Flatik.ru

Перейти на главную страницу

Поиск по ключевым словам:

страница 1
Сера и ее соединения

П л а н


1. Положение в таблице Д.И.Менделеева, строение атома.https://him.1september.ru/2009/11/18-1.jpg

2. Происхождение названия.

3. Физические свойства.

4. Химические свойства.

5. Нахождение в природе.

6. Основные методы получения.

7. Важнейшие соединения серы (сероводород, сероводородная кислота и ее соли; сернистый газ, сернистая кислота и ее соли; триоксид серы, серная кислота и ее соли).

В периодической системе сера находится в главной подгруппе VI группы (подгруппа халькогенов). Электронная формула серы 1s22s2p63s2p4, это р-элемент. В зависимости от состояния сера может проявлять валентность II, IV или VI:

S: 1s22s22p63s23p43d0 (валентность II),

S*: 1s22s22p63s23p33d1 (валентность IV),

S**: 1s22s22p63s13p33d2 (валентность VI).

Характерные степени окисления серы –2, +2, +4, +6 (в дисульфидах, содержащих мостиковую связь –S–S– (например, FeS2), степень окисления серы равна –1); в соединениях входит в состав анионов, с более электроотрицательными элементами – в состав катионов, например:



https://him.1september.ru/2009/11/18-2.jpg

Сера – элемент с высокой электроотрицательностью, проявляет неметаллические (кислотные) свойства. Имеет четыре стабильных изотопа с массовыми числами 32, 33, 34 и 36. Природная сера на 95 % состоит из изотопа 32S.

Русское название серы произошло от санскритского слова cira – светло-желтый, по цвету природной серы. Латинское название sulfur переводится как «горючий порошок».1

Ф и з и ч е с к и е   с в о й с т в а

Сера образует три аллотропные модификацииромбическая (https://him.1september.ru/2009/11/alfa.gif-сера), моноклинная (https://him.1september.ru/2009/11/bet.gif-сера) ипластическая, или каучукоподобная. Наиболее устойчива при обычных условиях ромбическая сера, а выше 95,5 °С стабильна моноклинная сера. Обе эти аллотропные модификации имеют молекулярную кристаллическую решетку, построенную из молекул состава S8, расположенных в пространстве в виде короны; атомы соединены одинарными ковалентными связями. Различие ромбической и моноклинной серы состоит в том, что в кристаллической решетке молекулы упакованы по-разному.

Если ромбическую или моноклинную серу нагреть до точки кипения (444,6 °С) и полученную жидкость вылить в холодную воду, то образуется пластическая сера, по свойствам напоминающая резину. Пластическая сера состоит из длинных зигзагообразных цепей. Эта аллотропная модификация неустойчива и самопроизвольно превращается в одну из кристаллических форм.

Ромбическая сера – твердое кристаллическое вещество желтого цвета; в воде не растворяется (и не смачивается), но хорошо растворяется во многих органических растворителях (сероуглерод, бензол и т.д.). Сера обладает очень плохой электро- и теплопроводностью. Температура плавления ромбической серы +112,8 °С, при температуре 95,5 °С ромбическая сера переходит в моноклинную:



https://him.1september.ru/2009/11/18-3.jpg

Х и м и ч е с к и е  с в о й с т в а

По своим химическим свойствам сера является типичным активным неметаллом. В реакциях может быть как окислителем, так и восстановителем.

Н2 (+):



https://him.1september.ru/2009/11/19-1.jpg

О2 (+):

S + O2 https://him.1september.ru/2009/11/t-1.gif SO2.

Металлы (+):

2Na + S = Na2S,

2Al + 3S https://him.1september.ru/2009/11/t-1.gif Al2S3,

Fe + S https://him.1september.ru/2009/11/t-1.gif FeS,

Hg + S = HgS.

Неметаллы (+/–)*:

С + 2S https://him.1september.ru/2009/11/t-1.gif CS2,

2P + 3S https://him.1september.ru/2009/11/t-1.gif P2S3,

S + Cl2 = SCl2,

S + 3F2 = SF6,

S + N2 https://him.1september.ru/2009/11/nerav.gif реакция не идет.

