Оксиды серы. Общая характеристика, химические свойства

Оксиды серы. Общая характеристика, химические свойства

Большинство школьников знают два оксида серы - SO2 и SO3.

Однако, это не все соединения, которые сера образует с кислородом.

Рассмотрим их все.


Монооксид серы - SO

  • Встречается только в виде разбавленной газовой фазы;
  • после концентрирования превращается в S2O2 (диоксид дисульфита);
  • SO имеет триплетное основное состояние, схожее с таковым у O2, то есть каждая молекула имеет по два неспаренных электрона;
  • молекула SO используется в реакциях органического синтеза (встраивается в молекулы алкенов, алкинов, диенов для получения молекул с трехчленными кольцами, содержащими серу);
  • монооксид серы обнаружен на Ио - спутнике Юпитера, а также в атмосфере Венеры, в комете Хейла - Боппа (или "Большая комета 1997 года");
  • редко встречается в атмосфере Земли, поэтому токсичность в полной мере не выявлена;
  • обладает высокой воспламеняемостью, горит до образования ядовитого сернистого газа SO2.


Дисульфид серы - SO2

  • Токсичный газ, ответственен за запах сгоревших спичек;
  • в природе образуется в результате вулканической активности;
  • вне Земли встречается в атмосфере Венеры, где образует облака в результате конденсации, способствуя при этом глобальному потеплению на планете; а также на Ио, спутнике Юпитера (90% атмосферы)
  • промышленное значение сернистого газа в основном заключается в производстве серной кислоты;
  • SO2 может связываться с ионами металлов в качестве лиганда с образованием комплексов диоксида серы с металлом, обычно там, где переходный металл находится в степени окисления 0 или +1;
  • обладает антимикробными свойствами, используется в качестве консерванта для кураги, инжира (E220);
  • диоксид серы издавна применяется в производстве вина - служит антибиотиком и антиоксидантом, защищая вино от порчи и потемнения (окисления);
  • сернистый газа является сильным восстановителем, при этом обладает отбеливающим эффектом;
  • эндогенный диоксид серы играет важную физиологическую роль в регуляции работы сердца и кровеносных сосудов, а нарушение его метаболизма может привести к артериальной гипертензии, атеросклерозу, стенокардии.


Триоксид серы, серный ангидрид - SO3

  • Является значительным загрязнителем, основной компонент кислотных дождей;
  • имеет большое значение в промышленности, так как является прекурсором серной кислоты;
  • в сухой атмосфере обильно дымит, без запаха, но едкий;
  • на воздухе образуется прямым окислением сернистого газа;
  • в лаборатории триоксид серы можно получить путем двухстадийного пиролиза бисульфата натрия:
    2NaHSO4 → Na2S2O7 + H2O
    Na2S2O7 → Na2SO4 + SO3
  • серный ангидрид агрессивно гигроскопичен - теплота гидратации достаточна, чтобы смесь этого газа и древесины (или хлопка) могла воспламениться;
  • при вдыхании вызывает ожоги, обладает высокой коррозионной активностью.


Тетроксид серы - SO4

  • Этот оксид серы представляет собой группу химических соединений с формулой SO3 + Х, где Х лежит между 0 и 1;
  • здесь содержатся пероксогруппы (О-О), а степень окисления серы как в триоксиде серы, +6;
  • может быть выделен при низких температурах (78 К), после реакции SO3 с атомарным кислородом или фотолиза смесей SO3 - озон.


Монооксид дисеры, субоксид серы - S2O

  • Представляет собой бесцветный газ, который при конденсации образует твердое вещество бледного цвета, нестабильное при комнатной температуре;
  • Грамотрицательные бактерии Desulfovibrio desulfuricans способны производить S2O;
  • был обнаружен Питером Шенком в 1933 году.


Пoсле краткого обзора оксидов серы прилагаю таблицу двух важнейших оксидов серы - сернистого газа и серного ангидрида, так как именно они по большей части встречаются в заданиях ЕГЭ и ОГЭ по Химии.


