НПО «Альтернатива» — Глава 12. Диоксид серы

НПО "Альтернатива" - Глава 12. Диоксид серы Кислород

Нпо «альтернатива» — глава 12. диоксид серы

§1. Синонимы

IUPAC. оксид серы (ÍV).

Русский: двуокись серы, сернистый ангидрид, «сернистый газ», «сернистая кислота»52.

Немецкий: Schwefeldioxid. Schwefligsäureanhydrid. «schweflige Säure».

Английский: sulphur dioxide.

Французский: bioxyde de soufre, anhydride sulfureux, gaz sulfureux, «acide sulfureux». Итальянский: biossido di zolfo, anidride solforosa, «acido sulforoso».

Испанский: dióxido de sulfuro, anhídrido sulforoso, «acido sulforoso».

§2. Историческая справка

Уже в древности (Ассирия. Китай, Греция) диоксид серы использовался при окуривании «для изгнания злых духов» (Гомер, Одиссея, ХХII, 481-2, 493-5). Плиний упоминает, что «дух серы» является улучшителем вина (Plînius. Naturalis historiae. XIV. 1129). По мнению других авторов в какой именно форме ис­пользовали серу не совсем ясно.

Сернистый газ стал широко использоваться, вероятно, лишь во времена позд­него средневековья. Применение его часто порождало проблемы. В Кёльне в XV веке обработка вина серой была полностью запрещена, так как из-за неё «природе человека наносится вред и пьющие становятся больными». В 1487 году в Ротенбурге существовало предписание, по которому обработка бочек серой до­пускалась, но «…следует брать набольшую бочку не более лота серы». Обрабаты­вать вино серой можно было только один раз. Рейхстагом Линдау чрезмерное окуривание вина серой было запрещено в 1497 году, а годом позже запрет был введен и рейхстагом Оренбурга в Брейсгау.

В последующие столетия сернистый газ использовался как консервант для целого ряда пищевых продуктов. И сегодня, несмотря на ограничения, связан­ные с токсичностью, он незаменим в производстве многих продуктов питания.

§3. Товарные формы, производные

Диоксид серы поставлялся сжиженным в баллонах, а также в виде водных растворов. Важную роль играют и различные сульфиты.

§4. Свойства

Сернистый ангидрид SO2 при обычных условиях представляет собой бесцвет­ный негорючий газ с резким запахом. Плотность сернистого газа едва с лишним раза выше, чем у воздуха; при -10°С он сгущается в жидкость. В одном литре воды при 0°С растворяется 80 л SO2 а при 20°С – 40 л.

Сульфиты (табл. 15) представляют собой белые порошки, которые (за ис­ключением сульфита кальция) легко растворяются в воде и обладают более или менее сильным запахом сернистого газа. Гидросульфиты существуют только в растворах; при выпаривании они превращаются в пиросульфиты (метабисульфиты).

Таблица 15. Характеристики сернистого газа важнейших сульфитов – источников SO2

СоединениеФормулаМолярная масса, гСодержание активного сернистого ангидрида, %
Диоксид серыSO264100
Сульфит натрия безводныйNa2SO312650,8
Сульфат натрия, гептагидратNa2SO3 • 7H2O25225,4
Гидросульфит натрияNaHSO310461,6
Пиросульфит натрияNa2S2O319067,4
Сульфит калияK2SO315840,6
Гидросульфит калияKHSÓ212053,3
Пиросульфит калияK2S2O322257,7
Сульфит кальцияCaSO2  • 2H2O15641,0

§5. Аналитические сведения

Диоксид серы восстанавливает иодат до свободного иода; поэтому иодаткрахмальная бумага в присутствии SO2 окрашивается в синий цвет. Иодкрахмальная бумага в присутствии SO2 обесцвечивается, так как свободный иод восста­навливается до иодида.

Для количественного определения двуокиси серы в продуктах питания (при отсутствии маскирующих веществ) продукты титруют непосредственно раство­ром иода. По другому варианту к пищевому продукту добавляют иодид и титру­ют раствором иодата. Более точным, но трудоемким является извлечение дву­окиси серы из исследуемого продукта кипячением с разбавленной соляной ки­слотой в токе углекислого газа. Сернистый газ улавливается раствором перекиси водорода и окисляется в сульфат, который можно определить алкалиметриче­ски, комплексометрически или гравиметрически. Таким методом опреде­ляется общее содержание двуокиси серы в пищевом продукте. В более новом способе количественного определения SO2 («flow injection analysis» – FIA) дву­окись серы обесцвечивает малахитовую зелень; модификации этого метода описаны в работе.

С помощью ионной хроматографии можно различить свободный и связан­ный диоксид серы. При этом используется электрохимический детектор (восстановительное амперометрическое титрование). Сульфиты можно опре­делять также ферментативно с помощью сульфитоксидазы. Свободную, а после соответствующей обработки и связанную двуокись серы можно опреде­лить с помощью иммобилизованных Thiobacillus thiooxidans в качестве биосенсо­ра. Среди методов анализа сульфитов, распространённых до 1990 года (FIA, колориметрия, ферментный), чаще всего использовали способ Моньера-Вильямса.

