กรดกำมะถันอ่อนจะเกิดขึ้น ส่วนใหญ่ของ SO 2 ที่ละลายอยู่จะอยู่ในรูปของ SO 2 H 2 O ในรูปแบบไฮเดรต เมื่อเย็นตัว ผลึกไฮเดรตก็จะถูกปล่อยออกมาเช่นกัน เพียงส่วนน้อย ของโมเลกุลกรดกำมะถันจะแยกตัวออกเป็นไอออนของซัลไฟต์และไฮโดรซัลไฟต์ ในสถานะอิสระ กรดจะไม่ถูกแยกออก

ไดเบสิกจะเกิดเป็นเกลือสองประเภท: ซัลไฟต์ปานกลาง และกรด - ไฮโดรซัลไฟต์ เฉพาะโลหะอัลคาไลซัลไฟต์และไฮโดรซัลไฟต์ของโลหะอัลคาไลและอัลคาไลน์เอิร์ทเท่านั้นที่ละลายในน้ำ

4.doc

กำมะถัน. ไฮโดรเจนซัลไฟด์, ซัลไฟด์, ไฮโดรซัลไฟด์ ซัลเฟอร์ (IV) และ (VI) ออกไซด์ กรดกำมะถันและกำมะถันและเกลือของพวกมัน เอสเทอร์ของกรดซัลฟิวริก โซเดียมไธโอซัลเฟต

4.1. กำมะถัน

กำมะถันเป็นหนึ่งในองค์ประกอบทางเคมีไม่กี่อย่างที่ผู้คนใช้มาเป็นเวลาหลายพันปี มีการกระจายอย่างกว้างขวางในธรรมชาติและเกิดขึ้นทั้งในสภาวะอิสระ (กำมะถันพื้นเมือง) และในสารประกอบ แร่ธาตุที่มีกำมะถันสามารถแบ่งออกเป็นสองกลุ่ม - ซัลไฟด์ (pyrites, ส่องแสง, ส่วนผสม) และซัลเฟต กำมะถันพื้นเมืองพบได้ในปริมาณมากในอิตาลี (เกาะซิซิลี) และสหรัฐอเมริกา ใน CIS มีแหล่งกำมะถันพื้นเมืองในภูมิภาคโวลก้าในรัฐ เอเชียกลางในแหลมไครเมียและภูมิภาคอื่นๆ

แร่ธาตุในกลุ่มแรก ได้แก่ ตะกั่วความมันวาว PbS, ความมันวาวของทองแดง Cu 2 S, ความมันวาวสีเงิน - Ag 2 S, ส่วนผสมของสังกะสี - ZnS, ส่วนผสมแคดเมียม - CdS, ไพไรต์หรือไอรอนไพไรต์ - FeS 2, chalcopyrite - CuFeS 2, ชาด - HgS .

แร่ธาตุของกลุ่มที่สอง ได้แก่ ยิปซั่ม CaSO 4 2H 2 O, mirabilite (เกลือของ Glauber) - Na 2 SO 4 10H 2 O, ki-serite - MgSO 4 H 2 O

กำมะถันพบได้ในสิ่งมีชีวิตของสัตว์และพืช เนื่องจากเป็นส่วนหนึ่งของโมเลกุลโปรตีน สารประกอบกำมะถันอินทรีย์พบได้ในน้ำมัน

ใบเสร็จ

1. เมื่อได้รับกำมะถันจาก สารประกอบธรรมชาติตัวอย่างเช่น จากไพไรต์กำมะถัน มันถูกให้ความร้อนจนถึงอุณหภูมิสูง ซัลเฟอร์ไพไรต์สลายตัวด้วยการก่อตัวของเหล็ก (II) ซัลไฟด์และกำมะถัน:

2. ซัลเฟอร์สามารถรับได้โดยการเกิดออกซิเดชันของไฮโดรเจนซัลไฟด์โดยขาดออกซิเจนตามปฏิกิริยา:

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

3. ปัจจุบันเป็นเรื่องปกติที่จะได้รับกำมะถันโดยการลดคาร์บอนของซัลเฟอร์ไดออกไซด์ SO 2 ซึ่งเป็นผลพลอยได้จากการถลุงโลหะจากแร่กำมะถัน:

SO 2 + C \u003d CO 2 + S

4. ก๊าซนอกจากเตาหลอมโลหะและโค้กมีส่วนผสมของซัลเฟอร์ไดออกไซด์และไฮโดรเจนซัลไฟด์ ส่วนผสมนี้ถูกส่งผ่านที่อุณหภูมิสูงผ่านตัวเร่งปฏิกิริยา:

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

^ คุณสมบัติทางกายภาพ

กำมะถันเป็นของแข็งเปราะ เหลืองมะนาว. ไม่ละลายในน้ำ แต่สามารถละลายได้ดีในคาร์บอนไดซัลไฟด์ CS 2 aniline และตัวทำละลายอื่นๆ

ตัวนำความร้อนไม่ดีและ ไฟฟ้า. กำมะถันก่อให้เกิดการดัดแปลง allotropic หลายอย่าง:

1 . ^ กำมะถันขนมเปียกปูน (เสถียรที่สุด) คริสตัลมีรูปแปดด้าน

เมื่อกำมะถันถูกทำให้ร้อน สีและความหนืดของมันจะเปลี่ยนไป: ขั้นแรกเกิดสีเหลืองอ่อน จากนั้นเมื่ออุณหภูมิสูงขึ้น มันจะมืดลงและมีความหนืดมากจนไม่ไหลออกจากหลอดทดลอง เมื่อให้ความร้อนต่อไป ความหนืดจะลดลง อีกครั้ง และที่ 444.6 °C กำมะถันเดือด

2. ^ โมโนคลินิกกำมะถัน - การดัดแปลงในรูปของผลึกรูปเข็มสีเหลืองเข้ม ได้จากการทำให้เย็นลงของกำมะถันหลอมเหลวช้า

3. กำมะถันพลาสติกเกิดขึ้นเมื่อกำมะถันถูกความร้อนจนเดือดเทลงใน น้ำเย็น. ยืดได้ง่ายเหมือนยาง (ดูรูปที่ 19)

กำมะถันธรรมชาติประกอบด้วยส่วนผสมของไอโซโทปเสถียรสี่ไอโซโทป: 32 16 S, 33 16 S, 34 16 S, 36 16 S.

