أكاسيد الكبريت. حمض الكبريتيك. SO2 - أكسيد الكبريت (IV)، ثاني أكسيد الكبريت، ثاني أكسيد الكبريت، ثاني أكسيد الكبريت
أكسيد الكبريت (IV) وحمض الكبريتيك
أكسيد الكبريت (IV) أو ثاني أكسيد الكبريتفي الظروف العادية، غاز عديم اللون ذو رائحة خانقة نفاذة. عند تبريده إلى -10 درجة مئوية، فإنه يسيل إلى سائل عديم اللون.
إيصال
1. في الظروف المختبرية يتم الحصول على أكسيد الكبريت (IV) من أملاح حامض الكبريتيك بمعاملتها بأحماض قوية:
Na 2 SO 3 +H 2 SO 4 =Na 2 SO 4 +S0 2 +H 2 O 2NaHSO 3 +H 2 SO 4 =Na 2 SO 4 +2SO 2 +2H 2 O 2HSO - 3 +2H + =2SO 2 + 2H2O
2. كما يتكون ثاني أكسيد الكبريت من تفاعل حامض الكبريتيك المركز عند تسخينه مع معادن قليلة النشاط:
Cu+2H 2 SO 4 = CuSO 4 + SO 2 +2H 2 O
Cu+4H + +2SO 2- 4 = Cu 2+ + SO 2- 4 + SO 2 +2H 2 O
3. يتكون أكسيد الكبريت (IV) أيضًا عند حرق الكبريت في الهواء أو الأكسجين:
4. ب الظروف الصناعيةيتم الحصول على SO 2 عن طريق تحميص البايرايت FeS 2 أو خامات الكبريت من المعادن غير الحديدية (خليط الزنك ZnS، وبريق الرصاص PbS، وما إلى ذلك):
4FeS 2 +11O 2 =2Fe 2 O 3 +8SO 2
الصيغة الهيكلية لجزيء SO 2:
تشارك أربعة إلكترونات من الكبريت وأربعة إلكترونات من ذرتي أكسجين في تكوين الروابط في جزيء SO 2. التنافر المتبادل بين أزواج الإلكترونات الرابطة وزوج الإلكترون الوحيد من الكبريت يعطي الجزيء شكلًا زاويًا.
1. يُظهر أكسيد الكبريت (IV) جميع خصائص الأكاسيد الحمضية:
التفاعل مع الماء
التفاعل مع القلويات،
التفاعل مع الأكاسيد الأساسية.
2. يتميز أكسيد الكبريت (IV) بخصائصه المختزلة:
S +4 O 2 +O 0 2 “2S +6 O -2 3 (في وجود محفز عند تسخينه)
ولكن في وجود عوامل اختزال قوية، يتصرف ثاني أكسيد الكبريت كعامل مؤكسد:
يتم تفسير ازدواجية الأكسدة والاختزال لأكسيد الكبريت (IV) من خلال حقيقة أن الكبريت لديه حالة أكسدة +4 فيه، وبالتالي يمكن أكسدته عن طريق التبرع بإلكترونين إلى S +6، وبقبول 4 إلكترونات، يتم تقليله إلى س°. يعتمد ظهور هذه الخصائص أو غيرها على طبيعة المكون المتفاعل.
أكسيد الكبريت (IV) قابل للذوبان بدرجة عالية في الماء (40 مجلدًا من ثاني أكسيد الكبريت يذوب في حجم واحد عند 20 درجة مئوية). في هذه الحالة، يتم تشكيل حمض الكبريتيك، الموجود فقط في محلول مائي:
SO 2 + H 2 O «H 2 SO 3
رد الفعل يمكن عكسه. في محلول مائي، يوجد أكسيد الكبريت (IV) وحمض الكبريتيك التوازن الكيميائي، والتي يمكن أن تتحول. عند ربط H 2 SO 3 (تحييد الحمض
ش) يستمر التفاعل نحو تكوين حمض الكبريتيك؛ عند إزالة ثاني أكسيد الكبريت (عن طريق النفخ في محلول النيتروجين أو التسخين)، يستمر التفاعل نحو المواد الأولية. يحتوي محلول حامض الكبريتيك دائمًا على أكسيد الكبريت (IV)، مما يعطيه رائحة نفاذة.
يحتوي حمض الكبريتيك على جميع خصائص الأحماض. في الحل ينفصل تدريجيًا:
ح 2 SO 3 "H + +H SO - 3 H SO - 3 "H + + SO 2- 3
غير مستقر حرارياً، متقلب. حمض الكبريتيك، كحمض ديباسيك، يشكل نوعين من الأملاح:
متوسطة - كبريتيت (Na 2 SO 3)؛
حمضية - هيدروسلفيت (NaHSO 3).
