Сероводород

Н₂S - сероводород в естественном состоянии встречается в вулканических и природных газах. Он растворен в водах минеральных источни­ков. Образуется при гниении серосодержащих остатков животного происхождения.

Как соли слабой кислоты, сульфиды в водных растворах сильно гидролизованы. Сульфиды щелочных металлов при растворении в воде имеют щелочную реакцию:

К₂S + НОН ↔ КНS + КОН

Все сульфиды являются энергичными восстановителями:

3РbS + 8НNО₃ = 3РbSО₄ + 8NО + 4Н₂О

Оксид серы (IV). Сернистая кислота

Оксид серы (IV) или сернистый газ или сернистый ангидрид SО₂ - бесцветный газ с резким характерным запахом. Хорошо растворяется в воде. Т_кип = 10°С, Т_плав = 75,5°С.

Сернистая кислота Н₂SО₃ - кислота средней силы, существующая только в водном растворе. Для нее характерны общие для всех кислот, свойства, и она является сильным восстановителем. Под действием кислорода окисляется в серную кислоту:

2Н₂SО₃ + О₂ = 2Н₂SО₄

Свободные галогены восстанавливаются сернистой кислотой в галогеноводороды:

Н₂SО₃ + Сl₂ + Н₂О = Н₂SО₄ + 2НСl

Соли сернистой кислоты: средние соли - сульфиты и кислые соли - гидросульфиты обладают как окислительными, так и восстановительными свойствами.

1. Под действием кислорода сульфиты окисляются до сульфатов:

2K₂SO₃ + O₂ = 2K₂SO₄

2. Взаимодействие с сильными восстановителями:

Na₂SO₃ + Н₂S = Nа₂S + SО₂ + Н₂О

3. При сильном нагревании подвергаются диспропорционированию:

4К₂SО₃ = 3К₂SO₄ + К₂S

4. При растворении в воде имеют щелочную реакцию:

Nа₂SО₃ + НОН ↔ NаНSО₃ + NаОН

5. При действии на сульфиты и гидросульфиты кислот происходит выделение сернистого газа:

Na₂SO₃ + Н₂SО₄ = Nа₂SО₄ + SО₂ + Н₂О

Оксид серы (VI). Серная кислота

Оксид серы (VI) или серный газ или серный ангидрид SО₃ - бесцветная жидкость, затвердевающая при 16,8°С, хорошо растворимая в воде. Оксид серы (VI) хорошо растворим в серной кислоте. Раствор SО₃ в без­водной серной кислоте называется олеумом.

SО₃ - типичный кислотный оксид. Его используют для получения серной кислоты.

Получение:

1. Окисление сернистого газа:

2SО₂ + О₂ = 2SО₃

2. Окисление сернистого газа оксидом азота (IV) (нитрозный способ):

2SО₂ + 2NO₂ = 2SО₃ + 2NO

Серная кислота Н₂SО₄ (безводная) - бесцветная маслянистая жидкость, кристаллизующаяся при +10,5°С. Плотность 1,85 г/см³, без запа­ха, нелетучая.

Химические свойства:

С водой серная кислота смешивается в любых количествах, образуя гидраты. При растворении серной кислоты в воде выделяется большое количество теплоты. Во избежание разбрызгивания горячего поверхностного слоя раствора следует серную кислоту вливать в воду.

Серная кислота в разбавленном состоянии обладает всеми типичными свойствами кислот.

Концентрированная серная кислота

1. Особый интерес вызывает взаимодействие концентрированной серной кислоты с металлами. Концентрированная серная кислота является сильным окислителем, поэтому при ее взаимодействии с металлами водород не выделяется.

Таблица. Взаимодействие концентрированной серной кислоты с металлами.

Тип металла	Продукты реакции
Активные металлы (все начало ряда напряжений по Аl)	Соль + Н2S + вода
Металлы, стоящие в середине ряда напряжений	Соль + S (или SO2 > 2 или Н2S) + вода
Малоактивные металлы (стоящие в ряду напряжений металла после Н или близко к нему: Sп, Рb, Мо, Ni, Сd)	Соль + SО2 = вода
Ад, Ре, Сr (на холоде)	Не взаимодействует, это объясняется пассивацией активных металлов

Например:

8Nа + 5Н₂SO_4(конц) = 4Nа₂SO₄ + Н₂S + 4Н₂О

Zn + 2Н₂SО_4(конц) = ZnSО₂ + 2Н₂О + SО₂

3Zn + 4Н₂SО_4(конц) = 3ZnSО₄ + 4Н₂О + S

4Zn + 5Н₂SО_4(конц) = 4ZnSО₄ + 4Н₂О + Н₂S

Сu + 2Н₂SО_4(конц) = СuSО₄ + SО₂ + 2Н₂О

2. Концентрированная серная кислота - водоотнимающее средство. Обугливание углеводов:

H₂SO₄(конц)

C₁₂H₂₂O₁₁ → 12C + 11H₂O

3. Окислительные свойства:

S + Н₂SO_4(конц) = 3SO₂ + 2Н₂O

С + Н₂SO_4(конц) = СO₂ + SO₂ + 2Н₂O

4. Качественная реакция:

ВаСl₂ + Н₂SО₄ = 2НСl + ВаSО₄↓ (белый творожистый осадок)

Наибольшее значение из солей серной кислоты имеют следующие:

Na₂SO₄ - сульфат натрия (глаубертовая соль Na₂SО₄∙10Н₂О) - используется как слабительное средство, и противоядие при отравлении солями бария и свинца.

СаSО₄ - сульфат кальция (СаSО₄∙2Н₂О - гипс, 2СаSО₄∙Н₂О - алебастр). Гипс применяют в травматологии и зубопротезировании. Але­бастр - вяжущий материал в строительстве.

СuSО₄ - сульфат меди (СиSО₄∙5Н₂О - медный купорос) - используется для борьбы с вредителями сельскохозяйственных растений.

ZnSО₄ - сульфат цинка (ZnSО₄∙7Н₂О) - используется для протравы при крашении тканей.

Вопросы по изученной теме:

1. Дайте общую характеристику элементам группы главной подгруппы.

2. Назовите основные физические характеристики кислорода.

3. С чем связана аллотропия кислорода?

4. Что вам известно об озоновом слое Земли?

5. Где применяется кислород?

6. Назовите признаки реакций горения. Чем они отличаются от реакций медленного окисления. Приведите примеры.

7. Опишите физические свойства серы. Сколько модификаций у серы?

8. Как взаимодействует сера с металлами? Приведите примеры. Дайте название.

9. Как взаимодействует сера с неметаллами? В каких случаях сера выступает как восстановитель?

10. Каковы свойства разбавленной и концентрированной серной кислоты?

11. Что такое олеум?

12. Какие химические свойства проявляет оксид серы (IV), оксид серы (VI)?

Литература: 1, 2, 3.