^ คุณสมบัติทางเคมี

อะตอมกำมะถันที่มีชั้นนอกที่ยังไม่เสร็จ ระดับพลังงาน, สามารถเพิ่มอิเล็กตรอนสองตัวและแสดงองศา

ออกซิเดชัน -2. ซัลเฟอร์แสดงระดับของการเกิดออกซิเดชันในสารประกอบที่มีโลหะและไฮโดรเจน (Na 2 S, H 2 S) เมื่อให้หรือดึงอิเล็กตรอนไปยังอะตอมของธาตุที่มีไฟฟ้ามากกว่า สถานะออกซิเดชันของกำมะถันสามารถเป็น +2, +4, +6

ในที่เย็น กำมะถันค่อนข้างเฉื่อย แต่เมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้น การเกิดปฏิกิริยาของกำมะถันจะเพิ่มขึ้น 1. สำหรับโลหะ กำมะถันแสดงคุณสมบัติออกซิไดซ์ ในระหว่างปฏิกิริยาเหล่านี้จะเกิดซัลไฟด์ (ไม่ทำปฏิกิริยากับทองคำ แพลตตินั่ม และอิริเดียม): Fe + S = FeS

2. ภายใต้สภาวะปกติกำมะถันจะไม่ทำปฏิกิริยากับไฮโดรเจนและที่อุณหภูมิ 150-200 ° C จะเกิดปฏิกิริยาย้อนกลับได้:

3. ในปฏิกิริยากับโลหะและไฮโดรเจน กำมะถันทำตัวเหมือนตัวออกซิไดซ์ทั่วไป และในที่ที่มีตัวออกซิไดซ์อย่างแรง ซัลเฟอร์จะมีคุณสมบัติในการรีดิวซ์

S + 3F 2 \u003d SF 6 (ไม่ทำปฏิกิริยากับไอโอดีน)

4. การเผาไหม้ของกำมะถันในออกซิเจนจะเกิดขึ้นที่ 280 องศาเซลเซียส และในอากาศที่อุณหภูมิ 360 องศาเซลเซียส นี่เป็นส่วนผสมของ SO 2 และ SO 3:

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

5. เมื่อถูกความร้อนโดยไม่ต้องเข้าถึงอากาศ กำมะถันจะรวมตัวกับฟอสฟอรัส คาร์บอนโดยตรง โดยแสดงคุณสมบัติการออกซิไดซ์:

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

6. เมื่อโต้ตอบกับ สารที่ซับซ้อนกำมะถันทำหน้าที่เป็นตัวรีดิวซ์เป็นหลัก:

7. กำมะถันสามารถเกิดปฏิกิริยาที่ไม่สมส่วน ดังนั้นเมื่อผงกำมะถันต้มด้วยด่างจะเกิดซัลไฟต์และซัลไฟด์:

แอปพลิเคชัน

กำมะถันใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมและการเกษตร การผลิตประมาณครึ่งหนึ่งใช้ในการผลิตกรดซัลฟิวริก กำมะถันใช้ในการหลอมยางซึ่งจะเปลี่ยนยางให้เป็นยาง

ในรูปแบบของสีกำมะถัน (ผงละเอียด) กำมะถันใช้ในการต่อสู้กับโรคของไร่องุ่นและฝ้าย ใช้เพื่อให้ได้ดินปืน ไม้ขีดไฟ และองค์ประกอบที่ส่องสว่าง ในทางการแพทย์ขี้ผึ้งกำมะถันถูกเตรียมไว้สำหรับการรักษาโรคผิวหนัง

4.2. ไฮโดรเจนซัลไฟด์ ซัลไฟด์ ไฮโดรซัลไฟด์

ไฮโดรเจนซัลไฟด์เปรียบได้กับน้ำ สูตรอิเล็กทรอนิกส์

แสดงให้เห็นว่าในด้านการศึกษา พันธบัตร HSHเกี่ยวข้องกับอิเล็กตรอน p สองตัว ระดับภายนอกอะตอมกำมะถัน โมเลกุล H 2 S มีรูปร่างเป็นเชิงมุม จึงมีขั้ว

^ อยู่ในธรรมชาติ

ไฮโดรเจนซัลไฟด์เกิดขึ้นตามธรรมชาติในก๊าซภูเขาไฟและในแหล่งน้ำแร่บางแห่ง เช่น Pyatigorsk, Matsesta เกิดขึ้นจากการสลายตัวของสารอินทรีย์ที่มีกำมะถันของซากสัตว์และพืชต่างๆ นี้อธิบายลักษณะ กลิ่นเหม็น น้ำเสีย, ส้วมซึมและที่ทิ้งขยะ

ใบเสร็จ

1. สามารถรับไฮโดรเจนซัลไฟด์ได้โดยการรวมกำมะถันกับไฮโดรเจนโดยตรงเมื่อถูกความร้อน:

2. แต่โดยปกติแล้วจะได้มาจากการกระทำของกรดไฮโดรคลอริกเจือจางหรือกรดซัลฟิวริกเจือจางบนเหล็ก (III) ซัลไฟด์:

2HCl+FeS=FeCl 2 +H 2 S 2H + +FeS=Fe 2+ +H 2 S ปฏิกิริยานี้มักเกิดขึ้นในอุปกรณ์ Kipp

^ คุณสมบัติทางกายภาพ

ภายใต้สภาวะปกติ ไฮโดรเจนซัลไฟด์เป็นก๊าซไม่มีสีและมีกลิ่นเฉพาะตัวรุนแรงของไข่เน่า เป็นพิษมากเมื่อหายใจเข้าไปจะจับกับฮีโมโกลบินทำให้เกิดอัมพาตซึ่งไม่ใช่เรื่องแปลก

โคนำไปสู่ความตาย อันตรายน้อยกว่าในระดับความเข้มข้นต่ำ คุณต้องร่วมงานกับเขา ตู้ดูดควันหรือด้วยอุปกรณ์ปิดผนึกอย่างผนึกแน่น เนื้อหาที่อนุญาตของ H 2 S ใน โรงงานอุตสาหกรรมคือ 0.01 มก. ต่ออากาศ 1 ลิตร

ไฮโดรเจนซัลไฟด์ละลายได้ดีในน้ำ (ที่อุณหภูมิ 20°C ไฮโดรเจนซัลไฟด์ 2.5 ปริมาตรละลายในน้ำ 1 ปริมาตร)