§6. Получение

Сернистый газ образуется при обжиге сульфидных руд или при сжигании серы. Для очистки его либо сжижают, либо поглощают холодной водой с после­дующей десорбцией при нагревании.

Сульфиты получают поглощением сернистого газа растворами соответствую­щих щелочей. В зависимости от стехиометрического соотношения образуются растворы сульфитов или бисульфитов. При упаривании из них получаются кри­сталлические сульфиты или пиросульфиты.

§7. Токсиколого-гигиеническая оценка

Острая токсичность. Для крыс при пероральном введении LD50 сернистого ангидрида составляет 1-2 г на 1 кг массы тела. Меньшее значение получено при использовании 6,5%-х растворов, большее – для 3,5%-х растворов. Близкое значение имеет острая токсичность метабисульфита натрия. Для кроликов при пероральном введении LD50 сернистого ангидрида равна 600-700 мг на 1 кг массы тела, а для кошек – 450 мг/кг. Смертельное отравление сернистой кисло­той (перорально) собаки и человека невозможно из-за возникающей рвоты. Сернистая кислота и сульфиты существенно более токсичны при внутривенном введении.

Люди по-разному реагируют на двуокись серы. Некоторые безболезненно переносят до 4 г сульфита в день (т.е. примерно 50 мг на 1 кг массы тела), а дру­гие уже после приема очень малых количеств жалуются на головные боли, тош­ноту, понос или ощущение тяжести в желудке. Для переносимости серни­стой кислоты, растворённой в вине, большое значение имеет кислотность желу­дочного сока, – люди, имеющие пониженную или повышенную кислотность, существенно более чувствительны, чем люди с нормальной кислотностью. Связанная сернистая кислота действует на организм, в принципе, так же, как и свободная. Различие заключается лишь в силе и быстроте реакции, что объясня­ется разной кинетикой.

Субхроническая токсичность. Скармливание крысам 0,5-1% метабисульфита калия в течение 10 дней способствует выведению из организма кальция. Токсичность корма с содержанием 0,6% метабисульфита натрия имеет две фазы. В первые два месяца приёма главными являются нехватка витамина В1. В дальней­шем (через 3-4 месяца) действие яла может быть предотвращено приёмом вита­мина В1 лишь частично. Вдобавок наступает диарея. После 3 месяцев приема 160 мг бисульфита натрия на 1 кг массы тела в день у мышей значительно увели­чивался падеж, особенно при недостаточном питании. Наличие в корме у крыс 6–8% метабисульфита натрия в течение 10–56 дней приводило к значи­тельному подавлению роста, уменьшению аппетита и усвоения пищи. Доза свы­ше 2% вызывала анемию; 1% сульфита приводил к поражениям различных орга­нов.

При кормлении свиней в течение 15 недель нежелательное влияние на раз­витие и состояние внутренних органов наблюдалось лишь при концентрации суль­фитов 1,7%. но уже при концентрации 0,16% снижалась концентрации тиамина в моче и печени.

Хроническая токсичность. Присутствие 0.5–2% бисульфита натрия в корме крыс в течение года ведёт к поражениям нервной системы, половых органов, костной ткани, почек и других внутренних органов. Концентрации менее 0,25% не приводит к патологическим явлениям (при концентрации свыше 0,1% наблюдается понос). Добавление в корм самцов менее 0,1% бисульфита натрия даже способствует увеличению массы. Добавку 0,12% пиросульфита калия к питьевой воде (что соответствует 30-90 мг SO2 на 1 кг массы тела) в течение 20 месяцев крысы перенесли без существенного ущерба для здоровья. На­блюдались лишь рост числа лейкоцитов у самцов, увеличение массы селезенки у самок и снижение числа детёнышей в помете. Скармливание 350-700 мг/кг сер­нистой кислоты в форме метабисульфита натрия трем поколениям крыс не ока­зало отрицательного влияния на состояние внутренних органов, рост, способ­ность к размножению и массу молодняка. На свиней скармливание до 0,35% метабисульфита натрия в течение 48 недель не оказало никакого действия, но при концентрациях свыше 0,83% возникали различные органические поврежде­ния.

Опыты на четырех поколениях крыс, получавших вино, содержащее от 100 до 450 мг SO2 на 1 л, не продемонстрировали отклонений от нормы по усвоению белка из корма, способности к размножению, по макроскопическому и гистоло­гическому состояниям, биохимическому поведению и массе различных внутрен­них органов. У крыс, которые получали вино с более высоким содержанием SO2, наблюдалось замедление развития.