Сравнительная характеристика оксидов серы SO2 и SO3

Реагент

Оксид серы IV – SO2

- Диоксид серы;

- газ с резким запахом;

- кислотный оксид;

- гибридизация серы – sp2;

- валентный угол - 120

Оксид серы VI – SO3

- Триоксид серы;

- бесцветная летучая жидкость;

- кислотный оксид;

- гибридизация серы - sp3;

- валентный угол 120

Получение

1) В промышленности:

S + O2 = SO2 (360 C)

4FeS + 7O2 = 2Fe2O3 + 4SO2 (t)

2) В лаборатории:

Na2SO3 + H2SO4 = Na2SO4 + SO2 + H2O (t)

Me + 2H2SO4 (k) = MeSO4 + SO2 + 2H2O

(Me = Cu, Hg, Bi, Ag)

2HBr + 2H2SO4 (k) = Br2 + SO2 + 2H2O

1) В промышленности:

2SO2 + O2 = 2SO3 (500 C, V2O5)

SO2 + O3 = SO3 + O2

2) В лаборатории:

2CaSO4 = 2CaO + 2SO3 (450 C)

2CuSO4 = 2CuO + 2SO3

Na2S2O7 = Na2SO4 + 2SO3

+ O2

2SO2 + O2 = 2SO3 + Q

+ H2O

SO2 + H2O = H2SO3

SO3 + H2O = H2SO4

+ H2O2

SO2 + H2O2 = H2SO4

+ Основные оксиды

SO2 + CaO = CaSO3

SO2 + Na2O = Na2SO3

SO3 + Na2O = Na2SO4

SO3 + CaO = CaSO4

+ Кислотные оксиды

SO2 + CO = S + 2CO2 (Al2O3, 500 C)

SO2 + NO2 = SO3 + NO (нитрозный способ получения серной кислоты)

+ Амфотерные оксиды

SO2 + Al2O3, BeO, ZnO ≠

SO3 + Fe2O3 = Fe2(SO4)3

+ Основания

SO2 + 2NaOH = Na2SO3 + H2O

SO2 + Me(OH)x ≠ (Me = Fe, Cr, Al, Sn)

SO2 + 2KOH (расплав) = 3K2SO4 + K2S + 4H2O (t)

SO3 + 2NaOH (разб.) = Na2SO4 + H2O

SO3 + Ca(OH)2 = CaSO4 + H2O

+ Кислоты

SO2 + 4HI = S↓ + 2I2 + 2H2O

SO2 + 2H2S = 3S + 2H2O

SO2 + 2HNO3 (k) = H2SO4 + 2NO2

SO2 + 2HNO2 (p) = H2SO4 + 2NO

SO3 + HF = HSO3F (45 C)

SO3 + HCl = HSO3Cl (20 C, в олеуме)

SO3 + H2SO4 + CaF2 = 2HSO3F + CaSO4

SO3 + H2SO4 (безводн.) = H2S2O7

3SO3 + H2S = 4SO2 + H2O

+ Соли

SO2 + Na2CO3 = Na2SO3 + CO2 (20 С)

SO2 + Na2SO3 = Na2S2O5 (в этаноле)

SO2 + PCl5 = PClO3 + SCl2O (50 - 60 C)

SO3 + MeF = MeSO3F (Me = Li, K, NH4)

SO3 + 2KI = K2SO3 + I2

SO3 + Na2S = Na2SO4

+ Комплексные соли

3SO2 + Na3[Al(OH)6] (P) = Al(OH)3 + 3NaHSO3

+ Неметалл

SO2 + O3 = SO3 + O2

SO2 + 2C = S↓ + 2CO2 (600 С)

SO2 + Cl2 = SO2Cl2 (солнечный свет)

SO2 + F2 = SO2F2 (20 С, Pt)

SO2 + 3F2 = SF6 + O2 (650 C)

SO2 + 2H2 = S↓ + 2H2O

SO2 + 3S = 2S2O (вакуум, эл. разряд)

2SO3 + C = 2SO2 + CO2

10SO3 + P4 = P4O10 + 10SO2

+ Металл

SO2 + Me + H2O = MeSO3 + H2 (активные Ме)

SO2 + Me = MeS2O4 (Me = Zn, Co; в смеси этанола иводы)

SO3 + Mg = MgO + SO2

ОВР

SO2 + Cl2 + 2H2O = 2HCl + H2SO4

SO2 + I2 + 2H2O = 2HI + H2SO4

5SO2 + 2KMnO4 + 2H2O = K2SO4 + 2MnSO4 + 2H2SO4

5SO2 + 2K2Cr2O7 + H2SO4 = K2SO4 + Cr2(SO4)3 + H2O

SO2 + 2FeCl3+ 2H2O = 2FeCl2 + H2SO4 + 2HCl

SO2 + 2CuCl2 + 2H2O = 2CuCl + 2HCl + H2SO4

SO3 + 2HCl = SO2 + Cl2 + H2O (t)

SO3 + 2HBr = SO2 + Br2 + H2O (0 C)

SO3 + 8HI = H2S + 4I2 + 3H2O (0 C)




Станьте первым!



pangenes.ru © 2020
Яндекс.Метрика