Серни оксиди. Сярна киселина. SO2 - серен оксид (IV), серен диоксид, серен диоксид, серен диоксид
Серен (IV) оксид и сярна киселина
Серен оксид (IV) или серен диоксид, при нормални условия, безцветен газ с остра, задушлива миризма. При охлаждане до -10°C се втечнява в безцветна течност.
Касова бележка
1. При лабораторни условия серен оксид (IV) се получава от соли на сярна киселина чрез действието на силни киселини върху тях:
Na 2 SO 3 + H 2 SO 4 \u003d Na 2 SO 4 + S0 2 + H 2 O 2NaHSO 3 + H 2 SO 4 \u003d Na 2 SO 4 + 2SO 2 + 2H 2 O 2HSO - 3 + 2H + \u003d 2SO 2 + 2H2O
2. Също така, серен диоксид се образува от взаимодействието на концентрирана сярна киселина при нагряване с ниско активни метали:
Cu + 2H 2 SO 4 \u003d CuSO 4 + SO 2 + 2H 2 O
Cu + 4Н + + 2SO 2- 4 \u003d Cu 2+ + SO 2- 4 + SO 2 + 2H 2 O
3. Серен оксид (IV) също се образува, когато сярата се изгаря във въздух или кислород:
4. В индустриална среда SO 2 се получава чрез изпичане на пирит FeS 2 или серни руди от цветни метали (цинкова смес ZnS, оловен блясък PbS и др.):
4FeS 2 + 11O 2 \u003d 2Fe 2 O 3 + 8SO 2
Структурна формула на молекулата SO 2:
В образуването на връзки в молекулата на SO 2 участват четири серни електрона и четири електрона от два кислородни атома. Взаимното отблъскване на свързващите електронни двойки и несподелената електронна двойка на сярата придава на молекулата ъглова форма.
1. Серният оксид (IV) проявява всички свойства на киселинните оксиди:
Взаимодействие с вода
Взаимодействие с алкали,
Взаимодействие с основни оксиди.
2. Серният оксид (IV) се характеризира с редуциращи свойства:
S +4 O 2 + O 0 2 "2S +6 O -2 3 (в присъствието на катализатор, при нагряване)
Но в присъствието на силни редуциращи агенти, SO 2 се държи като окислител:
Редокс двойствеността на серен оксид (IV) се обяснява с факта, че сярата има степен на окисление +4 в него и следователно може, като дава 2 електрона, да се окисли до S +6 и да получи 4 електрона, да се редуцира до S °. Проявата на тези или други свойства зависи от естеството на реагиращия компонент.
Серният оксид (IV) е силно разтворим във вода (40 обема SO 2 се разтварят в 1 обем при 20 ° C). В този случай сярната киселина съществува само във воден разтвор:
SO 2 + H 2 O "H 2 SO 3
Реакцията е обратима. Във воден разтвор се съдържат серен оксид (IV) и сярна киселина химично равновесие, който може да се мести. При свързване на H 2 SO 3 (неутрализиране на киселина
u) реакцията протича към образуване на сярна киселина; при отстраняване на SO 2 (продухване през азотен разтвор или нагряване), реакцията протича към изходните материали. Разтворът на сярна киселина винаги съдържа серен оксид (IV), който му придава остра миризма.
Сярната киселина има всички свойства на киселините. Дисоциира в разтвор поетапно:
H 2 SO 3 "H + + HSO - 3 HSO - 3" H + + SO 2- 3
Термично нестабилен, летлив. Сярната киселина, като двуосновна киселина, образува два вида соли:
Средни - сулфити (Na 2 SO 3);
Киселинни - хидросулфити (NaHSO 3).
Сулфитите се образуват, когато киселината се неутрализира напълно с алкали:
H 2 SO 3 + 2NaOH \u003d Na 2 SO 3 + 2H 2 O
Хидросулфитите се получават при липса на алкали:
H 2 SO 3 + NaOH \u003d NaHSO 3 + H 2 O
Сярната киселина и нейните соли имат както окислителни, така и редуциращи свойства, което се определя от естеството на реакционния партньор.