สารละลายไฮโดรเจนซัลไฟด์ในน้ำเรียกว่าน้ำไฮโดรเจนซัลไฟด์หรือกรดไฮโดรซัลไฟด์ (แสดงคุณสมบัติของกรดอ่อน)

^ คุณสมบัติทางเคมี

1 ด้วยความร้อนสูง ไฮโดรเจนซัลไฟด์จะสลายตัวเกือบทั้งหมดด้วยการก่อตัวของกำมะถันและไฮโดรเจน

2. ก๊าซไฮโดรเจนซัลไฟด์เผาไหม้ในอากาศด้วยเปลวไฟสีน้ำเงินเพื่อสร้างซัลเฟอร์ออกไซด์ (IV) และน้ำ:

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

เมื่อขาดออกซิเจนจะเกิดกำมะถันและน้ำ: 2H 2 S + O 2 \u003d 2S + 2H 2 O

3. ไฮโดรเจนซัลไฟด์เป็นสารรีดิวซ์ที่ค่อนข้างแรง คุณสมบัติทางเคมีที่สำคัญของมันสามารถอธิบายได้ดังนี้ ในสารละลายของ H 2 S การบริจาคอิเล็กตรอนให้กับโมเลกุลออกซิเจนในอากาศนั้นค่อนข้างง่าย:

ในเวลาเดียวกัน ออกซิเจนในอากาศจะทำปฏิกิริยากับไฮโดรเจนซัลไฟด์เป็นกำมะถัน ซึ่งทำให้น้ำไฮโดรเจนซัลไฟด์ขุ่น:

2H 2 S + O 2 \u003d 2S + 2H 2 O

นอกจากนี้ยังอธิบายความจริงที่ว่าไฮโดรเจนซัลไฟด์ไม่ได้สะสมในปริมาณมากในธรรมชาติระหว่างการสลายตัวของสารอินทรีย์ - ออกซิเจนในบรรยากาศออกซิไดซ์ให้เป็นกำมะถันอิสระ

4 ไฮโดรเจนซัลไฟด์ทำปฏิกิริยาอย่างรุนแรงกับสารละลายฮาโลเจน ตัวอย่างเช่น

H 2 S+I 2 =2HI+S ปล่อยกำมะถันและสารละลายไอโอดีนเปลี่ยนสี

5. สารออกซิไดซ์ต่างๆ ทำปฏิกิริยารุนแรงกับไฮโดรเจนซัลไฟด์: ภายใต้การกระทำ กรดไนตริกเกิดกำมะถันอิสระ

6. สารละลายไฮโดรเจนซัลไฟด์มีปฏิกิริยาเป็นกรดเนื่องจากการแตกตัว:

H 2 SH + +HS - HS - H + +S -2

โดยปกติขั้นตอนแรกจะครอบงำ เป็นกรดที่อ่อนมาก: อ่อนกว่าคาร์บอนิก ซึ่งมักจะแทนที่ H 2 S จากซัลไฟด์

ซัลไฟด์และไฮโดรซัลไฟด์

กรดไฮโดรซัลฟิวริกในฐานะไดเบสิก ทำให้เกิดเกลือสองชุด:

ปานกลาง - ซัลไฟด์ (Na 2 S);

กรด - ไฮโดรซัลไฟด์ (NaHS)

สามารถรับเกลือเหล่านี้ได้: - โดยปฏิกิริยาของไฮดรอกไซด์กับไฮโดรเจนซัลไฟด์: 2NaOH + H 2 S = Na 2 S + 2H 2 O

โดยปฏิกิริยาโดยตรงของกำมะถันกับโลหะ:

ปฏิกิริยาการแลกเปลี่ยนเกลือกับ H 2 S หรือระหว่างเกลือ:

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 +

ไฮโดรซัลไฟด์เกือบทั้งหมดสามารถละลายได้ดีในน้ำ

ซัลไฟด์ของโลหะอัลคาไลและโลหะอัลคาไลน์เอิร์ทสามารถละลายได้ง่ายในน้ำไม่มีสี

ซัลไฟด์ของโลหะหนักแทบจะไม่ละลายหรือละลายในน้ำได้เล็กน้อย (FeS, MnS, ZnS); บางชนิดไม่ละลายในกรดเจือจาง (CuS, PbS, HgS)

ในฐานะที่เป็นเกลือของกรดอ่อน ซัลไฟด์ในสารละลายในน้ำจะถูกไฮโดรไลซ์อย่างสูง ตัวอย่างเช่น ซัลไฟด์ โลหะอัลคาไลเมื่อละลายในน้ำจะมีปฏิกิริยาเป็นด่าง:

นา 2 S+HOHNaHS+NaOH

ซัลไฟด์ทั้งหมด เช่น ไฮโดรเจนซัลไฟด์ เป็นสารรีดิวซ์ที่มีพลัง:

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

ซัลไฟด์บางชนิดมีสีเฉพาะ: CuS และ PbS - สีดำ, CdS - สีเหลือง, ZnS - สีขาว, MnS - ชมพู, SnS - น้ำตาล, Al 2 S 3 - สีส้ม การวิเคราะห์เชิงคุณภาพของไพเพอร์ขึ้นอยู่กับความสามารถในการละลายที่แตกต่างกันของซัลไฟด์และสีต่างๆ ของพวกมันหลายชนิด

^ 4.3. ซัลเฟอร์(IV) ออกไซด์และกรดกำมะถัน

ซัลเฟอร์ออกไซด์ (IV) หรือซัลเฟอร์ไดออกไซด์ภายใต้สภาวะปกติ ก๊าซไม่มีสีมีกลิ่นฉุนที่ทำให้หายใจไม่ออก เมื่อทำให้เย็นลงถึง -10°C จะทำให้เหลวเป็นของเหลวไม่มีสี

ใบเสร็จ

1. ภายใต้สภาวะห้องปฏิบัติการ ซัลเฟอร์ออกไซด์ (IV) ได้มาจากเกลือของกรดซัลฟูรัสโดยการกระทำของกรดแก่:

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 2SO 2 +2H 2 O

2. นอกจากนี้ซัลเฟอร์ไดออกไซด์ยังเกิดขึ้นจากปฏิกิริยาของกรดซัลฟิวริกเข้มข้นเมื่อถูกความร้อนด้วยโลหะที่มีปฏิกิริยาต่ำ:

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

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

3. ซัลเฟอร์ออกไซด์ (IV) ยังเกิดขึ้นเมื่อกำมะถันถูกเผาในอากาศหรือออกซิเจน:

4. ภายใต้สภาวะอุตสาหกรรม SO 2 ได้มาจากการคั่วแร่ไพไรต์ FeS 2 หรือแร่กำมะถันของโลหะที่ไม่ใช่เหล็ก (สังกะสีผสม ZnS, ความมันวาวของตะกั่ว PbS เป็นต้น):

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

สูตรโครงสร้างของโมเลกุล SO 2:

กำมะถันสี่อิเล็กตรอนและอิเล็กตรอนสี่ตัวจากอะตอมออกซิเจนสองอะตอมมีส่วนร่วมในการก่อตัวของพันธะในโมเลกุล SO 2 แรงผลักซึ่งกันและกันของคู่อิเล็กตรอนที่ยึดเหนี่ยวและคู่อิเล็กตรอนของกำมะถันที่ไม่แบ่งใช้ทำให้โมเลกุลมีรูปร่างเป็นเหลี่ยม

คุณสมบัติทางเคมี

1. ซัลเฟอร์ออกไซด์ (IV) แสดงคุณสมบัติทั้งหมดของกรดออกไซด์:

ปฏิสัมพันธ์กับน้ำ

ปฏิกิริยากับด่าง

ปฏิกิริยากับออกไซด์พื้นฐาน

2. ซัลเฟอร์ออกไซด์ (IV) มีลักษณะโดยการลดคุณสมบัติ:

S +4 O 2 +O 0 2 2S +6 O -2 3 (ต่อหน้าตัวเร่งปฏิกิริยาเมื่อถูกความร้อน)

แต่เมื่อมีตัวรีดิวซ์อย่างแรง SO 2 จะทำงานเหมือนตัวออกซิไดซ์:

ความเป็นคู่รีดอกซ์ของซัลเฟอร์ออกไซด์ (IV) อธิบายได้จากข้อเท็จจริงที่ว่ากำมะถันมีสถานะออกซิเดชันที่ +4 อยู่ในนั้น ดังนั้นจึงสามารถให้อิเล็กตรอน 2 ตัว ถูกออกซิไดซ์เป็น S +6 และรับอิเล็กตรอน 4 ตัว ลดลงเหลือ ซ. การปรากฏตัวของคุณสมบัติเหล่านี้หรือคุณสมบัติอื่น ๆ ขึ้นอยู่กับลักษณะของส่วนประกอบที่ทำปฏิกิริยา

ซัลเฟอร์ออกไซด์ (IV) สามารถละลายได้ดีในน้ำ (SO 2 40 ปริมาตรละลายใน 1 ปริมาตรที่ 20 ° C) ในกรณีนี้ กรดกำมะถันมีอยู่ในสารละลายที่เป็นน้ำเท่านั้น:

SO 2 + H 2 OH 2 SO 3

ปฏิกิริยาย้อนกลับได้ ในสารละลายที่เป็นน้ำ ซัลเฟอร์ออกไซด์ (IV) และกรดซัลเฟอร์อยู่ใน สมดุลเคมีซึ่งสามารถเคลื่อนย้ายได้ เมื่อจับ H 2 SO 3 (การทำให้เป็นกลางของกรด

คุณ) ปฏิกิริยาดำเนินไปสู่การก่อตัวของกรดกำมะถัน เมื่อขจัด SO 2 (เป่าผ่านสารละลายไนโตรเจนหรือให้ความร้อน) ปฏิกิริยาจะดำเนินต่อไปที่วัสดุตั้งต้น ในสารละลายของกรดกำมะถัน จะมีซัลเฟอร์ออกไซด์ (IV) อยู่เสมอ ซึ่งทำให้มีกลิ่นฉุน

กรดกำมะถันมีคุณสมบัติทั้งหมดของกรด ในการแก้ปัญหา จะแยกตัวออกเป็นขั้นตอน:

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

ไม่เสถียรทางความร้อน ระเหยได้ กรดกำมะถันเป็นกรดไดบาซิกสร้างเกลือสองประเภท:

ปานกลาง - ซัลไฟต์ (Na 2 SO 3);

กรด - ไฮโดรซัลไฟต์ (NaHSO 3)

ซัลไฟต์เกิดขึ้นเมื่อกรดถูกทำให้เป็นกลางด้วยด่าง:

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

ไฮโดรซัลไฟต์ได้มาจากการขาดด่าง:

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

กรดกำมะถันและเกลือของมันมีทั้งคุณสมบัติในการออกซิไดซ์และรีดิวซ์ ซึ่งถูกกำหนดโดยธรรมชาติของคู่ปฏิกิริยา

1. ดังนั้นภายใต้การกระทำของออกซิเจนซัลไฟต์จะถูกออกซิไดซ์เป็นซัลเฟต:

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

การเกิดออกซิเดชันของกรดกำมะถันกับโบรมีนและโพแทสเซียมเปอร์แมงกาเนตทำได้ง่ายขึ้น:

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. เมื่อมีสารรีดิวซ์ที่มีพลังมากกว่า ซัลไฟต์แสดงคุณสมบัติในการออกซิไดซ์:

เกลือของกรดกำมะถันละลายไฮโดรซัลไฟต์และซัลไฟต์เกือบทั้งหมดของโลหะอัลคาไล

3. เนื่องจาก H 2 SO 3 เป็นกรดอ่อน การกระทำของกรดต่อซัลไฟต์และไฮโดรซัลไฟต์จะปล่อย SO 2 วิธีนี้มักใช้เมื่อได้รับ SO 2 ในห้องปฏิบัติการ:

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

4. ซัลไฟต์ที่ละลายน้ำได้จะถูกไฮโดรไลซ์ได้ง่ายซึ่งเป็นผลมาจากความเข้มข้นของ OH - - ไอออนเพิ่มขึ้นในสารละลาย:

