Общая характеристика

Сера.

Озон.

Неустойчивая аллотропная форма существования элемента. Светло-синий газ с характерным («озоновым») запахом, тяжелее воздуха. Молекула имеет строение незавершенного треугольника(валентный угол 117°), содержит ковалентные σ,π-связи О=О. Разлагается под действием ультрафиолетового излучения, катализаторов и оксидов азота (разрушение озонового слоя атмосферы) Мало растворим в воде (285 мл/1 л воды). Сильный окислитель. Окисляет при комнатной температуре многие металлы и неметаллы до высоких степеней окисления. Не реагирует с золотом, медью, никелем, платиной, оловом. Генерируется из кислорода в специальном приборе – озонаторе.

Качественная реакция – выделение йода из раствора иодида калия при комнатной температуре (кислород в реакцию не вступает):

O₃ + H₂O + 2KI = I₂ ↓+ O₂↑ + 2KOH

Уравнения важнейших реакций:

2O₃ ↔ 3O₂ (УФ или 250°С, кат. MnO₂)

O₃ + MO₂ = O₂ + MO₃ (озониды) (ниже 0°С, M = K, Rb, Cs)

4O₃ + 4KOH = 4KO₃ + O₂+ 2H₂O

O₃ + NO ↔ NO₂ + O₂

Применяется для дезинфекции питьевой воды, при отбеливании тканей, как реагент в неорганическом и органическом синтезе. В атмосфере Земли озоновый слой (на высоте 25км) защищает живой мир от воздействия космического ультрафиолетового излучения.

1.Нахождение в природе.

В природе 15-й по распространенности элемент (7-й среди неметаллов). Встречается в свободном и связанном виде. Входит в состав различных минералов, руд и горных пород (сульфиды FeS₂ – железный колчедан или пирит; ZnS – цинковая обманка; PbS – свинцовый блеск; НgS - киноварь и сульфаты CaSO₄*2H₂O – гипс; Na₂SO₄*10H₂O – глауберова соль; MgSO₄*7H₂O – горькая соль), нефти, природного угля. Шестой элемент по содержанию в природных водах (сульфат-ионы), создает постоянную жесткость воды.

2. Получение.

а) в промышленности – выплавляется из природных залежей самородной серы (водяным паром), выделяется при десульфурации продуктов газификации угля.

3.Физические свойства.

Желтая кристаллическая (σ-ромбическая и β-моноклинная, σ ↔ β при 95,5°С) или аморфная (пластическая). В узлах кристаллической решетки находятся молекулы S₈ (неплоские циклы типа «корона»), аморфная сера состоит из цепей S _n.

Сера не растворяется в воде и при обычных условиях не реагирует с ней, хорошо растворима в сероуглероде.

Т.кип. = 444,6°С, при кипении образуются пары темно-бурого цвета. Если их быстро охладить, то получается тонкий порошок, состоящий из мельчайших кристаллов серы, называемый серным цветом.

4. Химические свойства.

Электроотрицательность серы равна 2,60, для нее характерны неметаллические свойства.

Сера, особенно порошкообразная, обладает высокой активностью при нагревании. Реагирует как окислитель с металлами и неметаллами:

S + 2Na→ Na₂S 130°С

3S + 2Al = Al₂S₃ 200°С

Fe + S →FeS 600°С

S + H₂→ H₂S 150°С

5S + 2P→ P₂S₅ 400°С

2S + C_графит→ CS₂ 700°С

а как восстановитель – с фтором, кислородом и кислотами (при кипячении):

S + 3F₂ →SF₆ 130°С

S + O_{2(воздух)}→ SO₂ 130°С

S + 2H₂SO_4(конц.) →3SO₂ + 2H₂O

S + 6HNO_3(конц.) →H₂SO₄ + 6NO₂ +2H₂O

Сера подвергается диспропорционированию в растворах щелочей:

3S + 6KOH = 2K₂S + K₂SO₃ + 3H₂O

При высокой температуре (400°С) сера вытесняет йод из йодоводорода, но в растворе реакция идет в обратную сторону:

S + 2HI = I₂ + H₂S

5. Важнейшие соединения серы:

H₂S, Na₂S, Al₂S₃, FeS, FeS₂, NH₄HS, SO₂, Na₂SO₃, SO₃, H₂SO₄, Na₂SO₄, KHSO₄, CaSO₄, КAl(SO₄)₂, KCr(SO₂)₂, MnSO₄, FeSO₄.

6. Применение.

Применяется для синтеза сероуглерода, серной кислоты, сернистых (кубовых) красителей, при вулканизации каучука, как средство защиты растений от мучнистой росы, для лечения кожных заболеваний.

Литература:

1. Ахметов, Н.С. Общая и неорганическая химия / Н.С.Ахметов. – 3-е изд. – М.: Высшая школа, 2000. – 743с.

2. Карапетьянц М.Х. Общая и неорганическая химия / М.Х. Карапетьянц, С.И.Дракин. – М.: Высшая школа, 2002.

1. Коровин Н.В. Общая химия / Н.В.Коровин. – М.: Высшая школа, 2006. – 557 с.
2. Кузьменко Н.Е. Краткий курс химии / Н.Е. Кузьменко, В.В Еремин, В.А. Попков. – М.: Высшая школа, 2002. – 415 с.
3. Коттон Ф. Основы неорганической химии / Ф.Коттон, Дж.Уилкинсон. – М.: Мир, 1981.
4. Угай, Я.А. Общая и неорганическая химия / Я.А.Угай. – М.: Высшая школа, 1997.

Дата добавления: 2014-01-05