Оксиди сірки. Сірчана кислота

Оксид сірки (сірчистий газ, сірки діоксид, сірчистий ангідрид) - це безбарвний газ, що має в нормальних умовахрізкий характерний запах (схожий на запах сірника, що спалахує). Зріджується під тиском за кімнатної температури. Сірчистий газ розчинний у воді, при цьому утворюється нестійка сірчана кислота. Також ця речовина розчиняється в сірчаній кислоті та етанолі. Це один із основних компонентів, що входять до складу вулканічних газів.

Сірчистий газ

Отримання SO2 - діоксиду сірки - промисловим способом полягає у спалюванні сірки або випаленні сульфідів (використовується в основному пірит).

4FeS2 (пірит) + 11O2 = 2Fe2O3 + 8SO2 (сірчистий газ).

В умовах лабораторії сірчистий газ можна отримати шляхом впливу сильних кислот на гідросульфіти та сульфіти. При цьому вийшла сірчиста кислотавідразу розпадається на воду та сірчистий газ. Наприклад:

Na2SO3 + H2SO4 (сірчана кислота) = Na2SO4 + H2SO3 (сірчана кислота).
H2SO3 (сірчиста кислота) = H2O (вода) + SO2 (сірчистий газ).

Третій спосіб отримання сірчистого ангідриду полягає у вплив концентрованої сірчаної кислоти при нагріванні на малоактивні метали. Наприклад: Cu (мідь) + 2H2SO4 (сірчана кислота) = CuSO4 (сульфат міді) + SO2 (діоксид сірки) + 2H2O (вода).

Хімічні властивості діоксиду сірки

Формула сірчистого газу – SO3. Ця речовина відноситься до кислотних оксидів.

1. Діоксид сірки розчиняється у воді, при цьому утворюється сірчиста кислота. У звичайних умовах ця реакція оборотна.

SO2 (діоксид сірки) + H2O (вода) = H2SO3 (сірчиста кислота).

2. З лугами діоксид сірки утворює сульфіти. Наприклад: 2NaOH (гідроксид натрію) + SO2 (сірчистий газ) = Na2SO3 (сульфіт натрію) + H2O (вода).

3. Хімічна активність сірчистого газу досить велика. Найбільш виражені відновлювальні властивості сірчистого ангідриду. У таких реакціях рівень окислення сірки підвищується. Наприклад: 1) SO2 (діоксид сірки) + Br2 (бром) + 2H2O (вода) = H2SO4 (сірчана кислота) + 2HBr (бромоводень); 2) 2SO2 (діоксид сірки) + O2 (кисень) = 2SO3 (сульфіт); 3) 5SO2 (діоксид сірки) + 2KMnO4 (перманганат калію) + 2H2O (вода) = 2H2SO4 (сірчана кислота) + 2MnSO4 (сульфат марганцю) + K2SO4 (сульфат калію).

Остання реакція - це приклад якісної реакції на SO2 та SO3. Відбувається знебарвлення розчину фіолетового кольору).

4. В умовах присутності сильних відновників сірчистий ангідрид може проявляти окислювальні властивості. Наприклад, щоб у металургійної промисловості витягти сірку з газів, використовують відновлення діоксиду сірки оксидом вуглецю (CO): SO2 (діоксид сірки) + 2CO (оксид вуглецю) = 2CO2 + S (сірка).

Також окисні властивостіцієї речовини використовують з метою отримання фосфорноваристої ксилоти: PH3 (фосфін) + SO2 (сірчистий газ) = H3PO2 (фосфорновариста кислота) + S (сірка).

Де застосовують сірчистий газ

В основному діоксид сірки використовують для отримання сірчаної кислоти. Також його застосовують як у виробництві слабоалкогольних напоїв (вино та інші напої середньої цінової категорії). Завдяки властивості цього газу вбивати різні мікроорганізми, ним обкурюють складські приміщення та овочесховища. Крім цього, оксид сірки використовують для відбілювання шерсті, шовку, соломи (тіх матеріалів, які не можна відбілити хлором). У лабораторіях сірчистий газ застосовують як розчинник і з метою отримання різних солей кислоти сірчистої.

Фізіологічний вплив

Сірчистий газ має сильні токсичні властивості. Симптоми отруєння - це кашель, нежить, захриплість голосу, своєрідний присмак у роті, сильне різання в горлі. При вдиханні діоксиду сірки у високих концентраціях виникає утруднення ковтання та ядуха, розлад мови, нудота та блювання, можливий розвиток гострого набряку легень.