تتشكل الكبريتات عندما يتم تحييد الحمض بالكامل باستخدام القلويات:
H 2 SO 3 +2NaOH=Na 2 SO 3 +2H 2 O
يتم الحصول على هيدروسولفيت عندما يكون هناك نقص في القلويات:
H 2 SO 3 + NaOH=NaHSO 3 + H 2 O
يتمتع حمض الكبريت وأملاحه بخصائص مؤكسدة ومختزلة، والتي تتحدد حسب طبيعة شريك التفاعل.
1. وهكذا، تحت تأثير الأكسجين، تتأكسد الكبريتات إلى كبريتات:
2Na 2 S +4 O 3 +O 0 2 =2Na 2 S +6 O -2 4
تحدث أكسدة حامض الكبريتيك بالبروم وبرمنجنات البوتاسيوم بسهولة أكبر:
5H 2 S +4 O 3 +2KMn +7 O 4 =2H 2 S +6 O 4 +2Mn +2 S +6 O 4 +K 2 S +6 O 4 +3H 2 O
2. في وجود عوامل اختزال أكثر نشاطًا، تظهر الكبريتات خصائص مؤكسدة:
تقريبًا جميع الهيدروسلفيتات وكبريتات الفلزات القلوية تذوب من أملاح حمض الكبريتيك.
3. نظرًا لأن H 2 SO 3 حمض ضعيف، فعندما تعمل الأحماض على الكبريتيتات والكبريتيتات المائية، يتم إطلاق SO 2. تُستخدم هذه الطريقة عادةً عند إنتاج ثاني أكسيد الكبريت في ظروف المختبر:
NaHSO 3 +H 2 SO 4 =Na 2 SO 4 + SO 2 + H 2 O
4. يتم تحلل الكبريتيتات القابلة للذوبان في الماء بسهولة، مما يؤدي إلى زيادة تركيز أيونات OH في المحلول:
نا 2 SO 3 + NON «NaHSO 3 + NaOH
طلب
يقوم أكسيد الكبريت (IV) وحمض الكبريت بإزالة لون العديد من الأصباغ، ويشكلان معها مركبات عديمة اللون. يمكن أن يتحلل الأخير مرة أخرى عند تسخينه أو تعرضه للضوء، مما يؤدي إلى استعادة اللون. ولذلك، فإن تأثير التبييض لـ SO 2 وH 2 SO 3 يختلف عن تأثير التبييض للكلور. عادة، يتم استخدام أكسيد الكبريت (IV) لتبييض الصوف والحرير والقش.
يقتل أكسيد الكبريت (IV) العديد من الكائنات الحية الدقيقة. لذلك، لتدمير فطريات العفن، يقومون بتبخير الأقبية الرطبة والأقبية وبراميل النبيذ وما إلى ذلك. كما أنها تستخدم لنقل وتخزين الفواكه والتوت. في كميات كبيرةيستخدم أكسيد الكبريت IV) لإنتاج حامض الكبريتيك.
تم العثور على تطبيق مهم في محلول هيدروكبريتيت الكالسيوم CaHSO 3 (غسول الكبريتيت)، والذي يستخدم لمعالجة عجينة الخشب والورق.
هيكل جزيء SO2
يشبه هيكل جزيء SO2 بنية جزيء الأوزون. تكون ذرة الكبريت في حالة تهجين sp2، وشكل المدارات مثلث منتظم، وشكل الجزيء زاوي. تحتوي ذرة الكبريت على زوج وحيد من الإلكترونات. يبلغ طول الرابطة S – O 0.143 نانومتر، وزاوية الرابطة 119.5 درجة.
يتوافق الهيكل مع الهياكل الرنانة التالية:
على عكس الأوزون، فإن تعدد رابطة S-O هو 2، أي أن المساهمة الرئيسية تتم بواسطة بنية الرنين الأولى. يتميز الجزيء بالثبات الحراري العالي.
مركبات الكبريت +4 - تظهر ازدواجية الأكسدة والاختزال، ولكن مع غلبة خصائص الاختزال.
1. تفاعل ثاني أكسيد الكبريت مع الأكسجين
2S+4O2 + يا 2 ق+6O
2. عندما يتم تمرير ثاني أكسيد الكبريت عبر حمض كبريتيد الهيدروجين، يتكون الكبريت.
S+4O2 + 2H2S-2 → 3So + 2 H2O
4 S+4 + 4 → إذن 1 - عامل مؤكسد (اختزال)
S-2 - 2 → So 2 - عامل اختزال (أكسدة)
3. يتأكسد حمض الكبريتيك ببطء بواسطة الأكسجين الجوي إلى حمض الكبريتيك.
