Галиды и оксид-галиды

Устойчивость галидов халькогенов увеличивается от I к F и от S к Te из-за роста разности ЭО элементов, образующих данные вещества, а также с понижением ст.ок. Х от (+6) до (+4). Поэтому соединения , и – предельные. Это означает, что, например, для серы не получены и , а тем более и .

Зато синтезированы галиды Х в нехарактерных для них низких ст.ок. (+1) и (+2): , , , – но они дисмутируют при нагревании: ,

и под действием воды: , .

Из галидов серы наибольшее практическое значение имеют гексафторид ( ) – газ, и т.н. хлористая сера (дихлорид дисеры ) – б/ц жидкость (т.кип.=138⁰C). Хлористая сера – аналог (по структуре молекул) пероксида водорода. Водой она разлагается с образованием HCl и неустойчивой тиосернистой кислоты ( ). Применяется как хлорирующий агент; кроме того, служит хорошим растворителем , , многих органических веществ, а также S (22 г в 100 г благодаря образованию полимера (цепочечного) S_nCl₂, где n принимает значения до 100, – этот раствор используется для вулканизации резины).

Гексафторид серы (т.кип.=-64⁰C) применяется в качестве газового электроизолятора, т.к. является достаточно инертным веществом (разлагается лишь выше 800⁰C, не реагирует с кислотами и щелочами). Его инертность объясняется кинетической устойчивостью. В частности, реакция гидролиза термодинамически обусловлена (  кДж/моль), но не идет. (Ибо ни ассоциативный механизм замещения -ионов на -ионы (вследствие предельной координационной насыщеннности атомов серы), ни диссоциативный механизм [8] (из-за прочности связи ) оказываются не осуществимы.) Напротив, , а также легко гидролизуются по ассоциативному механизму (поскольку предельное значение к.ч. теллура равно 8).

Из хлорид-оксидов халькогенов наибольшее практическое значение (в качестве хлорирующих агентов и как растворители) имеют оксид-дихлорид серы и диоксид-дихлорид серы (они представляют собой хлорангидриды соответственно сернистой и серной кислот), а также неполный хлорангидрид (какого вещества?) _. Получают их действием пентахлорида фосфора на кислоты; например:

.

Отметим, что по активности ионов водорода смесь неполного фторангидрида серной кислоты и пентафторида сурьмы в раз сильнее 100%-ной . В свое время эта смесь, как самая сильная кислота, была занесена в книгу рекордов Гиннеса. (В 2004 году опубликованы данные о получении в Калифорнийском университете значительно более сильной кислоты, формула которой H(CHB₁₁Cl₁₁).)

Экологический аспект переработки сульфидных руд

….фантазия человека состоит в том, чтобы взяться за дело не с того конца, с которого берется природа.

Карел Чапек

Из всех соединений, производимых на химических предприятиях, наибольшее практическое значение имеет серная кислота. Можно сказать, что масштабы ее потребления определяют промышленный потенциал страны. Она необходима при переработке нефти, для никелирования изделий, в производстве моющих средств, пластмасс, красок, кожи, удобрений, взрывчатых веществ, ядохимикатов, лекарств, косметики и мн. др. Поэтому, например, в Японии развитие промышленной химии началось (в 1873 г.) лишь после создания установки для получения серной кислоты.

Однако ее производство, в частности, обжиг пирита, а также переработка других сульфидных руд (например, Cu- и Ni,Co-содержащих на Норильском комбинате) сопряжены с большими выбросами в атмосферу токсичного ¹ (в Норильске его ПДК превышено в 30 раз), что губит растения, здоровье человека и животных. Кроме того, вклад в образование кислотных дождей² составляет около 60%. Причем рН дождевой воды доходит до 2, в результате чего в озерах рН=4 (а норма 8). Как следствие, в них невозможна жизнь ни рыб, ни растений, ни даже микроорганизмов. К тому же, кислая вода извлекает из донных осадков Al, Hg, Pb и т.п., которые отравляют подземные воды и реки…, а в конечном итоге и человека! Кислотные дожди резко усиливают также процессы коррозии, вред от которых составляет миллиарды долларов в год! Поэтому необходима очистка отходящих производственных газов от !!!

Для поглощения используют растворы или (образуется ), взвесь (продукты и ), сорбенты; а также процесс Клауса:

.

Кроме того, предлагается заменить пирометаллургический метод переработки сульфидных руд (в частности, обжиг пирита) гидрометаллургическим. Например, обрабатывать пирит водой и кислородом в вибраторе-смесителе. При этом сразу получается (но разбавленная, и ее затем нужно концентрировать) и , который можно направлять на металлургическую переработку.