1. И така, под действието на кислорода сулфитите се окисляват до сулфати:
2Na 2 S +4 O 3 + O 0 2 \u003d 2Na 2 S +6 O -2 4
Окисляването на сярна киселина с бром и калиев перманганат протича още по-лесно:
5H 2 S +4 O 3 +2KMn +7 O 4 \u003d 2H 2 S +6 O 4 +2Mn +2 S +6 O 4 + K 2 S +6 O 4 + 3H 2 O
2. В присъствието на по-енергични редуциращи агенти, сулфитите проявяват окислителни свойства:
Солите на сярната киселина разтварят почти всички хидросулфити и сулфити на алкални метали.
3. Тъй като H 2 SO 3 е слаба киселина, действието на киселините върху сулфитите и хидросулфитите освобождава SO 2. Този метод обикновено се използва при получаване на SO 2 в лаборатория:
NaHSO 3 + H 2 SO 4 \u003d Na 2 SO 4 + SO 2 + H 2 O
4. Водоразтворимите сулфити лесно се хидролизират, в резултат на което концентрацията на ОН - - йони се увеличава в разтвора:
Na 2 SO 3 + NON "NaHSO 3 + NaOH
Приложение
Серният оксид (IV) и сярната киселина обезцветяват много багрила, образувайки безцветни съединения с тях. Последният може да се разложи отново при нагряване или на светлина, в резултат на което цветът се възстановява. Следователно избелващият ефект на SO 2 и H 2 SO 3 е различен от избелващия ефект на хлора. Обикновено серен (IV) роксид избелва вълна, коприна и слама.
Серният оксид (IV) убива много микроорганизми. Следователно, за да унищожат плесенните гъбички, те фумигират влажни изби, изби, бъчви за вино и др. Използва се и при транспортиране и съхранение на плодове и плодове. IN големи количествасерен оксид IV) се използва за производство на сярна киселина.
Важно приложение е разтворът на калциев хидросулфит CaHSO 3 (сулфитна течност), който се използва за обработка на дървесна и хартиена маса.
Структурата на молекулата на SO2
Структурата на молекулата на SO2 е подобна на структурата на молекулата на озона. Серният атом е в състояние на sp2 хибридизация, формата на орбиталите е правилен триъгълник, формата на молекулата е ъглова. Серният атом има неподелена електронна двойка. Дължината на S-O връзката е 0,143 nm, ъгълът на връзката е 119,5°.
Структурата съответства на следните резонансни структури:
За разлика от озона, множествеността на връзката S–O е 2, т.е. първата резонансна структура има основен принос. Молекулата се характеризира с висока термична стабилност.
Серни съединения +4 - проявяват редокс двойственост, но с преобладаване на редуциращи свойства.
1. Взаимодействие на SO2 с кислород
2S + 4O2 + O 2 S + 6O
2. Когато SO2 преминава през хидросулфидна киселина, се образува сяра.
S+4О2 + 2Н2S-2 → 3So + 2 Н2О
4 S+4 + 4 → So 1 - окислител (редукция)
S-2 - 2 → So 2 - редуциращ агент (окисление)
3. Сярната киселина бавно се окислява от атмосферния кислород до сярна киселина.
2H2S+4O3 + 2О → 2H2S+6O
4 S+4 - 2 → S+6 2 - редуциращ агент (окисление)
O + 4 → 2O-2 1 - окислител (редукция)
Касова бележка:
1) серен оксид (IV) в промишлеността:
горяща сяра:
изпичане на пирит:
4FeS2 + 11O2 = 2Fe2O3
в лабораторията:
Na2SO3 + H2SO4 = Na2SO4 + SO2 + H2O
серен диоксид, предотвратяване на ферментацията, улеснява утаяването на замърсители, остатъци от гроздова тъкан с патогенна микрофлора и позволява алкохолна ферментация върху чисти дрождеви култури с цел увеличаване на добива етилов алкохоли подобряване на състава на други продукти от алкохолната ферментация.
По този начин ролята на серния диоксид не се ограничава до антисептични действия, които подобряват околната среда, но се простира и до подобряване на технологичните условия за ферментация и съхранение на вино.
Тези условия при правилна употребасерен диоксид (ограничаване на дозировката и времето за контакт с въздуха) води до повишаване на качеството на вината и соковете, техния аромат, вкус, както и прозрачност и цвят - свойства, свързани с устойчивостта на виното и сока към мътност.