ГДК сірчистого газу:
- у приміщенні - 10 мг/м³;
- середньодобова максимально разова в атмосферному повітрі - 0,05 мг/м³.

Чутливість до діоксиду сірки в окремих людей, рослин та тварин різна. Наприклад, серед дерев найбільш стійкі дуб та береза, а найменше – ялина та сосна.

Оксид сірки (IV) виявляє властивості

1) тільки основного оксиду

2) амфотерного оксиду

3) кислотного оксиду

4) несолетворний оксид

Відповідь: 3

Пояснення:

Оксид сірки (IV) SO 2 є кислотним оксидом (оксидом неметалу), в якому сірка має заряд +4. Цей оксид утворює солі сірчистої кислоти при H 2 SO 3 і при взаємодії з водою утворює сірчисту кислоту H 2 SO 3 .

До несолетворних оксидів (оксидів, що не виявляють ні кислотних, ні основних, ні амфотерних властивостей і не утворюють солі) відносяться NO, SiO, N 2 O (закис азоту), CO.

Основні оксиди – це оксиди металів у ступенях окиснення +1, +2. До них відносяться оксиди металів головної підгрупи першої групи (лужні метали) Li-Fr, оксиди металів головної підгрупи другої групи (Mg та лужноземельні метали) Mg-Ra та оксиди перехідних металів нижчих ступеняхокиснення.

Амфотерні оксиди - солеутворюючі оксиди, що виявляють залежно від умов або основні, або кислотні властивості(тобто виявляють амфотерність). Утворюються перехідними металами. Метали в амфотерних оксидах зазвичай виявляють ступінь окислення від +3 до +4, крім ZnO, BeO, SnO, PbO.

Кислотним та основним оксидом є відповідно

2) CO 2 та Al 2 O 3

Відповідь: 1

Пояснення:

Кислотні оксиди – оксиди, що виявляють кислотні властивості та утворюють відповідні кисневмісні кислоти. З представленого списку до них відносяться: SO 2 , SO 3 та CO 2 . При взаємодії з водою вони утворюють такі кислоти:

SO 2 + H 2 O = H 2 SO 3 (сірчиста кислота)

SO 3 + H 2 O = H 2 SO 4 (сірчана кислота)

CO 2 + H 2 O = H 2 CO 3 (вугільна кислота)

Амфотерні оксиди - солеутворюючі оксиди, що виявляють залежно від умов або основні, або кислотні властивості (тобто проявляють амфотерність). Утворюються перехідними металами. Метали в амфотерних оксидах зазвичай виявляють ступінь окислення від +3 до +4, крім ZnO, BeO, SnO, PbO. З представленого списку до амфотерних оксидів відносяться: Al 2 O 3 ZnO.

Оксид сірки (VI) взаємодіє з кожною з двох речовин:

1) вода та соляна кислота

2) кисень та оксид магнію

3) оксид кальцію та гідроксид натрію

Відповідь: 3

Пояснення:

Оксид сірки (VI) SO 3 (ступінь окислення сірки +6) є кислотним оксидом, реагує з водою з утворенням відповідної сірчаної кислоти H 2 SO 4 (ступінь окислення сірки також +6):

SO 3 + H 2 O = H 2 SO 4

Як кислотний оксид SO 3 не взаємодіє з кислотами, тобто з HCl реакція не йде.

Сірка в SO 3 виявляє вищий рівень окислення +6 (рівну номеру групи елемента), тому SO 3 з киснем не реагує (кисень не окислює сірку в ступені окислення +6).

З основним оксидом MgO утворюється відповідна сіль - магнію сульфат MgSO 4:

MgO + SO 3 = MgSO 4

Оскільки оксид SO 3 є кислотним, він взаємодіє з основними оксидамита підставами з утворенням відповідних солей:

MgO + SO 3 = MgSO 4

NaOH + SO 3 = NaHSO 4 або 2NaOH + SO 3 = Na 2 SO 4 + H 2 O

Як було зазначено вище, з водою SO 3 реагує з утворенням сірчаної кислоти.

З перехідним металом CuSO 3 не взаємодіє.