2H2S+4O3 + 2O → 2H2S+6O
4 S+4 - 2 ← S+6 2 - عامل اختزال (أكسدة)
O + 4 → 2O-2 1 - عامل مؤكسد (اختزال)
إيصال:
1) أكسيد الكبريت (IV) في الصناعة:
احتراق الكبريت :
إطلاق البيريت:
4FeS2 + 11O2 = 2Fe2O3
في المختبر:
Na2SO3 + H2SO4 = Na2SO4 + SO2 + H2O
ثاني أكسيد الكبريت، منع التخمر، ويسهل ترسيب الملوثات، وبقايا أنسجة العنب مع البكتيريا المسببة للأمراض ويسمح بإجراء التخمير الكحولي على ثقافات الخميرة النقية من أجل زيادة المحصول الكحول الإيثيليوتحسين تركيبة منتجات التخمير الكحولية الأخرى.
وبالتالي فإن دور ثاني أكسيد الكبريت لا يقتصر على الإجراءات المطهرة التي تعمل على تحسين البيئة، بل يمتد أيضًا إلى تحسين الظروف التكنولوجية لتخمير النبيذ وتخزينه.
هذه الشروط هي الاستخدام الصحيحيؤدي ثاني أكسيد الكبريت (الحد من الجرعة ووقت ملامسة الهواء) إلى زيادة جودة النبيذ والعصائر ورائحتها وطعمها وكذلك الشفافية واللون - وهي خصائص مرتبطة بمقاومة النبيذ والعصير للتعكر.
ثاني أكسيد الكبريت هو أكثر ملوثات الهواء شيوعًا. انه يبرز للجميع محطات توليد الطاقةعند حرق الوقود العضوي. يمكن أيضًا إطلاق ثاني أكسيد الكبريت عن طريق شركات الصناعات المعدنية (المصدر: فحم الكوك)، بالإضافة إلى عدد من الصناعات الكيميائية (على سبيل المثال، إنتاج حمض الكبريتيك). ويتكون أثناء تحلل الأحماض الأمينية المحتوية على الكبريت والتي كانت جزءًا من بروتينات النباتات القديمة التي شكلت رواسب من الفحم والنفط والصخر الزيتي.
يجد التطبيقفي صناعة تبييض المنتجات المختلفة: القماش، الحرير، عجينة الورق، الريش، القش، الشمع، الشعيرات، شعر الحصان, منتجات الطعام، لتطهير الفواكه والأغذية المعلبة، وما إلى ذلك. كمنتج ثانوي، يتم تشكيل ثاني أكسيد الكبريت وإطلاقه في هواء مناطق العمل في عدد من الصناعات: حامض الكبريتيك، السليلوز، أثناء تحميص الخامات التي تحتوي على معادن الكبريت، في غرف التخليل في مصانع المعادن في إنتاج الزجاج والألترامارين وما إلى ذلك، غالبًا ما يوجد الكبريت في هواء غرف الغلايات وغرف الرماد، حيث يتشكل أثناء احتراق الفحم المحتوي على الكبريت.
عندما يذوب في الماء، وهو ضعيف وغير مستقر حمض الكبريتيك H2SO3 (موجود فقط في محلول مائي)
SO2 + H2O ↔ H2SO3
ينفصل حمض الكبريتيك تدريجيًا:
H2SO3 ↔ H+ + HSO3- (الخطوة الأولى، يتكون أنيون الهيدروكبريتيت)
HSO3- ↔ H+ + SO32- (المرحلة الثانية، يتكون أنيون الكبريتيت)
يشكل H2SO3 سلسلتين من الأملاح - متوسطة (الكبريتيت) وحمضية (هيدروسولفيت).
التفاعل النوعي لأملاح حامض الكبريتيك هو تفاعل الملح مع حامض قوي ينطلق غاز ثاني أكسيد الكبريت ذو رائحة نفاذة:
Na2SO3 + 2HCl → 2NaCl + SO2 + H2O 2H+ + SO32- → SO2 + H2O
ستجد في هذه المقالة معلومات حول ما هو أكسيد الكبريت. وسيتم النظر في خصائصها الكيميائية والفيزيائية الأساسية، والأشكال الموجودة، وطرق تحضيرها والاختلافات عن بعضها البعض. كما سيتم ذكر التطبيقات والدور البيولوجي لهذا الأكسيد بأشكاله المختلفة.
ما هي المادة
أكسيد الكبريت مركب مواد بسيطةوالكبريت والأكسجين. هناك ثلاثة أشكال من أكاسيد الكبريت، تختلف في درجة التكافؤ S، وهي: SO (أول أكسيد الكبريت، أول أكسيد الكبريت)، SO 2 (ثاني أكسيد الكبريت أو ثاني أكسيد الكبريت) وSO 3 (ثالث أكسيد الكبريت أو أنهيدريد). جميع الاختلافات المدرجة في أكاسيد الكبريت لها خصائص كيميائية وفيزيائية مماثلة.