Н2О (–). сера не смачивается водой.

Основные оксиды (–).

Кислотные оксиды (–).

Основания (+/–):



https://him.1september.ru/2009/11/19-2.jpg

S + Cu(OH)2 https://him.1september.ru/2009/11/nerav.gif реакция не идет.

Кислоты (не окислители) (–).

Кислоты-окислители (+):

S + 2H2SO4 (конц.) = 3SO2 + 2H2O,

S + 2HNO3 (разб.) = H2SO4 + 2NOhttps://him.1september.ru/2009/11/sverh.gif,

S + 6HNO3 (конц.) = H2SO4 + 6NO2https://him.1september.ru/2009/11/sverh.gif + 2H2O.

Соли (–).

В п р и р о д е сера встречается как в самородном состоянии, так и в виде соединений, важнейшими из которых являются пирит, он же железный, или серный, колчедан (FeS2), цинковая обманка (ZnS), свинцовый блеск (PbS), гипс (CaSO4•2H2O), глауберова соль (Na2SO4•10H2O), горькая соль (MgSO4•7H2O). Кроме того, сера входит в состав каменного угля, нефти, а также в различные живые организмы (в составе аминокислот). В организме человека сера концентрируется в волосах.

Серу, содержащуюся в свободном состоянии в горных породах, выплавляют из них в автоклавах с помощью водяного пара.

В  л а б о р а т о р н ы х  у с л о в и я х серу можно получить, используя окислительно-восстановительные реакции (ОВР), например:

H2SO3 + 2H2S = 3Shttps://him.1september.ru/2009/11/svniz.gif + 3H2O,

2H2S + O2 2Shttps://him.1september.ru/2009/11/svniz.gif + 2H2O.

В а ж н е й ш и е  с о е д и н е н и я  с е р ы



Сероводород (H2S) – бесцветный газ с удушающим неприятным запахом тухлых яиц, ядовит (соединяется с гемоглобином крови, образуя сульфид железа). Тяжелее воздуха, малорастворим в воде (2,5 объема сероводорода в 1 объеме воды). Связи в молекуле ковалентные полярные, sp3-гибридизация, молекула имеет угловое строение:

https://him.1september.ru/2009/11/19-3.jpg

В химическом отношении сероводород достаточно активен. Он термически неустойчив; легко сгорает в атмосфере кислорода или на воздухе; легко окисляется галогенами, диоксидом серы или хлоридом железа(III); при нагревании взаимодействует с некоторыми металлами и их оксидами, образуя сульфиды:



https://him.1september.ru/2009/11/20-1.jpg

2H2S + O2 https://him.1september.ru/2009/11/t-1.gif 2Shttps://him.1september.ru/2009/11/svniz.gif + 2H2O,

2H2S + 3O2 https://him.1september.ru/2009/11/t-1.gif 2SO2https://him.1september.ru/2009/11/sverh.gif + 2H2O,

H2S + Br2 = 2HBr + Shttps://him.1september.ru/2009/11/svniz.gif,

2H2S + SO2 https://him.1september.ru/2009/11/t-1.gif 3Shttps://him.1september.ru/2009/11/svniz.gif + 2H2O,

2FeCl3 + H2S = 2FeCl2 + Shttps://him.1september.ru/2009/11/svniz.gif + 2HCl,

H2S + Zn https://him.1september.ru/2009/11/t-1.gif ZnS + H2https://him.1september.ru/2009/11/sverh.gif,

H2S + CaO https://him.1september.ru/2009/11/t-1.gif CaS + H2O.

В лабораторных условиях сероводород получают действием на сульфиды железа или цинка сильных минеральных кислот или необратимым гидролизом сульфида алюминия:

ZnS + 2HCl = ZnCl2 + H2Shttps://him.1september.ru/2009/11/sverh.gif,

Аl2SO3 + 6HOH  https://him.1september.ru/2009/11/20-2.jpg 2Al(OH)3https://him.1september.ru/2009/11/svniz.gif + 3H2Shttps://him.1september.ru/2009/11/sverh.gif.