นา 2 SO 3 + NOHNaHSO 3 + NaOH

แอปพลิเคชัน

ซัลเฟอร์ออกไซด์ (IV) และกรดกำมะถันทำให้สีย้อมติดสีจำนวนมาก เกิดเป็นสารประกอบไม่มีสี หลังสามารถย่อยสลายได้อีกครั้งเมื่อถูกความร้อนหรือในที่มีแสงซึ่งเป็นผลมาจากการที่สีจะกลับคืนสู่สภาพเดิม ดังนั้นการฟอกสีฟันของ SO 2 และ H 2 SO 3 จึงแตกต่างจากการฟอกสีฟันของคลอรีน โดยปกติ ซัลเฟอร์ (IV) rxide จะทำให้ขน ไหม และฟางขาวขึ้น

ซัลเฟอร์ออกไซด์ (IV) ฆ่าเชื้อจุลินทรีย์จำนวนมาก ดังนั้นเพื่อทำลายเชื้อรา พวกมันจะรมควันในห้องใต้ดินชื้น ห้องใต้ดิน ถังไวน์ ฯลฯ นอกจากนี้ยังใช้ในการขนส่งและการเก็บรักษาผลไม้และผลเบอร์รี่ ในปริมาณมาก ซัลเฟอร์ออกไซด์ IV) ถูกใช้เพื่อผลิตกรดซัลฟิวริก

แอปพลิเคชันที่สำคัญพบสารละลายแคลเซียมไฮโดรซัลไฟต์ CaHSO 3 (สุราซัลไฟต์) ซึ่งใช้บำบัดเยื่อไม้และเยื่อกระดาษ

^ 4.4. ซัลเฟอร์(VI) ออกไซด์ กรดซัลฟูริก

ซัลเฟอร์ออกไซด์ (VI) (ดูตารางที่ 20) เป็นของเหลวไม่มีสีที่แข็งตัวที่อุณหภูมิ 16.8 ° C เป็นมวลผลึกที่เป็นของแข็ง ดูดซับความชื้นได้ดีมากทำให้เกิดกรดซัลฟิวริก: SO 3 + H 2 O \u003d H 2 SO 4

ตารางที่ 20. คุณสมบัติของซัลเฟอร์ออกไซด์

การละลายของซัลเฟอร์ออกไซด์ (VI) ในน้ำจะมาพร้อมกับการปล่อยความร้อนจำนวนมาก

ซัลเฟอร์ออกไซด์ (VI) ละลายได้ดีในกรดซัลฟิวริกเข้มข้น สารละลายของ SO3 ในกรดแอนไฮดรัสเรียกว่าโอเลียม Oleums สามารถมี SO 3 ได้ถึง 70%

ใบเสร็จ

1. ซัลเฟอร์ออกไซด์ (VI) ผลิตโดยการเกิดออกซิเดชันของซัลเฟอร์ไดออกไซด์กับออกซิเจนในบรรยากาศต่อหน้าตัวเร่งปฏิกิริยาที่อุณหภูมิ 450 ° C (ดู รับกรดซัลฟิวริก):

2SO 2 +O 2 \u003d 2SO 3

2. อีกวิธีหนึ่งในการออกซิไดซ์ SO 2 ถึง SO 3 คือการใช้ไนตริกออกไซด์ (IV) เป็นตัวออกซิไดซ์:

ผลลัพธ์ของไนตริกออกไซด์ (II) เมื่อทำปฏิกิริยากับออกซิเจนในบรรยากาศจะเปลี่ยนเป็นไนตริกออกไซด์ (IV) ได้ง่ายและรวดเร็ว): 2NO + O 2 \u003d 2NO 2

ซึ่งสามารถนำมาใช้ในการเกิดออกซิเดชันของ SO 2 ได้อีก ดังนั้น NO 2 จึงทำหน้าที่เป็นตัวพาออกซิเจน วิธีการออกซิไดซ์ SO 2 ถึง SO 3 นี้เรียกว่าไนตรัส โมเลกุล SO 3 มีรูปร่างเป็นรูปสามเหลี่ยมซึ่งอยู่ตรงกลาง

อะตอมของกำมะถันตั้งอยู่:

โครงสร้างนี้เกิดจากการผลักกันของคู่อิเล็กตรอนที่จับกัน อะตอมของกำมะถันให้อิเล็กตรอนภายนอกหกตัวสำหรับการก่อตัวของพวกมัน

คุณสมบัติทางเคมี

1. SO 3 เป็นกรดออกไซด์ทั่วไป

2. ซัลเฟอร์ออกไซด์ (VI) มีคุณสมบัติเป็นตัวออกซิไดซ์ที่แรง

แอปพลิเคชัน

ซัลเฟอร์ออกไซด์ (VI) ใช้ในการผลิตกรดซัลฟิวริก มูลค่าสูงสุดมันมี ช่องทางการติดต่อรับ

กรดซัลฟูริก. ด้วยวิธีนี้ คุณจะได้ H 2 SO 4 ของความเข้มข้นใดๆ รวมทั้งโอเลี่ยม กระบวนการประกอบด้วยสามขั้นตอน: รับ SO 2 ; ออกซิเดชันของ SO 2 ถึง SO 3; รับ H 2 SO 4

SO 2 ได้มาจากการยิง pyrite FeS 2 ในเตาเผาพิเศษ: 4FeS 2 + 11O 2 \u003d 2Fe 2 O 3 + 8SO 2

เพื่อเร่งการยิง ไพไรต์จะถูกบดในขั้นต้น และเพื่อให้เกิดความเหนื่อยหน่ายของกำมะถันที่สมบูรณ์ยิ่งขึ้น อากาศ (ออกซิเจน) จะถูกเติมเข้าไปมากกว่าที่จำเป็นในปฏิกิริยา ก๊าซที่ออกจากเตาเผาประกอบด้วยซัลเฟอร์ออกไซด์ (IV) ออกซิเจน ไนโตรเจน สารประกอบอาร์เซนิก (จากสิ่งเจือปนในไพไรต์) และไอน้ำ เรียกว่าแก๊สอบ

แก๊สที่ย่างได้นั้นได้รับการทำความสะอาดอย่างทั่วถึง เนื่องจากแม้แต่สารประกอบอาร์เซนิกเพียงเล็กน้อย เช่นเดียวกับฝุ่นและความชื้น ก็เป็นพิษต่อตัวเร่งปฏิกิริยา ก๊าซถูกทำให้บริสุทธิ์จากสารประกอบสารหนูและฝุ่นโดยการส่งผ่านผ่านตัวกรองไฟฟ้าแบบพิเศษและหอซักล้าง ความชื้นถูกดูดซับโดยกรดซัลฟิวริกเข้มข้นในหอทำแห้ง ก๊าซบริสุทธิ์ที่มีออกซิเจนถูกทำให้ร้อนในเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนสูงถึง 450°C และเข้าสู่อุปกรณ์สัมผัส ภายในอุปกรณ์สัมผัสมีชั้นวางขัดแตะที่เต็มไปด้วยตัวเร่งปฏิกิริยา