معلومات عامة عن أول أكسيد الكبريت
أول أكسيد الكبريت ثنائي التكافؤ، أو أول أكسيد الكبريت، هو مادة غير عضوية تتكون من اثنين عناصر بسيطة- الكبريت والأكسجين. الصيغة - هكذا. في الظروف العادية، هو غاز عديم اللون، ولكن ذو رائحة نفاذة ومحددة. يتفاعل مع محلول مائي. اتصال نادر جدًا في الغلاف الجوي للأرض. إنه غير مستقر لدرجة الحرارة ويوجد في شكل ثنائي - S 2 O 2 . في بعض الأحيان يكون قادرًا على التفاعل مع الأكسجين لتكوين ثاني أكسيد الكبريت نتيجة للتفاعل. لا تشكل الأملاح.
يتم الحصول على أكسيد الكبريت (2) عادةً عن طريق حرق الكبريت أو تحلل أنهيدريده:
- 2S2+O2 = 2SO؛
- 2SO2 = 2SO+O2.
تذوب المادة في الماء. ونتيجة لذلك، يشكل أكسيد الكبريت حمض الثيوكبرتيك:
- س 2 س 2 + ح 2 أو = ح 2 س 2 س 3.
بيانات عامة عن ثاني أكسيد الكبريت
أكسيد الكبريت هو شكل آخر من أشكال أكاسيد الكبريت صيغة كيميائيةثاني أكسيد الكبريت. لها رائحة محددة كريهة وعديمة اللون. عند تعرضه للضغط، يمكن أن يشتعل عندما درجة حرارة الغرفة. عندما يذوب في الماء، فإنه يشكل حمض الكبريتيك غير المستقر. يمكن أن يذوب في محاليل الإيثانول وحمض الكبريتيك. وهو أحد مكونات الغاز البركاني.
وفي الصناعة يتم الحصول عليه عن طريق حرق الكبريت أو تحميص كبريتيده:
- 2FeS 2 +5O 2 = 2FeO+4SO 2.
في المختبرات، كقاعدة عامة، يتم الحصول على ثاني أكسيد الكبريت باستخدام الكبريتيتات والكبريتات المائية، مما يعرضها لحمض قوي، وكذلك لعمل H 2 SO 4 المركز على المعادن ذات درجة منخفضة من النشاط.
مثل أكاسيد الكبريت الأخرى، SO2 هو أكسيد حمضي. يتفاعل مع القلويات مكونًا الكبريتات المختلفة، ويتفاعل مع الماء مكونًا حمض الكبريتيك.
وSO 2 نشط للغاية، ويتم التعبير عن ذلك بوضوح في خصائصه المختزلة، حيث تزداد حالة الأكسدة لأكسيد الكبريت. قد تظهر خصائص مؤكسدة إذا تعرضت لعامل اختزال قوي. الأخير ميزة مميزةيستخدم لإنتاج حمض الفوسفور، أو لفصل S من الغازات في مجال المعادن.
يستخدم البشر أكسيد الكبريت (4) على نطاق واسع لإنتاج حامض الكبريتيك أو أملاحه - وهذا هو مجال تطبيقه الرئيسي. كما أنه يشارك في عمليات صناعة النبيذ ويعمل هناك كمادة حافظة (E220)؛ في بعض الأحيان يتم استخدامه لتخليل متاجر ومستودعات الخضروات، لأنه يدمر الكائنات الحية الدقيقة. أما المواد التي لا يمكن تبييضها بالكلور فتتم معالجتها بأكسيد الكبريت.
SO 2 مركب سام إلى حد ما. الأعراض المميزة التي تشير إلى التسمم هي السعال ومشاكل في التنفس، وعادة ما تكون على شكل سيلان الأنف وبحة في الصوت وطعم غير عادي والتهاب في الحلق. استنشاق هذا الغاز قد يسبب الاختناق والإعاقة القدرة على الكلامالفرد، والقيء، وصعوبة البلع، وكذلك الوذمة الرئوية الحادة. الحد الأقصى المسموح به لتركيز هذه المادة في منطقة العمل هو 10 ملغم/م3. لكن، أناس مختلفونقد يظهر الجسم أيضًا حساسية مختلفة لثاني أكسيد الكبريت.
معلومات عامة عن أنهيدريد الكبريتيك
غاز الكبريت، أو أنهيدريد الكبريتيك كما يطلق عليه، هو أكسيد أعلى من الكبريت له الصيغة الكيميائية SO 3 . سائل ذو رائحة خانقة، شديد التطاير في الظروف القياسية. وهو قادر على التصلب وتشكيل مخاليط بلورية من تعديلاته الصلبة عند درجات حرارة تصل إلى 16.9 درجة مئوية أو أقل.
تحليل مفصل لأكسيد أعلى
عندما يتأكسد ثاني أكسيد الكبريت بالهواء تحت التأثير درجات حرارة عالية, شرط ضروريهو وجود محفز، على سبيل المثال V 2 O 5، Fe 2 O 3، NaVO 3 أو Pt.
التحلل الحراري للكبريتات أو تفاعل الأوزون وثاني أكسيد الكبريت:
- الحديد 2 (SO 4)3 = الحديد 2 O 3 +3SO 3؛
- SO 2 + O 3 = SO 3 + O 2.