Серният диоксид е най-разпространеният замърсител на въздуха. Той се откроява за всички електроцентралипри изгаряне на изкопаеми горива. Серен диоксид може да се отделя и от предприятия на металургичната промишленост (източникът е коксуващи се въглища), както и редица химически индустрии (например производството на сярна киселина). Образува се по време на разлагането на аминокиселини, съдържащи сяра, които са били част от протеините на древни растения, които са образували находища на въглища, нефт, нефтени шисти.
Намира приложениев промишлеността за избелване на различни продукти: плат, коприна, хартиена маса, пера, слама, восък, четина, конска коса, хранителни продукти, за дезинфекция на плодове и консерви и др. Като страничен продукт на S. g. се образува и отделя във въздуха на работните помещения в редица индустрии: сярна киселина, целулоза, при печене на руди, съдържащи серни метали, в туршии в металургични заводи, в производството на стъкло, ултрамарин и др., много често SG се съдържа във въздуха на котелни и пепелни помещения, където се образува при изгарянето на въглища, съдържащи сяра.
Когато се разтвори във вода, слаб и нестабилен сярна киселина H2SO3 (съществува само във воден разтвор)
SO2 + H2O ↔ H2SO3
Сярната киселина се дисоциира на стъпки:
H2SO3 ↔ H+ + HSO3- (първи етап, образува се хидросулфит - анион)
HSO3- ↔ H+ + SO32- (втори етап, образува се сулфитен анион)
H2SO3 образува две серии соли - средни (сулфити) и кисели (хидросулфити).
Качествена реакция към соли на сярна киселина е взаимодействието на сол със силна киселина, докато се отделя газ SO2 с остра миризма:
Na2SO3 + 2HCl → 2NaCl + SO2 + H2O 2H+ + SO32- → SO2 + H2O
В тази статия ще намерите информация за това какво е серен оксид. Ще бъдат разгледани неговите основни свойства от химическо и физическо естество, съществуващи форми, методи за тяхното получаване и разлики помежду си. Също така ще бъдат споменати областите на приложение и биологичната роля на този оксид в различните му форми.
Какво е вещество
Серният оксид е съединение прости вещества, сяра и кислород. Има три форми на серни оксиди, които се различават една от друга по степента на проявена валентност S, а именно: SO (моноксид, серен оксид), SO 2 (серен диоксид или серен диоксид) и SO 3 (серен триоксид или анхидрид). Всички изброени варианти на серни оксиди имат подобни химични и физични характеристики.
Обща информация за серен оксид
Двувалентният серен оксид или по друг начин серен оксид е неорганично вещество, състоящо се от две прости елементи- сяра и кислород. Формула - SO. При нормални условия е безцветен газ, но с остра и специфична миризма. Реагира с воден разтвор. Доста рядко съединение земна атмосфера. Той е нестабилен към влиянието на температурите, съществува в димерна форма - S 2 O 2. Понякога той е способен, взаимодействайки с кислорода, в резултат на реакцията да образува серен диоксид. Солта не се образува.
Серен оксид (2) обикновено се получава чрез изгаряне на сяра или разлагане на нейния анхидрид:
- 2S2+O2 = 2SO;
- 2SO2 = 2SO+O2.
Веществото се разтваря във вода. В резултат на това серният оксид образува тиосярна киселина:
- S 2 O 2 + H 2 O \u003d H 2 S 2 O 3.
Общи данни за киселия газ
Серният оксид е друга форма на серни оксиди с химична формула SO2. Има неприятна специфична миризма и няма цвят. Когато е подложен на натиск, той може да се запали, когато стайна температура. Когато се разтвори във вода, образува нестабилна сярна киселина. Може да се разтваря в разтвори на етанол и сярна киселина. Той е компонент на вулканичния газ.
В промишлеността се получава чрез изгаряне на сяра или изпичане на нейните сулфиди:
- 2FeS 2 + 5O 2 \u003d 2FeO + 4SO 2.
В лабораториите, като правило, SO 2 се получава с помощта на сулфити и хидросулфити, излагайки ги на силна киселина, както и на действието на метали с ниска степен на активност, концентрирана H 2 SO 4 .
Подобно на други серни оксиди, SO 2 е киселинен оксид. Взаимодействайки с алкали, образувайки различни сулфити, той реагира с вода, създавайки сярна киселина.
