
- •1. Сера
- •1.5. Физические свойства серы
- •1.6. Химические свойства серы
- •1.7. Получение серы
- •1.8. Сероводород
- •Физические свойства
- •Химические свойства
- •Получение сероводорода
- •1.9. Сероводородная кислота и её соли
- •Получение сульфидов
- •Химические свойства сульфидов
- •1.10. Токсичность сероводорода
- •1.11. Соединения серы (IV)
- •1.11.1. Оксид серы (IV) Строение молекулы so2
- •Физические свойства
- •Химические свойства оксида серы (IV)
- •Получение оксида серы (IV)
- •1.11.2. Сернистая кислота и её соли
- •Строение сульфит-иона
- •Химические свойства сульфитов
- •1.12. Соединения серы (VI)
- •1.12.1. Оксид серы (VI) Строение молекулы so3
- •Физические свойства оксида серы (VI)
- •Химические свойства оксида серы (VI)
- •Получение оксида серы (VI)
- •1.12.2. Серная кислота
- •Строение молекулы
- •Физические свойства серной кислоты
- •Химические свойства серной кислоты
- •Получение серной кислоты
- •Соли серной кислоты
- •1.13. Применение серы и её соединений
- •Примеры решения задач
- •Задачи для самостоятельного решения
1.11. Соединения серы (IV)
Степень окисления +4 для серы является довольно устойчивой и проявляется в тетрагалогенидах SHal4, оксодигалогенидах SOHal2, диоксиде SO2 и в отвечающих им анионах. Мы познакомимся со свойствами диоксида серы и сернистой кислоты.
1.11.1. Оксид серы (IV) Строение молекулы so2
Строение молекулы SO2 аналогично строению молекулы озона. Атом серы находится в состоянии sp2-гибридизации, форма расположения орбиталей – правильный треугольник, форма молекулы – угловая. На атоме серы имеется неподеленная электронная пара. Длина связи S – O равна 0,143 нм, валентный угол составляет 119,5°.
Строение соответствует следующим резонансным структурам:
В отличие от озона, кратность связи S – O равна 2, то есть основной вклад вносит первая резонансная структура. Молекула отличается высокой термической устойчивостью.
Физические свойства
При обычных условиях диоксид серы или сернистый газ – бесцветный газ с резким удушливым запахом, температура плавления -75 °С, температура кипения -10 °С. Хорошо растворим в воде, при 20 °С в 1 объеме воды растворяется 40 объемов сернистого газа. Токсичный газ.
Химические свойства оксида серы (IV)
Сернистый газ обладает высокой реакционной способностью. Диоксид серы – кислотный оксид. Он довольно хорошо растворим в воде с образованием гидратов. Также он частично взаимодействует с водой, образуя слабую сернистую кислоту, которая не выделена в индивидуальном виде:
SO2 + H2O = H2SO3 = H+ + HSO3- = 2H+ + SO32-.
В результате диссоциации образуются протоны, поэтому раствор имеет кислую среду.
При пропускании газообразного диоксида серы через раствор гидроксида натрия образуется сульфит натрия. Сульфит натрия реагирует с избытком диоксида серы и образуется гидросульфит натрия:
2NaOH + SO2 = Na2SO3 + H2O;
Na2SO3+ SO2 = 2NaHSO3.
Для сернистого газа характерна окислительно-восстановительная двойственность, например, он, проявляя восстановительные свойства, обесцвечивает бромную воду:
SO2 + Br2 + 2H2O = H2SO4 + 2HBr
и раствор перманганата калия:
5SO2 + 2KMnO4 + 2H2O = 2KНSO4 + 2MnSO4 + H2SO4.
окисляется кислородом в серный ангидрид:
2SO2 + O2 = 2SO3.
Окислительные свойства проявляет при взаимодействии с сильными восстановителями, например:
SO2 + 2CO = S + 2CO2 (при 500 °С, в присутствии Al2O3);
SO2 + 2H2 = S + 2H2O.
Получение оксида серы (IV)
Сжигание серы на воздухе
S + O2 = SO2.
Окисление сульфидов
4FeS2 + 11O2 = 2Fe2O3 + 8SO2.
Действие сильных кислот на сульфиты металлов
Na2SO3 + 2H2SO4 = 2NaHSO4 + H2O + SO2.
1.11.2. Сернистая кислота и её соли
При растворении диоксида серы в воде образуется слабая сернистая кислота, основная масса растворенного SO2 находится в виде гидратированной формы SO2·H2O, при охлаждении также выделяется кристаллогидрат, лишь небольшая часть молекул сернистой кислоты диссоциирует на сульфит- и гидросульфит-ионы. В свободном состоянии кислота не выделена.
Будучи двухосновной, образует два типа солей: средние – сульфиты и кислые – гидросульфиты. В воде растворяются лишь сульфиты щелочных металлов и гидросульфиты щелочных и щелочно-земельных металлов.