أكسدة SO 2 مع NO 2:
- SO 2 + NO 2 = SO 3 + NO.
تشمل الخصائص النوعية الفيزيائية ما يلي: وجود بنية مسطحة في الحالة الغازية ونوع ثلاثي وتناظر D 3 h أثناء الانتقال من الغاز إلى البلورة أو السائل، فهو يشكل قاطعًا ذو طبيعة دورية وسلسلة متعرجة، وله الرابطة القطبية التساهمية.
في الحالة الصلبة، يوجد SO3 في أشكال ألفا وبيتا وغاما وسيجما، وله على التوالي: درجات حرارة مختلفةذوبان ودرجة ظهور البلمرة ومجموعة متنوعة من الأشكال البلورية. يرجع وجود مثل هذا العدد من أنواع ثاني أكسيد الكبريت إلى تكوين روابط من النوع المانح والمتقبل.
تشمل خصائص أنهيدريد الكبريت العديد من صفاته، أهمها:
القدرة على التفاعل مع القواعد والأكاسيد:
- 2KHO+SO 3 = K 2 SO 4 + H 2 O؛
- CaO+SO3 = CaSO4.
يتمتع أكسيد الكبريت العالي SO3 بنشاط عالٍ وينتج حمض الكبريتيك من خلال التفاعل مع الماء:
- SO3 + H2O = H2SO4.
يتفاعل مع كلوريد الهيدروجين ويشكل حمض الكلوروسلفات:
- SO 3 + حمض الهيدروكلوريك = H SO 3 Cl.
يتميز أكسيد الكبريت بإظهار خصائص مؤكسدة قوية.
يستخدم أنهيدريد الكبريتيك في إنتاج حمض الكبريتيك. يتم إطلاق كمية صغيرة منه في بيئةأثناء استخدام القنابل الكبريتية. SO 3، الذي يشكل حمض الكبريتيك بعد التفاعل مع سطح مبلل، يدمر مجموعة متنوعة من الكائنات الخطرة، مثل الفطريات.
تلخيص لما سبق
يمكن أن يكون أكسيد الكبريت في حالات تجميع مختلفة، تتراوح من الحالة السائلة إلى الحالة الصلبة. إنه نادر بطبيعته، ولكن هناك طرق قليلة للحصول عليه في الصناعة، بالإضافة إلى المجالات التي يمكن استخدامه فيها. للأكسيد نفسه ثلاثة أشكال يظهر فيها درجات مختلفة من التكافؤ. قد تكون سامة للغاية وتسبب مشاكل خطيرةمع العافيه.
الجزء الأول
1. كبريتيد الهيدروجين.
1) هيكل الجزيء:
2) الخصائص الفيزيائية: غاز عديم اللون له رائحة نفاذة مثل البيض الفاسد، أثقل من الهواء.
3) الخواص الكيميائية (إكمال معادلات التفاعل ودراسة المعادلات في ضوء TED أو من وجهة نظر الأكسدة والاختزال).
4) كبريتيد الهيدروجين في الطبيعة:على شكل مركبات - كبريتيدات، بشكل حر - في غازات بركانية.
2. أكسيد الكبريت (IV) – SO2
1) تم الحصول عليها في الصناعة. اكتب معادلات التفاعل واعتبرها من وجهة نظر الأكسدة والاختزال.
2) تم الحصول عليها في المختبر. اكتب معادلة التفاعل واعتبرها في ضوء TED:
3) الخصائص الفيزيائية:غاز ذو رائحة خانقة نفاذة.
4) الخصائص الكيميائية.
3. أكسيد الكبريت (VI) - SO3.
1) التحضير بالتوليف من أكسيد الكبريت (IV):
2) الخصائص الفيزيائية:سائل أثقل من الماء ممزوجًا بحمض الكبريتيك - الزيت.
3) الخصائص الكيميائية.يعرض الخصائص النموذجية للأكاسيد الحمضية:
الجزء الثاني
1. وصف التفاعل الخاص بتخليق أكسيد الكبريت (VI) طبقاً لجميع معايير التصنيف.
أ) التحفيزي
ب) عكسها
ج) الإجمالي
د) الاتصالات
ه) طاردة للحرارة
ه) الاحتراق
2. توصيف تفاعل أكسيد الكبريت (IV) مع الماء حسب كافة معايير التصنيف.
أ) عكسها
ب) الاتصالات
ج) ليس الإجمالي
د) طاردة للحرارة
ه) غير الحفاز
3. اشرح لماذا يظهر كبريتيد الهيدروجين خصائص اختزال قوية.
4. اشرح لماذا يمكن لأكسيد الكبريت (IV) أن يظهر خصائص الأكسدة والاختزال:
أكد هذه الأطروحة بمعادلات التفاعلات المقابلة.