Оксид вуглецю (IV) реагує з кожною з двох речовин:

1) водою та оксидом кальцію

2) киснем та оксидом сірки (IV)

3) сульфатом калію та гідроксидом натрію

4) фосфорною кислотою та воднем

Відповідь: 1

Пояснення:

Оксид вуглецю (IV) CO 2 є кислотним оксидом, тому взаємодіє з водою з утворенням нестійкої вугільної кислоти H 2 CO 3 та з оксидом кальцію з утворенням карбонату кальцію CaCO 3:

CO 2 + H 2 O = H 2 CO 3

CO 2 + CaO = CaCO 3

З киснем вуглекислий газ CO 2 не реагує, оскільки кисень не може окислити елемент, що знаходиться в вищого ступеняокиснення (для вуглецю це +4 за номером групи, в якій він знаходиться).

З оксидом сірки (IV) SO 2 реакція не йде, оскільки, будучи кислотним оксидом, CO 2 не взаємодіє з оксидом, що володіє кислотними властивостями.

Вуглекислий газ CO 2 не взаємодіє з солями (наприклад, з сульфатом калію K 2 SO 4), але взаємодіє з лугами, оскільки він має основні властивості. Реакція протікає з утворенням кислої або середньої солі в залежності від надлишку або нестачі реагентів:

NaOH + CO 2 = NaHCO 3 або 2NaOH + CO 2 = Na 2 CO 3 + H 2 O

CO2, будучи кислотним оксидом, не реагує ні з кислотними оксидами, ні з кислотами, тому реакція між вуглекислим газомта фосфорною кислотою H 3 PO 4 не відбувається.

CO 2 відновлюється воднем до метану та води:

CO 2 + 4H 2 = CH 4 + 2H 2 O

Основні властивості виявляє вищий оксид елемента

Відповідь: 3

Пояснення:

Основні властивості виявляють основні оксиди — оксиди металів у ступенях окиснення +1 та +2. До них відносяться:

З наведених варіантів до основних оксидів відноситься тільки оксид барію BaO. Всі інші оксиди сірки, азоту та вуглецю відносяться або до кислотних, або до несолетворних: CO, NO, N 2 O.

Оксиди металів зі ступенем окиснення + 6 і вище є

1) несолетворними

2) основними

3) амфотерними

Відповідь: 4

Пояснення:

- Оксиди металів головної підгрупи першої групи (лужні метали) Li - Fr;
— оксиди металів головної підгрупи другої групи (Mg та лужноземельні метали) Mg – Ra;
— оксиди перехідних металів у нижчих ступенях окиснення.

Кислотні оксиди (ангідриди) — оксиди, що виявляють кислотні властивості та утворюють відповідні кисневмісні кислоти. Утворені типовими неметалами та деякими перехідними елементами. Елементи в кислотних оксидах зазвичай виявляють ступінь окиснення від +4 до +7. Отже, оксид металу в ступені окислення +6 має кислотні властивості.

Кислотні властивості виявляє оксид, формула якого

Відповідь: 1

Пояснення:

Кислотні оксиди (ангідриди) — оксиди, що виявляють кислотні властивості та утворюють відповідні кисневмісні кислоти. Утворені типовими неметалами та деякими перехідними елементами. Елементи в кислотних оксидах зазвичай виявляють ступінь окиснення від +4 до +7. Отже, оксид кремнію SiO 2 із зарядом кремнію +6 має кислотні властивості.

Несолетворними оксидами є N 2 O, NO, SiO, CO. CO – несолетворний оксид.

Основні оксиди – це оксиди металів у ступенях окиснення +1 та +2. До них відносяться:

- Оксиди металів головної підгрупи першої групи (лужні метали) Li - Fr;

— оксиди металів головної підгрупи другої групи (Mg та лужноземельні метали) Mg – Ra;

— оксиди перехідних металів у нижчих ступенях окиснення.

BaO належить до основних оксидів.

Амфотерні оксиди - солеутворюючі оксиди, що виявляють залежно від умов або основні, або кислотні властивості (тобто виявляють амфотерність). Утворюються перехідними металами. Метали в амфотерних оксидах зазвичай виявляють ступінь окислення від +3 до +4, крім ZnO, BeO, SnO, PbO. Амфотерним оксидом є оксид алюмінію Al 2 O 3 .

