Лекция №9. 2. Сероводород: строение, свойства

Сера и её соединения.

1. Сера

2. Сероводород: строение, свойства.

3. Сравнительная характеристика оксидов серы (IV) и (VI): строение, свойства, применение.

4. Задачи на «избыток».

Сера

Сера представлена в природе четырьмя изотопами: ³²S (95%), ³³S, ³⁴S и ³⁶S. Значительное количество серы находится в виде простого вещества (самородная сера). Однако бóльшая часть серы входит в состав минералов, как сульфидных, так и сульфатных: ZnS - цинковая обманка, сфалерит; PbS - свинцовый блеск, галенит; Cu₂S - медный блеск; HgS - киноварь; FeS₂ - железный колчедан или пирит; CuFeS₂ - халькопирит; Na₂SO₄×10H₂O - глауберова соль или мирабилит; CaSO₄×2H₂O - гипс.

Элемент сера образует несколько аллотропных модификаций.

Физические свойства: твердое вещество желтого цвета, не имеет металлического блеска, нерастворима в воде.

Химические свойства:

1. Взаимодействует с металлами, кроме Au, Pt,Ru:

При комн.темп.: Hg + S= HgS

2Cu + S = Cu₂S

2. Реагирует с неметаллами, кроме N₂, I₂:

S + O₂ = SO₂

H₂ + S = H₂S

2P + 5S = P₂S₅ (тиоангидрид фосфора)

3. Взаимодействует с сильными окислителями:

S + 6HNO₃ (конц.)= H₂SO₄ + 6NO₂ + 2H₂O

3S + 4HNO₃(разб.)= 3SO₂ + 4NO + 2H₂O

Применение: для получения сероуглерода, серной кислоты, пороха, спичек; для вулканизации каучука; как средство лечения кожных заболеваний; для защиты растений от болезней.

Сероводород: строение, свойства

Молекулярная формула – H₂S, структурная

Физические свойства: бесцветный газ, с характерным запахом тухлых яиц, хорошо растворим в воде. Ядовит, поражает нервную систему.

Получение:

· H₂ + S = H₂S

· FeS + 2HCl = FeCl₂ + H₂S

Химические свойства:

4. Горит голубым пламенем:

2H₂S + 3O₂ = 2SO₂ + 2H₂O

2H₂S + O₂ = 2S + 2H₂O

5. Взаимодействует с галогенами:

2H₂S + I₂ = S + 2HI

6. Сильные окислители окисляют H₂S до соединений серы с различной С.О.:

H₂S + 8HNO_3(К.) = H₂SO₄ + 8NO₂ +4H₂O

H₂S + 8HNO_3(Р.) = SO₂ + 2NO + 2H₂O

3H₂S + H₂SO_4(К.) = 4S + 4H₂O

Водный раствор H₂S – слабая двухосновная кислота. Соли сероводородной кислоты – сульфиды и гидросульфиды.

Применение: как реактив качественного и количественного анализа в аналитической химии.

Сравнительная характеристика оксидов серы (IV) и (VI): строение, свойства, применение

Оксид серы(IV) - бесцветный газ с резким неприятным запахом горящей серы. Молекула SO₂ имеет угловое строение (угол OSO равен 119,5°):

В промышленности SO₂ получают обжигом пирита или сжиганием серы. Лабораторный метод получения диоксида серы - действие сильных минеральных кислот на сульфиты.

Na₂SO₃ + 2HCl = 2NaCl + SO₂­ + H₂O

SO₂ является энергичным восстановителем,

S⁺⁴O₂ + Cl₂ = S⁺⁶O₂Cl₂

но, взаимодействуя с сильными восстановителями, может выступать в роли окислителя:

2H₂S + S⁺⁴O₂ = 3S⁰ + 2H₂O

Диоксид серы хорошо растворим в воде (40 объемов на 1 объем воды). В водном растворе гидратированные молекулы SO₂ частично диссоциируют с образованием катиона водорода:

SO₂×H₂O H⁺ + HSO₃^- 2H⁺ + SO₃^2-

По этой причине водный раствор диоксида серы часто рассматривают как раствор сернистой кислоты - H₂SO₃, хотя реально это соединение, по-видимому, не существует. Тем не менее, соли сернистой кислоты устойчивы и могут быть выделены в индивидуальном виде:

SO₂ + NaOH = NaHSO₃; SO₂ + 2NaOH = Na₂SO₃

гидросульфит натрия сульфит натрия

Сульфиты щелочных металлов хорошо растворимы в воде, в значительной мере гидролизованы:

SO₃^2- + H₂О HSO₃^- + ОН^-

Сильные восстановители, при нагревании диспропорционируют:

4Na₂S⁺⁴O₃ = Na₂S^-2 + 3Na₂S⁺⁶O₄

Оксид серы(VI) - бесцветная жидкость (т.кип. 44,8 °С, т.пл. 16,8 °С). В газообразном состоянии SO₃ имеет мономерное строение, в жидком - преимущественно существует в виде циклических тримерных молекул, в твердом состоянии - полимер.

В промышленности триоксид серы получают каталитическим окислением ее диоксида.

t

2SO₂ + O₂ ¾® 2SO₃

V₂O₅

В лаборатории SO₃ можно получить перегонкой олеума - раствора триоксида серы в серной кислоте.

Химические свойства:

· Кислотный оксид:

SO₃ + H₂O = H₂SO₄

· Растворяется в H₂SO₄ (к.) с образованием олеума: H₂SO₄*xSO₃

· Окислительные свойства:

SO₃ +2HCl = SO₂ + Cl₂ + H₂O

Применение: для производства серной кислоты.

Дата добавления: 2014-01-20