5. يتشكل الكبريت ذو الأصل البركاني نتيجة تفاعل ثاني أكسيد الكبريت مع كبريتيد الهيدروجين. اكتب معادلات التفاعل واعتبرها من وجهة نظر الأكسدة والاختزال.
6. اكتب معادلات التفاعلات الانتقالية وفك رموز الصيغ المجهولة:
7. اكتب خيطًا متزامنًا حول موضوع "ثاني أكسيد الكبريت".
1) ثاني أكسيد الكبريت
2) خانقة وقاسية
3) أكسيد الحمض، OVR
4) يستخدم لإنتاج SO3
5) حمض الكبريتيك H2SO4
8. باستخدام مصادر معلومات إضافية، بما في ذلك الإنترنت، قم بإعداد رسالة حول سمية كبريتيد الهيدروجين (انتبه إلى رائحته المميزة!) والإسعافات الأولية للتسمم بهذا الغاز. اكتب خطة رسالتك في دفتر خاص.
كبريتيد الهيدروجين
غاز عديم اللون برائحة البيض الفاسد. يتم اكتشافه في الهواء عن طريق الرائحة حتى بتركيزات صغيرة. وجدت بشكل طبيعي في الماء ينابيع المياه المعدنيةوالبحار والغازات البركانية. تتشكل أثناء تحلل البروتينات دون الوصول إلى الأكسجين. ويمكن إطلاقه في الهواء في عدد من الصناعات الكيميائية والنسيجية، وأثناء إنتاج النفط وتكريره، ومن أنظمة الصرف الصحي.
كبريتيد الهيدروجين هو سم قوي يسبب التسمم الحاد والمزمن. له تأثير مهيج محلي وسمية عامة. عند تركيز 1.2 ملغم/لتر، يتطور التسمم بسرعة البرق، ويحدث الموت بسبب التثبيط الحاد لعمليات التنفس في الأنسجة. وعندما يتوقف التعرض، حتى في أشكال التسمم الشديدة، يمكن إعادة الضحية إلى الحياة.
ويلاحظ عند تركيز 0.02-0.2 ملغم/لتر صداع، دوخة، ضيق الصدر، غثيان، قيء، إسهال، فقدان الوعي، تشنجات، تلف الغشاء المخاطي للعين، التهاب الملتحمة، رهاب الضوء. ويزداد خطر التسمم بسبب فقدان حاسة الشم. ضعف القلب وفشل الجهاز التنفسي، والغيبوبة تزداد تدريجيا.
الإسعافات الأولية - إزالة الضحية من الجو الملوث، واستنشاق الأكسجين، والتنفس الاصطناعي؛ الوسائل التي تحفز مركز التنفس، وتدفئة الجسم. ويوصى أيضًا بتناول الجلوكوز والفيتامينات ومكملات الحديد.
الوقاية - التهوية الكافية، وختم بعض عمليات الإنتاج. عند إنزال العمال إلى الآبار والحاويات التي تحتوي على كبريتيد الهيدروجين، يجب عليهم استخدام أقنعة الغاز وأحزمة النجاة على الحبال. خدمة إنقاذ الغاز إلزامية في المناجم ومواقع الإنتاج ومصانع معالجة النفط.
في عمليات الأكسدة والاختزال، يمكن أن يكون ثاني أكسيد الكبريت عاملًا مؤكسدًا وعامل اختزال لأن الذرة الموجودة في هذا المركب لها حالة أكسدة متوسطة تبلغ +4.
كيف يتفاعل ثاني أكسيد الكبريت مع عوامل الاختزال الأقوى، مثل:
SO 2 + 2H 2 S = 3S↓ + 2H 2 O
كيف يتفاعل عامل الاختزال SO 2 مع عوامل مؤكسدة أقوى، على سبيل المثال في وجود محفز، مع، وما إلى ذلك:
2SO2 + O2 = 2SO3
SO 2 + Cl 2 + 2H 2 O = H 2 SO 3 + 2HCl
إيصال
1) يتكون ثاني أكسيد الكبريت عند احتراق الكبريت:
2) يتم الحصول عليه في الصناعة عن طريق تحميص البيريت:
3) يمكن الحصول في المختبر على ثاني أكسيد الكبريت:
النحاس + 2H2SO4 = CuSO4 + SO2 + 2H2O
طلب
يستخدم ثاني أكسيد الكبريت على نطاق واسع في صناعة النسيج لتبييض المنتجات المختلفة. بالإضافة إلى ذلك، يتم استخدامه في زراعةلتدمير الكائنات الحية الدقيقة الضارة في البيوت الزجاجية والأقبية. يتم استخدام كميات كبيرة من ثاني أكسيد الكبريت لإنتاج حمض الكبريتيك.
أكسيد الكبريت (السادس) – لذا 3 (أنهيدريد الكبريتيك)
أنهيدريد الكبريتيك SO 3 هو سائل عديم اللون، يتحول عند درجات حرارة أقل من 17 درجة مئوية إلى كتلة بلورية بيضاء. يمتص الرطوبة جيدًا (استرطابي).