SO 2 е изключително активен и това ясно се изразява в редуциращите му свойства, при което степента на окисление на серния оксид се повишава. Може да проявява окислителни свойства, когато е атакуван от силен редуциращ агент. последно забележителна характеристикаизползвани за производство на хипофосфорна киселина или за отделяне на S от газове в металургичната област.
Серният оксид (4) се използва широко от хората за производство на сярна киселина или нейните соли - това е основната му област на приложение. Освен това той участва в процесите на винопроизводство и действа там като консервант (E220), понякога мариновани зеленчукови складове и складове, тъй като унищожава микроорганизмите. Материали, които не могат да бъдат избелени с хлор, се третират със серен оксид.
SO 2 е доста токсично съединение. Типичните симптоми, показващи отравяне с него, са кашлица, поява на проблеми с дишането, обикновено под формата на хрема, дрезгав глас, поява на необичаен послевкус и дращене в гърлото. Вдишването на този газ може да причини задушаване, речева способностиндивидуално, повръщане, затруднено преглъщане, както и белодробен оток в остра форма. Максимално допустимата концентрация на това вещество в работното помещение е 10 mg/m 3 . Въпреки това, различни хоратялото може също да покаже различна чувствителност към серен диоксид.
Обща информация за серен анхидрид
Серният газ или, както се нарича, серен анхидрид, е най-високият серен оксид с химична формула SO 3 . Течност със задушлива миризма, силно летлива при стандартни условия. Способен да се втвърдява, образувайки смеси от кристален тип от неговите твърди модификации при температури от 16,9 ° C и по-ниски.
Подробен анализ на висшия оксид
Когато SO 2 се окислява от въздуха под въздействието високи температури, необходимо условиее присъствието на катализатор, например V2O5, Fe2O3, NaVO3 или Pt.
Термично разлагане на сулфати или взаимодействие на озон и SO 2:
- Fe 2 (SO 4) 3 \u003d Fe 2 O 3 + 3SO 3;
- SO 2 + O 3 \u003d SO 3 + O 2.
Окисляване на SO 2 с NO 2:
- SO 2 + NO 2 \u003d SO 3 + NO.
Физическите качествени характеристики включват: наличие на плоска структура, тригонален тип и D 3 h симетрия в газово състояние, по време на прехода от газ към кристал или течност образува тример с цикличен характер и зигзагообразна верига, има ковалентна полярна връзка.
В твърда форма SO 3 се среща в алфа, бета, гама и сигма форми, докато има, съответно, различна температураточка на топене, степен на проявление на полимеризация и разнообразие от кристална форма. Съществуването на такъв брой видове SO 3 се дължи на образуването на връзки от донорно-акцепторен тип.
Свойствата на серния анхидрид включват много от неговите качества, основните от които са:
Способност за взаимодействие с основи и оксиди:
- 2KHO + SO 3 \u003d K 2 SO 4 + H 2 O;
- CaO + SO 3 \u003d CaSO 4.
Висшият серен оксид SO 3 има достатъчно висока активност и създава сярна киселина чрез взаимодействие с вода:
- SO 3 + H 2 O \u003d H2SO 4.
Той влиза в реакции с хлороводород и образува хлоросулфатна киселина:
- SO 3 + HCl \u003d HSO 3 Cl.
Серният оксид се характеризира с проявата на силни окислителни свойства.
Серният анхидрид намира своето приложение в производството на сярна киселина. Малко количество се освобождава в заобикаляща средапо време на използването на серни пулове. SO 3, образувайки сярна киселина след взаимодействие с мокра повърхност, унищожава различни опасни организмикато гъбички.
Обобщаване
Серният оксид може да бъде в различни състояния на агрегиране, вариращи от течна до твърда форма. Той е рядък в природата и има доста начини за получаването му в индустрията, както и области, където може да се използва. Самият оксид има три форми, в които проявява различна степен на валентност. Може да бъде много токсичен и да причини сериозни проблемисъс здравето.
Част I
1. Сероводород.
1) Структурата на молекулата:
2) Физични свойства: безцветен газ, с остра миризма на развалени яйца, по-тежък от въздуха.