Раствор сероводорода в воде – сероводородная вода, или сероводородная кислота. Слабый электролит, по второй ступени практически не диссоциирует. Как двухосновная кислота образует два типа солей – сульфиды и гидросульфиды:



https://him.1september.ru/2009/11/20-3.jpg

например, Na2S – сульфид натрия, NaHS – гидросульфид натрия.

Сероводородная кислота проявляет все общие свойства кислот. Кроме того, сероводород, сероводородная кислота и ее соли проявляют сильную восстановительную способность. Например:

H2S + Zn = ZnS + H2https://him.1september.ru/2009/11/sverh.gif,

H2S + CuO = CuShttps://him.1september.ru/2009/11/svniz.gif + H2O,

https://him.1september.ru/2009/11/20-4.jpg

Качественной реакцией на сульфид-ион является взаимодействие с растворимыми солями свинца; при этом выпадает осадок сульфида свинца черного цвета:

Pb2+ + S2– —> PbShttps://him.1september.ru/2009/11/svniz.gif,

Pb(NO3)2 + Na2S = PbShttps://him.1september.ru/2009/11/svniz.gif + 2NaNO3.

Оксид серы(IV) SO2 – сернистый газ, сернистый ангидрид – бесцветный газ с резким запахом, ядовит. Кислотный оксид. Связи в молекуле ковалентные полярные, sp2-гибридизация. Тяжелее воздуха, хорошо растворим в воде (в одном объеме воды – до 80 объемов SO2), образует при растворениисернистую кислоту, существующую только в растворе:

H2O + SO2 https://him.1september.ru/2009/11/strlki.gif H2SO3.

По кислотно-основным свойствам сернистый газ проявляет свойства типичного кислотного оксида, сернистая кислота также проявляет все типичные свойства кислот:

SO2 + CaO https://him.1september.ru/2009/11/t-1.gif CaSO3,



https://him.1september.ru/2009/11/20-5.jpg

H2SO3 + Zn = ZnSO3 + H2https://him.1september.ru/2009/11/sverh.gif,



https://him.1september.ru/2009/11/21-1.jpg

H2SO3 + CaO = CaSO3 + H2O.

По окислительно-восстановительным свойствам сернистый газ, сернистая кислота и сульфиты могут проявлять окислительно-восстановительную двойственность (с преобладанием восстановительных свойств). С более сильными восстановителями соединения серы(IV) ведут себя как окислители:

https://him.1september.ru/2009/11/21-2.jpg

С более сильными окислителями они проявляют восстановительные свойства:



https://him.1september.ru/2009/11/21.jpg

В промышленности диоксид серы получают:

• при горении серы:

S + O2 https://him.1september.ru/2009/11/t-1.gif SO2;

• обжигом пирита и других сульфидов:

4FeS2 + 11O2 https://him.1september.ru/2009/11/t-1.gif 2Fe2O3 + 8SO2https://him.1september.ru/2009/11/sverh.gif,

2ZnS + 3O2 https://him.1september.ru/2009/11/t-1.gif 2ZnO + 2SO2https://him.1september.ru/2009/11/sverh.gif.

К лабораторным методам получения относятся:

• действие сильных кислот на сульфиты:

Na2SO3 + 2HCl = 2NaCl + SO2https://him.1september.ru/2009/11/sverh.gif + H2O;

• взаимодействие концентрированной серной кислоты с тяжелыми металлами:

Cu + 2H2SO4 (конц.) = СuSO4 + SO2https://him.1september.ru/2009/11/sverh.gif + 2H2O.



Качественные реакции на сульфит-ион – обесцвечивание «йодной воды» или действие сильных минеральных кислот:

Na2SO3 + I2 + 2NaOH = 2NaI + Na2SO4 + H2O,

Ca2SO3 + 2HCl = CaCl2 + H2O + SO2https://him.1september.ru/2009/11/sverh.gif.