الخواص الكيميائية
خصائص الحمض القاعدي
كيف يتفاعل أكسيد الحمض النموذجي، أنهيدريد الكبريتيك:
SO3 + CaO = CaSO4
ج) بالماء:
SO 3 + H 2 O = H 2 SO 4
الخاصية الخاصة لـ SO 3 هي قدرته على الذوبان جيدًا في حامض الكبريتيك. يسمى محلول SO 3 في حامض الكبريتيك بالزيت.
تكوين الزيت: H2SO4+ ن SO 3 = ح 2 SO 4 ∙ ن SO 3
خصائص الأكسدة والاختزال
يتميز أكسيد الكبريت (VI) بخصائص مؤكسدة قوية (عادةً ما يتم تقليله إلى ثاني أكسيد الكبريت):
3SO 3 + H 2 S = 4 SO 2 + H 2 O
الاستلام والاستخدام
ويتكون أنهيدريد الكبريتيك من أكسدة ثاني أكسيد الكبريت:
2SO2 + O2 = 2SO3
في شكل نقيأنهيدريد الكبريتيك أهمية عمليةلا يمتلك. يتم الحصول عليه كمنتج وسيط في إنتاج حامض الكبريتيك.
H2SO4
تم العثور على ذكر حمض الكبريتيك لأول مرة بين الكيميائيين العرب والأوروبيين. تم الحصول عليه عن طريق التكليس في الهواء حجر الحبر(FeSO 4 ∙7H 2 O): 2FeSO 4 = Fe 2 O 3 + SO 3 + SO 2 أو خليط يحتوي على: 6KNO 3 + 5S = 3K 2 SO 4 + 2SO 3 + 3N 2، وتكون أبخرة أنهيدريد الكبريتيك المنطلقة تكثف. بامتصاص الرطوبة، تحولوا إلى زيت. اعتمادًا على طريقة التحضير، كان يُطلق على H2SO4 اسم زيت الزاج أو زيت الكبريت. وفي عام 1595، حدد الكيميائي أندرياس ليبافيوس هوية كلتا المادتين.
لفترة طويلة لم يتم العثور على زيت الزاج تطبيق واسع. زاد الاهتمام بها بشكل كبير بعد القرن الثامن عشر. تم اكتشاف عملية الحصول على اللون القرمزي النيلي، وهو صبغة زرقاء مستقرة، من النيلي. تأسس أول مصنع لإنتاج حامض الكبريتيك بالقرب من لندن عام 1736. وتمت العملية في غرف الرصاص، حيث تم صب الماء في قاعها. تم حرق خليط منصهر من الملح الصخري والكبريت في الجزء العلوي من الغرفة، ثم تم إدخال الهواء فيه. تم تكرار الإجراء حتى يتكون حمض بالتركيز المطلوب في قاع الحاوية.
في القرن 19 تم تحسين الطريقة: بدلا من الملح الصخري، بدأوا في استخدام حمض النيتريك (وهو يعطي عند التحلل في الغرفة). ولإعادة غازات النيتروز إلى النظام، تم بناء أبراج خاصة، والتي أعطت الاسم للعملية برمتها - عملية البرج. ولا تزال المصانع التي تعمل بطريقة البرج موجودة حتى اليوم.
حمض الكبريتيك هو سائل زيتي ثقيل، عديم اللون والرائحة، استرطابي. يذوب جيدا في الماء. عندما يذوب حمض الكبريتيك المركز في الماء، يتم إطلاق كمية كبيرة من الحرارة، لذلك يجب سكبه بعناية في الماء (وليس العكس!) ويجب خلط المحلول.
عادة ما يسمى محلول حمض الكبريتيك في الماء الذي يحتوي على نسبة H 2 SO 4 أقل من 70٪ بحمض الكبريتيك المخفف، والمحلول الذي يزيد عن 70٪ هو حمض الكبريتيك المركز.
الخواص الكيميائية
خصائص الحمض القاعدي
حمض الكبريتيك المخفف يكشف كل شيء خصائص مميزةأحماض قوية. تتفاعل:
H2SO4 + NaOH = Na2SO4 + 2H2O
H 2 SO 4 + BaCl 2 = BaSO 4 ↓ + 2HCl
تؤدي عملية تفاعل أيونات Ba 2+ مع أيونات الكبريتات SO 4 2+ إلى تكوين راسب أبيض غير قابل للذوبان BaSO 4 . هذا رد فعل نوعي لأيون الكبريتات.
خصائص الأكسدة والاختزال
في H 2 SO 4 المخفف تكون العوامل المؤكسدة هي أيونات H +، وفي H 2 SO 4 المركزة تكون العوامل المؤكسدة SO 4 2+ أيونات الكبريتات. تعتبر أيونات SO 4 2+ عوامل مؤكسدة أقوى من أيونات H + (انظر الرسم البياني). 