Ступінь окислення хрому у його амфотерних сполуках дорівнює

Відповідь: 3

Пояснення:

Хром – елемент побічної підгрупи 6-ї групи 4-го періоду. Він характерні ступеня окислення 0, +2, +3, +4, +6. Ступені окиснення +2 відповідають оксид CrO, що володіє основними властивостями. Ступеня окислення +3 відповідає амфотерний оксид Cr 2 O 3 і гідроксид Cr(OH) 3 . Це найбільш стійкий ступінь окислення хрому. Ступеня окислення +6 відповідає кислотний оксид хрому (VI) CrO 3 і цілий ряд кислот, найпростіші з яких хромова H 2 CrO 4 і дворомова H 2 Cr 2 O 7 .

До амфотерних оксидів відноситься

Відповідь: 3

Пояснення:

Амфотерні оксиди - солеутворюючі оксиди, що виявляють залежно від умов або основні, або кислотні властивості (тобто виявляють амфотерність). Утворюються перехідними металами. Метали в амфотерних оксидах зазвичай виявляють ступінь окислення від +3 до +4, крім ZnO, BeO, SnO, PbO. ZnO – амфотерний оксид.

Несолетворними оксидами є N 2 O, NO, SiO, CO.

Основні оксиди – це оксиди металів у ступенях окиснення +1 та +2. До них відносяться:

- оксиди металів головної підгрупи першої групи (лужні метали) Li - Fr (до цієї групи відноситься оксид калію K 2 O);

— оксиди металів головної підгрупи другої групи (Mg та лужноземельні метали) Mg – Ra;

— оксиди перехідних металів у нижчих ступенях окиснення.

Кислотні оксиди (ангідриди) — оксиди, що виявляють кислотні властивості та утворюють відповідні кисневмісні кислоти. Утворені типовими неметалами та деякими перехідними елементами. Елементи в кислотних оксидах зазвичай виявляють ступінь окиснення від +4 до +7. Отже, SO 3 - кислотний оксид, відповідний сірчаної кислоти H 2 SO 4 .

7FDBA3Які з наведених тверджень вірні?

А. Основні оксиди – це оксиди, яким відповідають основи.

Б. Основні оксиди утворюють лише метали.

1) вірно лише А

2) вірно лише Б

3) вірні обидва твердження

4) обидва твердження невірні

Відповідь: 3

Пояснення:

Основні оксиди – це оксиди металів у ступенях окиснення +1 та +2. До них відносяться:

- Оксиди металів головної підгрупи першої групи (лужні метали) Li - Fr;

— оксиди металів головної підгрупи другої групи (Mg та лужноземельні метали) Mg – Ra;

— оксиди перехідних металів у нижчих ступенях окиснення.

Основним оксидам як гідроксид відповідають підстави.

Обидва твердження вірні.

З водою за звичайних умов реагує

1) оксид азоту (ІІ)

2) оксид заліза (ІІ)

3) оксид заліза (III)

Відповідь: 4

Пояснення:

Оксид азоту (II) NO є несолетворним оксидом, тому не взаємодіє ні з водою, ні з основами.

Оксид заліза (II) FeO є основним оксидом, не розчинним у воді. Із водою не реагує.

Оксид заліза (III) Fe2O3 є амфотерним оксидом, не розчинним у воді. З водою також не реагує.

Оксид азоту (IV) NO 2 є кислотним оксидом і реагує з водою з утворенням азотної (HNO 3 ; N +5) та азотистої (HNO 2 ; N +3) кислот:

2NO 2 + H 2 O = HNO 3 + HNO 2

У переліку речовин: ZnO, FeO, CrO 3 , CaO, Al 2 O 3 , Na 2 O, Cr 2 O 3
число основних оксидів дорівнює

Відповідь: 3

Пояснення:

Основні оксиди – це оксиди металів у ступенях окиснення +1 та +2. До них відносяться:

- Оксиди металів головної підгрупи першої групи (лужні метали) Li - Fr;
— оксиди металів головної підгрупи другої групи (Mg та лужноземельні метали) Mg – Ra;
— оксиди перехідних металів у нижчих ступенях окиснення.

Із запропонованих варіантів групи основних оксидів відносяться FeO, CaO, Na 2 O.

Амфотерні оксиди - солеутворюючі оксиди, що виявляють залежно від умов або основні, або кислотні властивості (тобто виявляють амфотерність). Утворюються перехідними металами. Метали в амфотерних оксидах зазвичай виявляють ступінь окислення від +3 до +4, крім ZnO, BeO, SnO, PbO.