3) Химични свойства (завършете уравненията на реакцията и разгледайте уравненията в светлината на TED или от гледна точка на редокс).
4) Сероводород в природата:под формата на съединения - сулфиди, в свободна форма - във вулканични газове.
2. Серен оксид (IV) - SO2
1) Навлизане в индустрията. Запишете уравненията на реакцията и ги разгледайте от гледна точка на окисление-редукция.
2) Получаване в лабораторията. Запишете уравнението на реакцията и го разгледайте в светлината на TED:
3) Физични свойства:газ с остра, задушлива миризма.
4) Химични свойства.
3. Серен оксид (VI) - SO3.
1) Получаване чрез синтез от серен оксид (IV):
2) Физични свойства:течност, по-тежка от вода, примесена със сярна киселина – олеум.
3) Химични свойства.Показва типичните свойства на киселинните оксиди:
Част II
1. Опишете реакцията за синтез на серен оксид (VI) според всички критерии за класификация.
а) каталитичен
б) обратими
в) OVR
г) връзки
д) екзотермичен
д) изгаряне
2. Опишете реакцията на взаимодействие на серен оксид (IV) с вода според всички критерии за класификация.
а) обратимо
б) връзки
в) не OVR
г) екзотермичен
д) некаталитичен
3. Обяснете защо сероводородът проявява силни редуциращи свойства.
4. Обяснете защо серният оксид (IV) може да проявява както окислителни, така и редуциращи свойства:
Потвърдете тази теза с уравненията на съответните реакции.
5. Сярата от вулканичен произход се образува в резултат на взаимодействието на серен диоксид и сероводород. Запишете уравненията на реакцията и разгледайте от гледна точка на окисление-редукция.
6. Запишете уравненията за реакциите на преходите, дешифрирайки неизвестните формули:
7. Напишете синкейн по темата "Серен диоксид".
1) Серен диоксид
2) Задушаващо и грубо
3) Киселинен оксид, OVR
4) Използва се за производство на SO3
5) Сярна киселина H2SO4
8. Използвайки допълнителни източници на информация, включително Интернет, изгответе доклад за токсичността на сероводорода (обърнете внимание на характерната му миризма!) И първа помощ в случай на отравяне с този газ. Запишете плана на съобщението в специална тетрадка.
водороден сулфид
Безцветен газ с мирис на развалени яйца. Открива се във въздуха чрез миризма, дори в малки концентрации. Естествено открит във вода минерални извори, морета, вулканични газове. Образува се при разграждането на протеини в отсъствието на кислород. Може да се отделя във въздуха в редица химически и текстилни индустрии, при добива и преработката на нефт, от отпадъчни води.
Сероводородът е силна отрова, която причинява остро и хронично отравяне. Има локално дразнещо и общотоксично действие. При концентрация от 1,2 mg / l, отравянето се развива със светкавична скорост, смъртта настъпва поради остро инхибиране на процесите на тъканно дишане. След прекратяване на експозицията, дори при тежки форми на отравяне, жертвата може да бъде върната към живота.
При концентрация от 0,02-0,2 mg / l има главоболие, замайване, стягане в гърдите, гадене, повръщане, диария, загуба на съзнание, конвулсии, увреждане на лигавицата на очите, конюнктивит, фотофобия. Опасността от отравяне се увеличава поради загуба на обоняние. Сърдечна слабост и дихателна недостатъчност, кома постепенно се увеличават.
Първа помощ - извеждане на пострадалия от замърсената атмосфера, вдишване на кислород, изкуствено дишане; средства, които възбуждат дихателния център, затопляйки тялото. Препоръчват се също глюкоза, витамини, железни препарати.
Профилактика - достатъчна вентилация, запечатване на някои производствени операции. Когато работниците се спускат в кладенци и контейнери, съдържащи сероводород, те трябва да използват противогази и спасителни колани на въжета. Газоспасителната служба е задължителна в мини, на места за добив и в петролни рафинерии.
В окислително-редукционните процеси серният диоксид може да бъде както окислител, така и редуциращ агент, тъй като атомът в това съединение има междинна степен на окисление +4.