Оксид серы(VI) SO3 – триоксид серы, или серный ангидрид, – это бесцветная жидкость, которая при температуре ниже 17 °С превращается в белую кристаллическую массу. Ядовит. Существует в виде полимеров (мономерные молекулы существуют только в газовой фазе), связи в молекуле ковалентные полярные, sp2-гибридизация. Гигроскопичен, термически неустойчив. С водой реагирует с сильным экзо-эффектом. Реагирует с безводной серной кислотой, образуя олеум. Образуется при окислении сернистого газа:

https://him.1september.ru/2009/11/21-3.jpg

SO3 + H2O = H2SO4 + Q,



nSO3 + H2SO4 (конц.) = H2SO4nSO3.

По кислотно-основным свойствам является типичным кислотным оксидом:

SO3 + H2O = H2SO4,

SO3 + CaO = CaSO4,



https://him.1september.ru/2009/11/21-4.jpg

По окислительно-восстановительным свойствам выступает сильным окислителем, обычно восстанавливаясь до SO2 или сульфитов:



https://him.1september.ru/2009/11/21-5.jpg

В чистом виде практического значения не имеет, является промежуточным продуктом при производстве серной кислоты.



Серная кислота – тяжелая маслянистая жидкость без цвета и запаха. Хорошо растворима в воде (с большим экзо-эффектом). Гигроскопична, ядовита, вызывает сильные ожоги кожи. Является сильным электролитом. Серная кислота образует два типа солей: сульфаты и гидросульфаты, которые проявляют все общие свойства солей. Сульфаты активных металлов термически устойчивы, а сульфаты других металлов разлагаются даже при небольшом нагревании:

Na2SO4 https://him.1september.ru/2009/11/t11.jpg не разлагается,

ZnSO4 https://him.1september.ru/2009/11/t-1.gif ZnO + SO3,

4FeSO4 https://him.1september.ru/2009/11/t-1.gif 2Fe2O3 + 4SO2https://him.1september.ru/2009/11/sverh.gif + O2https://him.1september.ru/2009/11/sverh.gif,

Ag2SO4 https://him.1september.ru/2009/11/t-1.gif 2Aghttps://him.1september.ru/2009/11/svniz.gif + SO2https://him.1september.ru/2009/11/sverh.gif + O2https://him.1september.ru/2009/11/sverh.gif,

HgSO4 https://him.1september.ru/2009/11/t-1.gif Hg + SO2https://him.1september.ru/2009/11/sverh.gif + O2https://him.1september.ru/2009/11/sverh.gif.

Раствор с массовой долей серной кислоты ниже 70 % обычно считается разбавленным; выше 70 % – концентрированным; раствор SO3 в безводной серной кислоте называется олеум (концентрация триоксида серы в олеуме может достигать 65 %).

Разбавленная серная кислота проявляет все свойства, характерные для сильных кислот:

Н2SO4 https://him.1september.ru/2009/11/strlki.gif 2H+ + SO42–,

Н2SO4 + Zn = ZnSO4 + Н2https://him.1september.ru/2009/11/sverh.gif,

Н2SO4 (разб.) + Cu https://him.1september.ru/2009/11/nerav.gif реакция не идет,

Н2SO4 + CaO = CaSO4 + H2O,

https://him.1september.ru/2009/11/22-1.jpg

CaCO3 + Н2SO4 = CaSO4 + H2O + CO2https://him.1september.ru/2009/11/sverh.gif.



Концентрированная серная кислота является сильным окислителем, особенно при нагревании. Она окисляет многие металлы, неметаллы, а также некоторые органические вещества. Не окисляются под действием концентрированной серной кислоты железо, золото и металлы платиновой группы (правда, железо хорошо растворяется при нагревании в умеренно концентрированной серной кислоте с массовой долей 70 %). При взаимодействии концентрированной серной кислоты с другими металлами образуются сульфаты и продукты восстановления серной кислоты.