До амфотерних оксидів відносяться ZnO, Al 2 O 3 Cr 2 O 3 .

Кислотні оксиди (ангідриди) — оксиди, що виявляють кислотні властивості та утворюють відповідні кисневмісні кислоти. Утворені типовими неметалами та деякими перехідними елементами. Елементи в кислотних оксидах зазвичай виявляють ступінь окиснення від +4 до +7. Отже, CrO 3 – кислотний оксид, відповідний хромової кислоти H 2 CrO 4 .

382482

Оксид калію взаємодіє з

Відповідь: 3

Пояснення:

Оксид калію (K 2 O) відноситься до основних оксидів. Як основний оксид K 2 O може взаємодіяти із амфотерними оксидами, т.к. з оксидами, що виявляють як кислотні, і основні властивості (ZnO). ZnO є амфотерним оксидом. Чи не реагує з основними оксидами (CaO, MgO, Li 2 O).

Реакція протікає так:

K 2 O + ZnO = K 2 ZnO 2

Основні оксиди – це оксиди металів у ступенях окиснення +1 та +2. До них відносяться:

- Оксиди металів головної підгрупи першої групи (лужні метали) Li - Fr;

— оксиди металів головної підгрупи другої групи (Mg та лужноземельні метали) Mg – Ra;

— оксиди перехідних металів у нижчих ступенях окиснення.

Амфотерні оксиди – солеутворюючі оксиди, що виявляють залежно від умов або основні, або кислотні властивості (тобто виявляють амфотерність). Утворюються перехідними металами. Метали в амфотерних оксидах зазвичай виявляють ступінь окислення від +3 до +4, крім ZnO, BeO, SnO, PbO.

Крім того, існують несолетворні оксиди N 2 O, NO, SiO, CO. Несолетворні оксиди — оксиди, що не виявляють ні кислотних, ні основних, ні амфотерних властивостей і не утворюють солі.

Оксид кремнію (IV) взаємодіє з кожною з двох речовин

2) H 2 SO 4 та BaCl 2

Відповідь: 3

Пояснення:

Оксид кремнію (SiO 2) є кислотним оксидом, тому взаємодіє з лугами та основними оксидами:

SiO 2 + 2NaOH → Na 2 SiO 3 + H 2 O

Будова молекули SO2

Будова молекули SO2 аналогічна до будови молекули озону. Атом сірки перебуває у стані sp2-гібридизації, форма розташування орбіталей – правильний трикутник, форма молекули – кутова. На атомі сірки є неподілена електронна пара. Довжина зв'язку S - O дорівнює 0143 нм, валентний кут становить 119,5 °.

Будова відповідає наступним резонансним структурам:

На відміну від озону, кратність зв'язку S – O дорівнює 2, тобто основний внесок робить перша резонансна структура. Молекула відрізняється високою термічною стійкістю.

Сполуки сірки +4 – виявляють окислювально-відновну двоїстість, але з переважанням відновлювальних властивостей.

1. Взаємодія SO2 з киснем

2S+4О2 + Про 2 S+6О

2. При пропусканні SO2 через сірководневу кислоту утворюється сірка.

S+4О2 + 2Н2S-2 → 3So + 2 Н2О

4 S+4 + 4 → So 1 - окислювач (відновлення)

S-2 - 2 → Sо 2 - відновник (окислення)

3. Сірчиста кислота повільно окислюється киснем повітря в сірчану кислоту.

2H2S+4O3 + 2О → 2H2S+6O

4 S+4 - 2 → S+6 2 - відновник (окислення)

О + 4 → 2О-2 1 - окислювач (відновлення)

Отримання:

1) оксиду сірки (IV) у промисловості:

горіння сірки:

випал піриту:

4FeS2 + 11O2 = 2Fe2O3

в лабораторії:

Na2SO3 + H2SO4 = Na2SO4 + SO2 + H2O

Сірчистий газ, попереджаючи бродіння, полегшує осадження забруднюючих речовин, уривків тканин винограду з хвороботворною мікрофлорою та дозволяє проводити алкогольне бродіння на чистих культурах дріжджів з метою збільшення виходу. етилового спиртута поліпшення складу інших продуктів алкогольного бродіння.

Роль сірчистого газу таким чином не обмежується антисептуючими діями, що оздоровлюють середовище, але й поширюється на покращення технологічних умов бродіння та зберігання вина.