في تمييع حمض الكبريتيكيتم إذابة المعادن الموجودة في سلسلة الجهد الكهروكيميائية إلى الهيدروجين. وفي هذه الحالة تتشكل كبريتات معدنية ويتحرر ما يلي:
Zn + H 2 SO 4 = Zn SO 4 + H 2
المعادن الموجودة بعد الهيدروجين في سلسلة الجهد الكهروكيميائي لا تتفاعل مع حمض الكبريتيك المخفف:
نحاس + ح 2 SO 4 ≠
حمض الكبريتيك المركزيعتبر عامل مؤكسد قوي، خاصة عند تسخينه. يقوم بأكسدة العديد وبعض المواد العضوية.
عندما يتفاعل حمض الكبريتيك المركز مع المعادن الموجودة بعد الهيدروجين في سلسلة الجهد الكهروكيميائي (Cu، Ag، Hg)، يتم تشكيل كبريتات معدنية، وكذلك منتج اختزال حمض الكبريتيك - SO 2.
تفاعل حمض الكبريتيك مع الزنك مع المعادن الأكثر نشاطا (Zn، Al، Mg)، يمكن اختزال حمض الكبريتيك المركز إلى حمض الكبريتيك الحر. على سبيل المثال، عندما يتفاعل حمض الكبريتيك، اعتمادًا على تركيز الحمض، يمكن أن تتشكل منتجات اختزال مختلفة لحمض الكبريتيك في وقت واحد - SO 2، S، H 2 S:
Zn + 2H2SO4 = ZnSO4 + SO2 + 2H2O
3Zn + 4H 2 SO 4 = 3ZnSO 4 + S↓ + 4H 2 O
4Zn + 5H 2 SO 4 = 4ZnSO 4 + H 2 S + 4 H 2 O
في البرد، يعمل حامض الكبريتيك المركز على تخميل بعض المعادن، على سبيل المثال، ولذلك يتم نقله في خزانات الحديد:
حديد + ح 2 SO 4 ≠
يقوم حمض الكبريتيك المركز بأكسدة بعض اللافلزات (، الخ)، ويختزل إلى أكسيد الكبريت (IV) SO 2:
S + 2H 2 SO 4 = 3SO 2 + 2H 2 O
C + 2H 2 SO 4 = 2SO 2 + CO 2 + 2H 2 O
الاستلام والاستخدام
في الصناعة، يتم إنتاج حمض الكبريتيك بطريقة الاتصال. تتم عملية الحصول على ثلاث مراحل:
- الحصول على ثاني أكسيد الكبريت عن طريق تحميص البيريت:
4FeS 2 + 11O 2 = 2Fe 2 O 3 + 8SO 2
- أكسدة SO 2 إلى SO 3 في وجود محفز – أكسيد الفاناديوم (V):
2SO2 + O2 = 2SO3
- ذوبان SO 3 في حامض الكبريتيك:
H2SO4 + ن SO 3 = ح 2 SO 4 ∙ ن SO 3
ويتم نقل الزيت الناتج في صهاريج حديدية. يتم الحصول على حمض الكبريتيك بالتركيز المطلوب من الزيت عن طريق إضافته إلى الماء. ويمكن التعبير عن ذلك من خلال رسم بياني:
H2SO4∙ ن SO 3 + H 2 O = H 2 SO 4
يجد حمض الكبريتيك مجموعة متنوعة من التطبيقات في معظمها مناطق مختلفة اقتصاد وطني. يتم استخدامه لتجفيف الغازات وإنتاج الأحماض الأخرى وإنتاج الأسمدة والأصباغ والأدوية المختلفة.
أملاح حمض الكبريتيك
معظم الكبريتات شديدة الذوبان في الماء (CaSO 4 قابل للذوبان بشكل طفيف، وPbSO 4 أقل قابلية للذوبان، وBaSO 4 غير قابل للذوبان عمليًا). تسمى بعض الكبريتات التي تحتوي على ماء التبلور باللازج:
CuSO 4 ∙ 5H 2 O كبريتات النحاس
FeSO 4 ∙ 7H 2 O كبريتات الحديد
كل شخص لديه أملاح حمض الكبريتيك. علاقتهم بالحرارة مميزة.
كبريتات المعادن النشطة (،) لا تتحلل حتى عند 1000 درجة مئوية، بينما تتحلل المعادن الأخرى (Cu، Al، Fe) بتسخين طفيف إلى أكسيد فلز وSO 3:
CuSO4 = CuO + SO3
تحميل:
قم بتنزيل ملخص مجاني حول الموضوع: "إنتاج حامض الكبريتيك بطريقة التلامس"
يمكنك تنزيل ملخصات حول مواضيع أخرى
* في صورة التسجيل توجد صورة لكبريتات النحاس
