ЧАСТЬ И

ОБЩАЯ ХИМИЯ

ХИМИЯ ЭЛЕМЕНТОВ

ОКСИГЕН. СУЛЬФУР

Оксиды Серы

Физические свойства оксидов Серы

Сульфур(ИV) оксид, или сульфур диоксид, или сернистый ангидрид - это бесцветный газ с характерным резким запахом. Именно он создает запах при горении спичек. При температуре -10 °С он скраплюється в бесцветную жидкость, а при температуре -75 °С кристаллизуется. Хорошо растворяется в воде: до 40 объемов газа в одном объеме воды. Смешивается с етером, бензолом и сероуглеродом в неограниченных соотношениях.

Сульфур(V) оксид, или сульфур триоксид, или серный ангидрид, образующий несколько алотропних модификаций. Одна из них, γ-SO₃, представляет собой бесцветную жидкость, с температурой кипения +45 °С и температурой кристаллизации -17 °С. В твердом состоянии эта модификация похожа на лед. Другая модификация - α-SO₃ - кристаллическое вещество, похожее на асбест плавится при температуре +40 °С. Неограниченно растворяется в воде. Хорошо растворяется в сульфатной кислоте. Раствор триоксида сульфура в сульфатной кислоте называют олеумом.

Химические свойства оксидов Серы

Реакции без изменения степени окисления

Ангидриды кислот - это вещества, которые при взаимодействии с водой образуют соответствующую кислоту. Таким образом, SO₂ и SO₃ - это ангидриды сульфитной и сульфатной кислот, соответственно:

Обе вещества являются кислотными оксидами, т.е. реагируют с основаниями:

С основными оксидами:

При растворении SO₃ в сульфатной кислоте образуется олеум:

Олеум - это важный продукт химической промышленности. Его используют в производстве лакокрасочных и резино-технических изделий, для очистки нефти.

Сульфитная кислота

Сульфитная кислота очень неустойчива и существует только в водном растворе. При выделении из раствора она разлагается на сульфитный ангидрид и воду.

Сульфитная кислота достаточно слабая (К_а1 = 2 ∙ 10^-2, К_а2 = 6 ∙ 10^-8). Диссоциация кислоты происходит по такой схеме:

Сульфитная кислота образует два ряда солей: средние (сульфиты) и кислые (гідрогенсульфіти). При нагревании сульфиты щелочных и щелочноземельных металлов диспропорціонують:

Сульфиты менее активных металлов разлагаются на оксиды:

Более сильные кислоты легко вытесняют ее из солей и раскладывают на сульфур диоксид и воду:

Сульфиты щелочных металлов при сплава с серой образуют новое вещество - тиосульфат:

Разница между сульфатом и тиосульфатом заключается в том, что один из атомов Кислорода сульфат-иона заменен атомом Серы. Получается, что в iоные тиосульфата один атом Серы находится в степени окисления +6, а другой в степени окисления-2.

Реакции с изменением степени окисления

При нагревании смеси сульфур(ИV) оксида и кислорода над катализатором ванадий(V) оксидом V₂O₅ можно добыть сульфур(VИ) оксид:

Сульфитная кислота и сульфур диоксид легко окисляются сильными окислителями:

Последнюю реакцию используют в промышленности при нітрозному методе добывания серной кислоты.

Добыча и применение оксидов сульфура

Добыча сульфур(ИV) оксида

В промышленности сульфитный ангидрид добывают как побочный продукт при выплавке железа, сжиганием на воздухе пирита (FeS₂):

Проще всего сульфур диоксид можно добыть из элементов при сжигании простого вещества серы на воздухе:

При действии сильных кислот на сульфиты металлов:

При взаимодействии концентрированной серной кислоты с активными металлами:

Добыча сульфур(VИ) оксида

Сульфур(V) оксид, необходимый для добывания серной кислоты, в XIX веке в основном добывали нитрозным методом, который основывался на реакции:

Сегодня самым распространенным методом окисления сульфитного ангидрида в сульфатный является контактный метод, который заключается в окислении воздухом с катализатором ванадий(V) оксидом V₂O₅.

Применение сульфур(ИV) оксида и сульфитов

Большую часть добытого сульфур(ИV) оксида используют для производства серной кислоты. Сульфитный ангидрид является хорошим восстановителем, за счет чего он способен восстанавливать некоторые природные и искусственные красители. Это свойство сульфитного ангидрида применяют в текстильной промышленности для отбеливания различных материалов, например шелка, шерсти и соломы. Сульфур(ИV) оксид обезвреживает различные бактерии и микроорганизмы, поэтому его также используют для дезинфекции сырых помещений.

Кальций применяют гідрогенсульфіт при так называемом сульфітному варке целлюлозы, для того, чтобы предоставить ей определенных качеств. Таким образом обрабатывают древесину и бумагу.

Натрий сульфит используют как проявитель в фотографии.

Применение сульфур(VИ) оксида

Это соединение используют для производства серной кислоты и олеума.