Ці умови при правильному використанні сірчистого газу (обмеження дозування та часу зіткнення з повітрям) ведуть до підвищення якості вин та соків, їх аромату, смаку, а також прозорості та кольору – властивостей, пов'язаних із стійкістю вина та соку до помутнінь.

Сірчистий газ – найпоширеніший забруднювач повітря. Він виділяється всіма енергетичними установками під час спалювання органічного палива. Сірчистий газ може також виділятися підприємствами металургійної промисловості (джерело - коксівне вугілля), а також поруч хімічних виробництв(Наприклад, виробництво сірчаної кислоти). Він утворюється при розкладанні амінокислот, що містять сірку, що входили до складу білків стародавніх рослин, що утворили поклади вугілля, нафти, горючих сланців.

Знаходить застосуванняу промисловості для біління різних продуктів: сукна, шовку, паперової маси, пір'я, соломи, воску, щетини, кінського волосу, харчових продуктів, для дезінфекції фруктів і консервів і т. д. Як побічний продукт С. р. утворюється і виділяється в повітря робочих приміщень у ряді виробництв: сірчаної к-ти, целюльози, при випалюванні руд, що містять, сірчисті метали, в травилках на металозаводах , при виробництві скла, ультрамарину та ін., дуже часто С. г. міститься в повітрі котелень і зольних приміщень, де він утворюється при спалюванні вугілля, що містить сірку.

При розчиненні у воді утворюється слабка та нестійка сірчиста кислота H2SO3 (існує тільки в водному розчині)

SO2 + H2O ↔ H2SO3

Сірчиста кислота дисоціює ступінчасто:

H2SO3 ↔ H+ + HSO3- (перший ступінь, утворюється гідросульфіт – аніон)

HSO3- ↔ H+ + SO32- (другий ступінь, утворюється аніон сульфіт)

H2SO3 утворює два ряди солей - середні (сульфіти) та кислі (гідросульфіти).

Якісною реакцією на солі сірчистої кислоти є взаємодія солі з сильною кислотою, при цьому виділяється газ SO2 з різким запахом:

Na2SO3 + 2HCl → 2NaCl + SO2 + H2O 2H+ + SO32- → SO2 + H2O

Сірка поширена в земної кори, Серед інших елементів займає шістнадцяте місце. Вона зустрічається як у вільному стані, так і у зв'язаному вигляді. Неметалічні властивості характерні для цього хімічного елемента. Її латинська назва «Sulfur», що позначається символом S. Елемент входить до складу різних іонів сполук, що містять кисень та/або водень, утворює багато речовин, що відносяться до класів кислот, солей та кілька оксидів, кожен з яких може бути названий оксид сірки з додаванням символи, що позначають валентність. Ступені окислення, які вона виявляє у різних сполуках +6, +4, +2, 0, −1, −2. Відомі оксиди сірки з різним ступенем окиснення. Найпоширеніші - це діоксид та триоксид сірки. Менш відомими є монооксид сірки, а також вищі (крім SO3) та нижчі оксиди цього елемента.

Монооксид сірки

Неорганічна сполука, яка називається оксид сірки II, SO, зовнішньому виглядуця речовина є безбарвним газом. При контакті з водою він не розчиняється, а реагує із нею. Це дуже рідкісне з'єднання, яке зустрічається тільки в розрідженому газовому середовищі. Молекула SO термодинамічно нестійка, перетворюється спочатку на S2O2 (називають disulfur газ або пероксид сірки). Через рідкісну появу монооксиду сірки в нашій атмосфері та низької стабільності молекули важко повною мірою визначити небезпеку цієї речовини. Але в сконденсованому або більш концентрованому вигляді оксид перетворюється на пероксид, який є відносно токсичним і їдким. Ця сполука також легко спалахує (нагадує цією властивістю метан), при спалюванні виходить діоксид сірки - отруйний газ. Оксид сірки 2 був виявлений біля Іо (одного з в атмосфері Венери і в міжзоряному середовищі. Передбачається, що на Іо він виходить в результаті вулканічних і фотохімічних процесів. Основні фотохімічні реакції виглядають наступним чином: O + S2 → S + SO і SO2 → SO + O.

Сірчистий газ

Оксид сірки IV або двоокис сірки (SO2) є безбарвним газом з задушливим різким запахом. При температурі мінус 10 С він переходить у рідкий стан, а при температурі мінус 73 С твердне. При 20С у 1 літрі води розчиняється близько 40 об'ємів SO2.