ก่อนหน้านี้ แพลตตินั่มโลหะที่ถูกแบ่งอย่างประณีตถูกใช้เป็นตัวเร่งปฏิกิริยา ต่อมาแทนที่ด้วยสารประกอบวาเนเดียม - วานาเดียม (V) ออกไซด์ V 2 O 5 หรือวานาดิลซัลเฟต VOSO 4 ซึ่งมีราคาถูกกว่าแพลตตินัมและพิษช้ากว่า

ปฏิกิริยาออกซิเดชันของ SO 2 ถึง SO 3 สามารถย้อนกลับได้:

2SO 2 + O 2 2SO 3

การเพิ่มปริมาณออกซิเจนในก๊าซที่คั่วจะเพิ่มผลผลิตของซัลเฟอร์ออกไซด์ (VI): ที่อุณหภูมิ 450°C โดยทั่วไปจะสูงถึง 95% หรือมากกว่า

ผลลัพธ์ที่ได้คือซัลเฟอร์ออกไซด์ (VI) จากนั้นป้อนกลับเข้าไปในหอดูดซับ โดยที่กรดซัลฟิวริกเข้มข้นจะดูดซับไว้ เมื่ออิ่มตัว กรดซัลฟิวริกปราศจากน้ำจะก่อตัวขึ้นก่อน แล้วจึงค่อยเป็นโอเลี่ยม ต่อจากนั้น oleum จะเจือจางเป็นกรดซัลฟิวริก 98% และจ่ายให้กับผู้บริโภค

สูตรโครงสร้างของกรดซัลฟิวริก:

^ คุณสมบัติทางกายภาพ

กรดซัลฟิวริกเป็นของเหลวมันไม่มีสีหนักที่ตกผลึกที่ + 10.4 ° C เกือบสองเท่า ( \u003d 1.83 g / cm 3) หนักกว่าน้ำไม่มีกลิ่นไม่ระเหย พิกโกสโคปสุดๆ ดูดซับความชื้นด้วยการปล่อยความร้อนจำนวนมากดังนั้นคุณไม่สามารถเติมน้ำลงในกรดซัลฟิวริกเข้มข้น - กรดจะกระเด็น สำหรับครั้ง-

ควรเติมกรดซัลฟิวริกในส่วนเล็ก ๆ ลงในน้ำ

กรดซัลฟิวริกปราศจากน้ำสามารถละลายซัลเฟอร์ออกไซด์ (VI) ได้ถึง 70% เมื่อถูกความร้อน มันจะแยก SO 3 ออกจนได้สารละลายที่มีเศษส่วนของมวลของ H 2 SO 4 98.3% ปราศจากน้ำ H 2 SO 4 แทบจะไม่นำไฟฟ้า

^ คุณสมบัติทางเคมี

1. มันผสมกับน้ำในอัตราส่วนใด ๆ และรูปแบบไฮเดรตขององค์ประกอบต่าง ๆ :

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 4H 2 O, H 2 SO 4 6.5H 2 O

2. กรดซัลฟิวริกเข้มข้นทำให้สารอินทรีย์เป็นคาร์บอน - น้ำตาล, กระดาษ, ไม้, ไฟเบอร์, นำธาตุน้ำจากพวกมัน:

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

ถ่านหินที่เกิดขึ้นมีปฏิสัมพันธ์กับกรดบางส่วน:

การทำให้แห้งของก๊าซขึ้นอยู่กับการดูดซึมน้ำด้วยกรดซัลฟิวริก

กรดไม่ระเหยที่แรง H 2 SO 4 จะแทนที่กรดอื่น ๆ จากเกลือแห้งได้อย่างไร:

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

อย่างไรก็ตาม หากคุณเติม H 2 SO 4 ลงในสารละลายเกลือ การกระจัดของกรดจะไม่เกิดขึ้น

H 2 SO 4 - กรดไดเบสิกที่แรง: H 2 SO 4 H + + HSO - 4 HSO - 4 H + + SO 2- 4

มีคุณสมบัติทั้งหมดของกรดแก่ที่ไม่ระเหยง่าย

กรดซัลฟิวริกเจือจางมีลักษณะเฉพาะด้วยคุณสมบัติทั้งหมดของกรดที่ไม่ออกซิไดซ์ กล่าวคือ: มันทำปฏิกิริยากับโลหะที่อยู่ในชุดไฟฟ้าเคมีของแรงดันไฟฟ้าของโลหะสูงถึงไฮโดรเจน:

ปฏิกิริยากับโลหะเกิดจากการที่ไฮโดรเจนไอออนลดลง

6. กรดซัลฟิวริกเข้มข้นเป็นสารออกซิไดซ์ที่แรง เมื่อถูกความร้อน มันจะออกซิไดซ์โลหะส่วนใหญ่ รวมทั้งที่อยู่ในอนุกรมไฟฟ้าเคมีของแรงดันหลังจากไฮโดรเจน ไม่ทำปฏิกิริยากับทองคำขาวและทองคำเท่านั้น ขึ้นอยู่กับกิจกรรมของโลหะ S -2 , S° และ S +4 สามารถใช้เป็นผลิตภัณฑ์ลดขนาดได้

ในที่เย็น กรดซัลฟิวริกเข้มข้นจะไม่ทำปฏิกิริยากับโลหะที่แข็งแรง เช่น อะลูมิเนียม เหล็ก โครเมียม นี่เป็นเพราะทู่ของโลหะ คุณลักษณะนี้ใช้กันอย่างแพร่หลายเมื่อขนส่งในภาชนะเหล็ก

อย่างไรก็ตาม เมื่อถูกความร้อน:

ดังนั้นกรดซัลฟิวริกเข้มข้นจะทำปฏิกิริยากับโลหะโดยการลดอะตอมของตัวสร้างกรด

ปฏิกิริยาเชิงคุณภาพต่อซัลเฟตไอออน SO 2--4 คือการก่อตัวของตะกอนผลึกสีขาว BaSO 4 ซึ่งไม่ละลายในน้ำและกรด:

SO 2- 4 + Ba +2 BaSO 4 

แอปพลิเคชัน

กรดกำมะถันคือ สินค้าที่สำคัญที่สุดอุตสาหกรรมเคมีหลักที่มีส่วนร่วมในการผลิตสารที่ไม่ใช่

กรดอินทรีย์, ด่าง, เกลือ, ปุ๋ยแร่และคลอรีน

ในแง่ของการใช้งานที่หลากหลาย กรดซัลฟิวริกครองตำแหน่งแรกในบรรดากรด จำนวนมากที่สุดมันถูกใช้เพื่อให้ได้ปุ๋ยฟอสฟอรัสและไนโตรเจน กรดซัลฟิวริกไม่ระเหยจึงถูกใช้เพื่อให้ได้กรดอื่นๆ เช่น ไฮโดรคลอริก ไฮโดรฟลูออริก ฟอสฟอริก และอะซิติก

ส่วนใหญ่จะไปทำให้บริสุทธิ์ของผลิตภัณฑ์ปิโตรเลียม - น้ำมันเบนซิน, น้ำมันก๊าด, น้ำมันหล่อลื่น - จาก สิ่งสกปรกที่เป็นอันตราย. ในทางวิศวกรรมเครื่องกล กรดซัลฟิวริกใช้เพื่อทำความสะอาดพื้นผิวโลหะจากออกไซด์ก่อนการเคลือบ (การชุบนิกเกิล การชุบโครเมียม ฯลฯ) กรดซัลฟิวริกใช้ในการผลิตวัตถุระเบิด เส้นใยประดิษฐ์ สีย้อม พลาสติก และอื่นๆ อีกมากมาย ใช้สำหรับเติมแบตเตอรี่

เกลือของกรดซัลฟิวริกมีความสำคัญ

^ โซเดียมซัลเฟต Na 2 SO 4 ตกผลึกจากสารละลายในน้ำในรูปของ Na 2 SO 4 10H 2 O ไฮเดรต ซึ่งเรียกว่าเกลือของ Glauber ใช้ในยาเป็นยาระบาย ปราศจากโซเดียมซัลเฟตใช้ในการผลิตโซดาและแก้ว

^ แอมโมเนียมซัลเฟต(NH 4) 2 SO 4 - ปุ๋ยไนโตรเจน

โพแทสเซียมซัลเฟต K 2 SO 4 - ปุ๋ยโปแตช

แคลเซียมซัลเฟต CaSO 4 เกิดขึ้นในธรรมชาติในรูปของแร่ยิปซั่ม CaSO 4 2H 2 O เมื่อถูกความร้อนถึง 150 ° C มันจะสูญเสียส่วนหนึ่งของน้ำและกลายเป็นไฮเดรตขององค์ประกอบ 2CaSO 4 H 2 O เรียกว่ายิปซั่มเผาหรือ เศวตศิลา เศวตศิลาเมื่อผสมกับน้ำเป็นก้อนแป้ง ไม่นานก็แข็งตัวอีกครั้ง กลายเป็น CaSO 4 2H 2 O. ยิปซั่มใช้กันอย่างแพร่หลายในการก่อสร้าง (ปูนปลาสเตอร์)

^ แมกนีเซียมซัลเฟตพบ MgSO 4 ในน้ำทะเล ทำให้เกิดรสขม ผลึกไฮเดรตที่เรียกว่าเกลือขมใช้เป็นยาระบาย

กรดกำมะถัน- ชื่อทางเทคนิคของผลึกซัลเฟตของโลหะ Fe, Cu, Zn, Ni, Co (เกลือแห้งไม่ใช่กรดกำมะถัน) กรดกำมะถันสีน้ำเงิน CuSO 4 5H 2 O - สารพิษ สีฟ้า. พืชถูกฉีดพ่นด้วยสารละลายเจือจางและแต่งกายด้วยเมล็ดก่อนหว่าน หินหมึก FeSO 4 7H 2 O เป็นสารสีเขียวอ่อน ใช้สำหรับกำจัดศัตรูพืช การเตรียมหมึก สีมิเนอรัล ฯลฯ สังกะสีกรดกำมะถัน ZnSO 4 7H 2 O ใช้ในการผลิตสีแร่ การพิมพ์ผ้าลาย และยารักษาโรค

^ 4.5. เอสเทอร์ของกรดซัลฟิวริก โซเดียมไธโอซัลเฟต

เอสเทอร์ของกรดซัลฟิวริกรวมถึงไดอัลคิลซัลเฟต (RO 2)SO 2 เหล่านี้เป็นของเหลวเดือดสูง ส่วนล่างละลายได้ในน้ำ ในที่ที่มีด่างทำให้เกิดแอลกอฮอล์และเกลือของกรดซัลฟิวริก ไดอัลคิลซัลเฟตที่ต่ำกว่าเป็นสารอัลคิเลต

ไดเอทิลซัลเฟต(C 2 H 5) 2 SO 4 . จุดหลอมเหลว -26°C จุดเดือด 210°C ละลายในแอลกอฮอล์ ไม่ละลายในน้ำ ได้มาจากปฏิกิริยาของกรดซัลฟิวริกกับเอทานอล เป็นสารเอทิลเลตในการสังเคราะห์สารอินทรีย์ แทรกซึมผ่านผิวหนัง

ไดเมทิลซัลเฟต(CH 3) 2 SO 4 . จุดหลอมเหลว -26.8°C จุดเดือด 188.5°C ละลายในแอลกอฮอล์ มันไม่ดี - ในน้ำ ทำปฏิกิริยากับแอมโมเนียในกรณีที่ไม่มีตัวทำละลาย (ระเบิด); ซัลโฟเนตสารประกอบอะโรมาติกบางชนิด เช่น ฟีนอลเอสเทอร์ ได้จากปฏิกิริยาของโอเลี่ยม 60% กับเมทานอลที่อุณหภูมิ 150 องศาเซลเซียส เป็นสารเมทิลเลตในการสังเคราะห์สารอินทรีย์ สารก่อมะเร็ง ส่งผลกระทบต่อดวงตา ผิวหนัง อวัยวะระบบทางเดินหายใจ