2SO4 (конц.) + Cu = CuSO4 + SO2https://him.1september.ru/2009/11/sverh.gif + 2H2O,



https://him.1september.ru/2009/11/22-2.jpg

2SO4 (конц.) + 8Na = 4Na2SO4 + H2Shttps://him.1september.ru/2009/11/sverh.gif + 4H2O,

Н2SO4 (конц.) пассивирует Fe, Al.

При взаимодействии с неметаллами концентрированная серная кислота восстанавливается до SO2:

2SO4 (конц.) + 2Р = 2H3PO4 + 5SO2https://him.1september.ru/2009/11/sverh.gif + 2H2O,

2SO4 (конц.) + C = 2H2O + CO2https://him.1september.ru/2009/11/sverh.gif + 2SO2https://him.1september.ru/2009/11/sverh.gif.



Контактный метод получения серной кислоты состоит из трех стадий:

1) обжиг пирита:

4FeS2 + 11O2 https://him.1september.ru/2009/11/t-1.gif 2Fe2O3 + 8SO2https://him.1september.ru/2009/11/sverh.gif;

2) окисление SO2 в SO3 в присутствии катализатора – оксида ванадия:



https://him.1september.ru/2009/11/22-3.jpg

3) растворение SO3 в серной кислоте с получением олеума:

SO3 + H2O = H2SO4 + Q,

nSO3 + H2SO4 (конц.) = H2SO4nSO3.

Качественная реакция на сульфат-ион – взаимодействие с катионом бария, в результате чего выпадает белый осадок BaSO4.

Ba2+ + SO42– —> BaSO4https://him.1september.ru/2009/11/svniz.gif,



BaCl2 + Na2SO4 = BaSO4https://him.1september.ru/2009/11/svniz.gif + 2NaCl.

https://him.1september.ru/2003/28/9.htm podgrypa kisloroda :teorija, zadanija

Лабораторная работа №7: Сера. Цель: ознакомиться с типичными свойсвами серы и ее соединений

Оборудование и реактивы: химическая посуда, спиртовка, щипцы, водяная баня, сера и ее соединения

80.87kb.

08 10 2014
1 стр.


Сера и ее соединения

Важнейшие соединения серы (сероводород, сероводородная кислота и ее соли; сернистый газ, сернистая кислота и ее соли; триоксид серы, серная кислота и ее соли)

183.37kb.

10 10 2014
1 стр.


Лабораторная работа по химии. Сера, селен, теллур

Цель работы: получить соединения серы, селена и теллура и исследовать их свойства

42.43kb.

13 10 2014
1 стр.


Напишите структурные формулы изомерных углеводородов состава С

Какие соединения могут быть получены при взаимодействии металлического натрия на смесь, состоящую на 1-йодпропана и 2-метил-3-йодбутана (реакция Вюрца). Назовите полученные соедине

93.34kb.

15 12 2014
1 стр.


Соединения Юпитера и Сатурна, история и прогнозы Дмитрий Нижельченко

Меня заинтересовал вопрос о настоящем значении соединения и в для Украины и юга России. Как известно эти регионы в классической традиции подчиняются именно этому астрологическому з

120.31kb.

04 09 2014
1 стр.


Важнейшие соединения хрома. Соединения двухвалентного хрома. Оксид хрома (II) CrO

Растворяется в разбавленной хлороводородной кислоте. Мало растворим в разбавленных серной и азотной кислотах. Восстанавливается водородом до металлического хрома при 1000°С. Получа

105.44kb.

15 12 2014
1 стр.


Назовите следующие соединения. Укажите к каким классам они относятся

Выберите пары изомеров. К каким типам изомеров они относятся? Соединения назовите

22.28kb.

06 10 2014
1 стр.


Жгут brc соединения 4 бензиновых форсунок для двигателей Fiat Код: 06LB50010140 Область применения

Этот жгут может быть использован как альтернатива правому, левому и универсальному жгуту для последовательного впрыска для соединения бензиновых форсунок на двигателях Fiat с ориги

18.76kb.

26 09 2014
1 стр.