Цей оксид сірки, розчиняючись у воді, утворює сірчисту кислоту, оскільки є ангідридом: SO2 + H2O ↔ H2SO3.

Він взаємодіє з основами і 2NaOH + SO2 → Na2SO3 + H2O та SO2 + CaO → CaSO3.

Для сірчистого газу характерними є властивості і окислювача, і відновника. Він окислюється киснем повітря до сірчаного ангідриду у присутності каталізатора: SO2 + O2 → 2SO3. З сильними відновниками, такими як сірководень, грає роль окислювача: H2S + SO2 → S + H2O.

Сірчистий газ промисловості використовують в основному для отримання сірчаної кислоти. Діоксид сірки одержують спалюванням сірки або залізного колчедану: 11O2 + 4FeS2 → 2Fe2O3 + 8SO2.

Сірчаний ангідрид

Оксид сірки VI або триокис сірки (SO3) є проміжним продуктом і самостійного значення не має. На вигляд це безбарвна рідина. Вона кипить при температурі 45°С, а нижче 17°С перетворюється на білу кристалічну масу. Цей сірка (зі ступенем окислення атома сірки + 6) відрізняється крайньою гігроскопічністю. З водою він утворює сірчану кислоту: SO3 + H2O ↔ H2SO4. Розчиняючись у воді, виділяє велика кількістьтепла і якщо додавати не поступово, а відразу велика кількість оксиду, то може статися вибух. Триоксид сірки добре розчиняється в концентрованій сірчаній кислоті з утворенням олеуму. Зміст SO3 в олеумі досягає 60%. Для цього з'єднання сірки характерні всі властивості

Вищі та нижчі оксиди сірки

Сірки є групою хімічних сполукз формулою SO3 + х, де х може бути 0 або 1. Мономерний оксид SO4 містять пероксогрупу (O-O) і характеризується, як і оксид SO3, ступенем окислення сірки +6. Цей оксид сірки може бути отриманий при низьких температурах(нижче 78 К) в результаті реакції SO3 або фотолізі SO3 в суміші з озоном.

Нижчі оксиди сірки є групою хімічних сполук, до якої входять:

SO (оксид сірки та його димер S2O2);
монооксиди сірки SnO (є циклічні сполуки, що складаються з кілець, утворених атомами сірки, при цьому n може бути від 5 до 10);
S7O2;
полімерні оксиди сірки

Інтерес до нижчих оксидів сірки збільшився. Це пов'язано з необхідністю вивчення їхнього змісту в наземній та позаземній атмосферах.

Оксид сірки (IV) та сірчиста кислота

Оксид сірки (IV), або сірчистий газ, за звичайних умов безбарвний газ із різким задушливим запахом. При охолодженні до -10 ° С зріджується в безбарвну рідину.

Отримання

1. У лабораторних умовах оксид сірки (IV) одержують із солей сірчистої кислоти дією на них сильними кислотами:

Na 2 SO 3 +H 2 SO 4 =Na 2 SO 4 +S0 2 +H 2 O 2NaHSO 3 +H 2 SO 4 =Na 2 SO 4 +2SO 2 +2H 2 O 2HSO - 3 +2H + =2SO 2 + 2H 2 O

2. Також сірчистий газ утворюється при взаємодії концентрованої сірчаної кислоти при нагріванні з малоактивними металами:

Cu+2H 2 SO 4 =CuSO 4 +SO 2 +2Н 2 Про

Cu+4Н + +2SO 2- 4 =Cu 2+ + SO 2- 4 +SO 2 +2H 2 O

3. Оксид сірки (IV) утворюється також при спалюванні сірки у повітрі чи кисні:

4. У промислових умовах SO 2 отримують при випалюванні піриту FeS 2 або сірчистих руд кольорових металів (цинкової обманки ZnS, свинцевого блиску PbS та ін.):

4FeS 2 +11О 2 =2Fe 2 O 3 +8SO 2

Структурна формула молекули SO 2:

В утворенні зв'язків у молекулі SO 2 беруть участь чотири електрони сірки та чотири електрони від двох атомів кисню. Взаємне відштовхування зв'язувальних електронних пар та неподіленої електронної пари сірки надає молекулі кутової форми.