Как реагира окислителят SO 2 с по-силни редуциращи агенти, например с:
SO 2 + 2H 2 S \u003d 3S ↓ + 2H 2 O
Как реагира редукторът SO 2 с по-силни окислители, например с в присъствието на катализатор, с и т.н.:
2SO 2 + O 2 \u003d 2SO 3
SO 2 + Cl 2 + 2H 2 O \u003d H 2 SO 3 + 2HCl
Касова бележка
1) Серният диоксид се образува при изгарянето на сярата:
2) В промишлеността се получава чрез изпичане на пирит:
3) В лабораторията може да се получи серен диоксид:
Cu + 2H 2 SO 4 \u003d CuSO 4 + SO 2 + 2H 2 O
Приложение
Серният диоксид се използва широко в текстилната промишленост за избелване на различни продукти. Освен това се използва в селско стопанствоза унищожаване на вредни микроорганизми в оранжерии и изби. В големи количества SO 2 се използва за производството на сярна киселина.
серен оксид (VI) – ТАКА 3 (серен анхидрид)
Серният анхидрид SO 3 е безцветна течност, която при температури под 17 ° C се превръща в бяла кристална маса. Абсорбира много добре влагата (хигроскопичен).
Химични свойства
Киселинно-базови свойства
Как взаимодейства типичен киселинен оксид серен анхидрид:
SO 3 + CaO = CaSO 4
в) с вода:
SO 3 + H 2 O \u003d H 2 SO 4
Специално свойство на SO 3 е способността му да се разтваря добре в сярна киселина. Разтвор на SO 3 в сярна киселина се нарича олеум.
Образуване на олеум: H 2 SO 4 + н SO 3 \u003d H 2 SO 4 ∙ н SO 3
редокс свойства
Серният оксид (VI) се характеризира със силни окислителни свойства (обикновено редуциран до SO 2):
3SO 3 + H 2 S \u003d 4SO 2 + H 2 O
Получаване и използване
Серният анхидрид се образува при окисляването на серен диоксид:
2SO 2 + O 2 \u003d 2SO 3
IN чиста формасерен анхидрид практическа стойностне притежава. Получава се като междинен продукт при производството на сярна киселина.
H2SO4
Споменаването на сярна киселина се среща за първи път сред арабските и европейските алхимици. Получава се чрез калциниране на въздух мастилен камък(FeSO 4 ∙ 7H 2 O): 2FeSO 4 \u003d Fe 2 O 3 + SO 3 + SO 2 или смес с: 6KNO 3 + 5S \u003d 3K 2 SO 4 + 2SO 3 + 3N 2, и освободените пари на кондензиран серен анхидрид. Поглъщайки влагата, те се превърнаха в олеум. В зависимост от метода на получаване, H 2 SO 4 се нарича витриолно масло или сярно масло. През 1595 г. алхимикът Андреас Либавиус установява идентичността на двете вещества.
Дълго време маслото от витриол не беше намерено широко приложение. Интересът към него силно нараства след 18 век. Открит е индигокармин, устойчиво синьо багрило. Първата фабрика за производство на сярна киселина е основана близо до Лондон през 1736 г. Процесът се извършва в оловни камери, на дъното на които се излива вода. Разтопена смес от селитра със сяра се изгаря в горната част на камерата, след което се пропуска въздух. Процедурата се повтаря, докато на дъното на контейнера се образува киселина с необходимата концентрация.
През 19 век методът е подобрен: вместо селитра е използвана азотна киселина (тя дава при разлагане в камерата). За връщане на азотни газове в системата са проектирани специални кули, които дават името на целия процес - процес на кула. Фабрики, работещи по метода на кулата, съществуват и днес.
Сярната киселина е тежка маслена течност, без цвят и мирис, хигроскопична; добре се разтваря във вода. Когато концентрираната сярна киселина се разтваря във вода, се отделя голямо количество топлина, така че трябва внимателно да се излее във вода (а не обратното!) И да се смеси разтворът.
Разтвор на сярна киселина във вода със съдържание на H2SO4 по-малко от 70% обикновено се нарича разредена сярна киселина, а разтвор с повече от 70% се нарича концентрирана сярна киселина.
Химични свойства
Киселинно-базови свойства
Разредената сярна киселина разкрива всичко характерни свойствасилни киселини. Тя реагира:
H 2 SO 4 + NaOH \u003d Na 2 SO 4 + 2H 2 O
H 2 SO 4 + BaCl 2 \u003d BaSO 4 ↓ + 2HCl
Процесът на взаимодействие на Ba 2+ йони със сулфатни йони SO 4 2+ води до образуването на бяла неразтворима утайка BaSO 4 . Това качествена реакция към сулфатен йон.