^ โซเดียมไธโอซัลเฟต นา 2 S 2 O 3

เกลือของกรดไธโอซัลฟิวริกซึ่งมีอะตอมกำมะถันสองอะตอมมีสถานะออกซิเดชันต่างกัน: +6 และ -2 สารที่เป็นผลึก ละลายได้สูงในน้ำ ผลิตในรูปของ Na 2 S 2 O 3 5H 2 O ผลึกไฮเดรตหรือที่เรียกกันทั่วไปว่าไฮโปซัลไฟต์ ได้มาจากปฏิกิริยาของโซเดียมซัลไฟต์กับกำมะถันในระหว่างการเดือด:

นา 2 SO 3 + S \u003d นา 2 S 2 O 3

เช่นเดียวกับกรดไธโอซัลฟิวริก เป็นสารรีดิวซ์อย่างแรง คลอรีน กลายเป็นกรดซัลฟิวริกได้ง่าย:

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

การใช้โซเดียมไธโอซัลเฟตในการดูดซับคลอรีน (ในหน้ากากป้องกันแก๊สพิษชุดแรก) ขึ้นอยู่กับปฏิกิริยานี้

โซเดียมไธโอซัลเฟตถูกออกซิไดซ์ค่อนข้างแตกต่างโดยตัวออกซิไดซ์ที่อ่อนแอ ในกรณีนี้จะเกิดเกลือของกรดเตตระไธโอนเช่น:

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

โซเดียมไธโอซัลเฟตเป็นผลพลอยได้จากการผลิต NaHSO 3 ซึ่งเป็นสีย้อมกำมะถัน ในการทำให้ก๊าซอุตสาหกรรมบริสุทธิ์จากกำมะถัน ใช้เพื่อขจัดคราบคลอรีนหลังการฟอกสีผ้า เพื่อสกัดแร่เงินจากแร่ เป็นตัวแก้ไขในการถ่ายภาพ รีเอเจนต์ในไอโอโดเมตรี ยาแก้พิษจากสารหนู สารประกอบปรอท สารต้านการอักเสบ

ซัลเฟอร์(IV) ออกไซด์และกรดกำมะถัน

ใบเสร็จ

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 2SO 2 + 2H2O

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

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

3. ซัลเฟอร์ออกไซด์ (IV) ยังเกิดขึ้นเมื่อกำมะถันถูกเผาในอากาศหรือออกซิเจน:

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

สูตรโครงสร้างของโมเลกุล SO 2:

อิเล็กตรอนกำมะถันสี่ตัวและอิเล็กตรอนสี่ตัวจากอะตอมออกซิเจนสองอะตอมมีส่วนร่วมในการก่อตัวของพันธะในโมเลกุล SO 2 การผลักกันของคู่อิเล็กตรอนที่ยึดเหนี่ยวและคู่อิเล็กตรอนของกำมะถันที่ไม่แบ่งใช้ทำให้โมเลกุลมีรูปร่างเป็นเหลี่ยม

คุณสมบัติทางเคมี

1. ซัลเฟอร์ออกไซด์ (IV) แสดงคุณสมบัติทั้งหมดของกรดออกไซด์:

ปฏิสัมพันธ์กับน้ำ

ปฏิกิริยากับด่าง

ปฏิกิริยากับออกไซด์พื้นฐาน

2. ซัลเฟอร์ออกไซด์ (IV) มีลักษณะโดยการลดคุณสมบัติ:

S +4 O 2 + O 0 2 "2S +6 O -2 3 (ต่อหน้าตัวเร่งปฏิกิริยาเมื่อถูกความร้อน)

แต่เมื่อมีตัวรีดิวซ์อย่างแรง SO 2 จะทำงานเหมือนตัวออกซิไดซ์:

ดังนั้น 2 + H 2 O "H 2 SO 3

ปฏิกิริยาย้อนกลับได้ ในสารละลายที่เป็นน้ำ ซัลเฟอร์ออกไซด์ (IV) และกรดซัลฟูรัสอยู่ในสมดุลเคมี ซึ่งสามารถแทนที่ได้ เมื่อจับ H 2 SO 3 (การทำให้เป็นกลางของกรด

u) ปฏิกิริยาดำเนินไปสู่การก่อตัวของกรดกำมะถัน; เมื่อขจัด SO 2 (เป่าผ่านสารละลายไนโตรเจนหรือให้ความร้อน) ปฏิกิริยาจะดำเนินต่อไปที่วัสดุตั้งต้น สารละลายกรดซัลฟิวริกมักมีซัลเฟอร์ออกไซด์ (IV) ซึ่งให้กลิ่นฉุน

กรดกำมะถันมีคุณสมบัติทั้งหมดของกรด แตกตัวในสารละลายทีละขั้นตอน:

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

ปานกลาง - ซัลไฟต์ (Na 2 SO 3);

กรด - ไฮโดรซัลไฟต์ (NaHSO 3)

ซัลไฟต์เกิดขึ้นเมื่อกรดถูกทำให้เป็นกลางด้วยด่าง:

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

ไฮโดรซัลไฟต์ได้มาจากการขาดด่าง:

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

1. ดังนั้นภายใต้การกระทำของออกซิเจนซัลไฟต์จะถูกออกซิไดซ์เป็นซัลเฟต:

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

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

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

Na 2 SO 3 + ไม่ใช่ "NaHSO 3 + NaOH

แอปพลิเคชัน

ซัลเฟอร์ออกไซด์ (IV) และกรดกำมะถันทำให้สีย้อมติดสีจำนวนมาก เกิดเป็นสารประกอบไม่มีสี หลังสามารถย่อยสลายได้อีกครั้งเมื่อถูกความร้อนหรือในที่มีแสงซึ่งเป็นผลมาจากการที่สีจะกลับคืนสู่สภาพเดิม ดังนั้นผลการฟอกขาวของ SO 2 และ H 2 SO 3 จึงแตกต่างจากผลของคลอรีนในการฟอกขาว โดยปกติ ซัลเฟอร์ (IV) rxide จะทำให้ขน ไหม และฟางขาวขึ้น

การใช้งานที่สำคัญคือการแก้ปัญหาของแคลเซียมไฮโดรซัลไฟต์ CaHSO 3 (สุราซัลไฟต์) ซึ่งใช้ในการรักษาเนื้อไม้และเยื่อกระดาษ