Хімічні властивості

1. Оксид сірки (IV) виявляє всі властивості кислотних оксидів:

Взаємодія з водою,

Взаємодія з лугами,

Взаємодія із основними оксидами.

2. Для оксиду сірки (IV) характерні відновлювальні властивості:

S +4 O 2 +O 0 2 «2S +6 O -2 3 (у присутності каталізатора, при нагріванні)

Але в присутності сильних відновників SO 2 поводиться як окислювач:

Окисно-відновна двоїстість оксиду сірки (IV) пояснюється тим, що сірка має в ньому ступінь окислення +4, і тому вона може, віддаючи 2 електрони, окислюватися до S +6, а приймаючи 4 електрони, відновлюватися до S°. Прояв цих чи інших властивостей залежить від природи реагуючого компонента.

Оксид сірки (IV) добре розчинний у воді (в 1 об'ємі при 20°З розчиняється 40 об'ємів SO 2). При цьому утворюється існуюча тільки у водному розчині сірчиста кислота:

SO 2 +Н 2 О«H 2 SO 3

Реакція оборотна. У водному розчині оксид сірки (IV) і сірчиста кислота знаходяться в хімічній рівновазі, яке можна зміщувати. При зв'язуванні H 2 SO 3 (нейтралізація кисло-

ти) реакція протікає у бік утворення сірчистої кислоти; при видаленні SO 2 (продування через розчин азоту або нагрівання) реакція протікає у бік вихідних речовин. У розчині сірчистої кислоти завжди є оксид сірки (IV), який надає йому різкого запаху.

Сірчиста кислота має всі властивості кислот. У розчині дисоціює ступінчасто:

H 2 SO 3 Н + + HSO - 3 HSO - 3 Н + +SO 2- 3

Термічно нестійка, летюча. Сірчиста кислота, як двоосновна, утворює два типи солей:

Середні – сульфіти (Na 2 SO 3);

Кислі – гідросульфіти (NaHSO 3).

Сульфіти утворюються при повній нейтралізації кислоти лугом:

H 2 SO 3 +2NaOH=Na 2 SO 3 +2Н 2 Про

Гідросульфіти виходять при нестачі лугу:

H 2 SO 3 +NaOH=NaHSO 3 +Н 2 Про

Сірчиста кислота та її солі мають як окислювальні, так і відновлювальні властивості, що визначається природою партнера по реакції.

1. Так, під дією кисню сульфіти окислюються до сульфатів:

2Na 2 S +4 O 3 +О 0 2 =2Na 2 S +6 O -2 4

Ще легше протікає окислення сірчистої кислоти бромом та перманганатом калію:

5H 2 S +4 O 3 +2KMn +7 O 4 =2H 2 S +6 O 4 +2Mn +2 S +6 O 4 +K 2 S +6 O 4 +3Н 2 O

2. У присутності ж більш енергійних відновників сульфіти виявляють окисні властивості:

З солей сірчистої кислоти розчиняються майже всі гідросульфіти та сульфіти лужних металів.

3. Оскільки H 2 SO 3 є слабкою кислотою, при дії кислот на сульфіти та гідросульфіти відбувається виділення SO 2 . Цей метод зазвичай використовують при отриманні SO 2 у лабораторних умовах:

NaHSO 3 +H 2 SO 4 =Na 2 SO 4 +SO 2 +H 2 O

4. Розчинні у воді сульфіти легко піддаються гідролізу, внаслідок чого в розчині збільшується концентрація OH - -іонів:

Na 2 SO 3 +НОН«NaHSO 3 +NaOH

Застосування

Оксид сірки (IV) та сірчиста кислота знебарвлюють багато барвників, утворюючи з ними безбарвні сполуки. Останні можуть знову розкладатися при нагріванні або світла, внаслідок чого забарвлення відновлюється. Отже, білить SO 2 і H 2 SO 3 відрізняється від дії білка хлору. Зазвичай рксидом сірки (IV) білять шерсть, шовк та солому.

Оксид сірки (IV) вбиває багато мікроорганізмів. Тому для знищення пліснявих грибків їм обкурюють сирі підвали, льохи, винні бочки та ін. Використовується також при перевезенні та зберіганні фруктів та ягід. У великих кількостях оксид сірки IV) застосовується для одержання сірчаної кислоти.

Важливе застосування знаходить розчин гідросульфіту кальцію CaHSO 3 (сульфітний луг), яким обробляють деревину та паперову масу.