Редокс свойства
В разредена H 2 SO 4, Н + йоните са окислители, а в концентрираната H 2 SO 4 сулфатни йони са SO 4 2+. SO 4 2+ йони са по-силни окислители от H + йони (виж диаграмата). 
IN разредена сярна киселинаразтварят метали, които са в електрохимичната серия от напрежения към водород. В този случай се образуват и отделят метални сулфати:
Zn + H 2 SO 4 \u003d ZnSO 4 + H 2
Металите, които са в електрохимичната серия от напрежения след водорода, не реагират с разредена сярна киселина:
Cu + H 2 SO 4 ≠
концентрирана сярна киселинае силен окислител, особено при нагряване. Той окислява много и някои органични вещества.
Когато концентрираната сярна киселина взаимодейства с метали, които са в електрохимичната серия от напрежения след водорода (Cu, Ag, Hg), се образуват метални сулфати, както и редукторният продукт на сярна киселина - SO 2.
Взаимодействие на сярна киселина с цинк С по-активни метали (Zn, Al, Mg) концентрираната сярна киселина може да се редуцира до свободна. Например, когато сярната киселина взаимодейства с, в зависимост от концентрацията на киселината, могат едновременно да се образуват различни продукти на редукция на сярна киселина - SO 2, S, H 2 S:
Zn + 2H 2 SO 4 \u003d ZnSO 4 + SO 2 + 2H 2 O
3Zn + 4H 2 SO 4 = 3ZnSO 4 + S↓ + 4H 2 O
4Zn + 5H 2 SO 4 = 4ZnSO 4 + H 2 S + 4H 2 O
На студено концентрираната сярна киселина пасивира например някои метали и затова се транспортира в железни цистерни:
Fe + H 2 SO 4 ≠
Концентрираната сярна киселина окислява някои неметали (и т.н.), възстановявайки се до серен оксид (IV) SO 2:
S + 2H 2 SO 4 \u003d 3SO 2 + 2H 2 O
C + 2H 2 SO 4 \u003d 2SO 2 + CO 2 + 2H 2 O
Получаване и използване
В промишлеността сярната киселина се получава чрез контакт. Процесът на придобиване протича на три етапа:
- Получаване на SO 2 чрез изпичане на пирит:
4FeS 2 + 11O 2 = 2Fe 2 O 3 + 8SO 2
- Окисляване на SO 2 до SO 3 в присъствието на катализатор - ванадиев (V) оксид:
2SO 2 + O 2 \u003d 2SO 3
- Разтваряне на SO 3 в сярна киселина:
H2SO4+ н SO 3 \u003d H 2 SO 4 ∙ н SO 3
Полученият олеум се транспортира в железни цистерни. Сярна киселина с необходимата концентрация се получава от олеум чрез изливането му във вода. Това може да се изрази в диаграма:
H 2 SO 4 ∙ н SO 3 + H 2 O \u003d H 2 SO 4
Сярната киселина намира разнообразни приложения в повечето различни области Национална икономика. Използва се за изсушаване на газове, при производството на други киселини, за производство на торове, различни багрила и лекарства.
Соли на сярна киселина
Повечето сулфати са силно разтворими във вода (слабо разтворим CaSO 4 , още по-малко PbSO 4 и практически неразтворим BaSO 4 ). Някои сулфати, съдържащи вода от кристализация, се наричат витриол:
CuSO 4 ∙ 5H 2 O меден сулфат
FeSO 4 ∙ 7H 2 O железен сулфат
Солите на сярната киселина имат всичко. Тяхното отношение към отоплението е специално.
Сулфатите на активните метали ( , ) не се разлагат дори при 1000 ° C, докато други (Cu, Al, Fe) - се разлагат при леко нагряване в метален оксид и SO 3:
CuSO 4 \u003d CuO + SO 3
Изтегли:
Изтеглете безплатно резюме по темата: "Производство на сярна киселина чрез контактен метод"
Можете да изтеглите есета по други теми
*на изображението на записа е снимка на меден сулфат