У крыс, получавших в длительном опыте корм, обогащенный тиамином и содержащий 2% метабисульфита натрия, наблюдалось замедление развития, в том числе и в последующих поколениях. При концентрации 0,5% сульфиты от­рицательно влияют на способность к размножению Другие поражения наблю­даются только при более высоких дозах. При концентрациях ниже 0,25% отли­чии от контроля нет вообще.

Международное агентство по исследованию рака (International Agency for Research on Cancer – (ARC) зачислило сульфиты по их канцерогенному дейст­вию на человека в разряд «inadequate evidence» (недостаточно данных); для под­опытных животных диоксид серы отнесен в разряд «limited evidence» (ограниченные данные), а сульфиты, бисульфиты и метабисульфиты – в разряд «inadequate evidence».

Сернистая кислота может оказывать мутагенное действие на микроорга­низмы.

На основании этих данных и учитывая индуцируемые сульфитами реакции непереносимости. SCF и JECFA установили для всех сульфитов значение ДСП – 0-0,7 мг на 1 кг массы тела (в пересчёте на сернистую кислоту).

Реакции непереносимости. Сульфиты могут вызывать у людей как истинную аллергию, так и псевдоаллергические реакции. Реакции непереносимости сульфитов выражаются большей частью в форме крапивницы или приступов аст­мы. Часто они сопровождаются непереносимостью ацетилсалициловой ки­слоты. В зависимости от восприимчивости реакцию могут вызвать от 2 до 250 мг диоксида серы. Поэтому закон требует указывать на этикетках пищевых про­дуктов наличие в них сульфитов.

Биохимическое поведение. Сера наиболее стабильна в состоянии со степе­нью окисления 6. Поэтому сера, имеющая в двуокиси и в сульфитах степень окисления 4, склонна к окислению до сульфата. В организме это превращение катализируется сульфитоксидазой – ферментом, встречающимся преимущест­венно в сердце, печени и почках. Окислить сульфит до сульфата могут и другие, не специфические ферменты, например ксантиноксидаза. Сульфат бы­стро выделяется с мочой; поэтому сернистая кислота в организме не накапли­вается.

Токсичность обусловлена также действием сернистой кислоты и сульфитов на функции организма, витамины и жизненно необходимые ферменты. Так, даже в очень малых концентрациях SO2 угнетает дегидрогеназы. Соедине­ния с дисульфидными мостиками, например цистин, восстанавливаются суль­фитами до соответствующих сульфгидрильных соединений. Кроме того, суль­фиты разрушают тиамин, расщепляя связь между пиримидиновой и тиазольной частями молекулы. Крысы, корм которых дополнительно обогащали тиамином, переносили существенно большие количества SO2, чем контрольные животные. Цитозин и 5-метилцитозин дезаминируются сульфитами in vitro.

§8. Законодательные аспекты применения в пищевых продуктах

Диоксид серы, некоторые сульфиты, бисульфиты и пиросульфиты разреше­ны практически во всех странах для консервирования многих продуктов пита­ния (в основном растительных).

Максимально допустимые количества отличаются для разных продуктов пи­тания. Для продуктов, непосредственно употребляемых в пищу, они не превы­шают в большинстве случаев 100 мг/кг. Для вин максимальная концентрация, в зависимости от страны и сорта вина, составляет 200-250 мг/л; для некоторых сортов вина она выше.

§9. Действие на микроорганизмы

Общие принципы действия. Действие сернистой кислоты на микроорганиз­мы основано главным образом на замедлении ферментативных реакций. Давно известно сильное торможение ферментов, содержащих сульфгидрильные груп­пы. Высокая восприимчивость этих ферментов к сульфитам объясняется замед­лением реакций, зависимых от никотинамидадениндинуклеотида (НАД). Для дрожжей главным является блокирование реакции превращения глицеринальдегид-3-фосфата в 1.3-дифосфоглицериновую кислоту, у бактерий вида Escherichia coli замедляется преимущественно НАД-зависимое образование щавелевоуксусной кислоты из яблочной. Кроме того, диоксид серы ингибирует цепочки ферментативных реакций, взаимодействуя с конечными или промежу­точными продуктами. Так, образующийся при распаде углеводов ацетальдегид сразу же реагирует с диоксидом серы, в итоге равновесие реакции смещается, так как образующийся аддукт не доступен ферментам.

На антимикробную активность кислот-консервантов сильно влияет значение pH консервируемого продукта. Сернистая кислота не является исключением, но имеет свои особенности. Наряду с сернистым газом SO2 в равновесии находятся три продукта; недиссоциированная сернистая кислота H2SO3, гидросульфитные ионы HSO3— и сульфитные ионы SO23. При рН<1.7 в растворе преобладает недис­социированная сернистая кислота, в области 1,7<рН<5,1 – гидросульфитные ио­ны, при рН>5.1 диссоциирована большая часть сернистой кислоты55. Содержа­ние различных продуктов диссоциации представлено на рис.7.

Какая из форм сернистой кислоты действует в каждом конкретном случае установить трудно, но наибольшей антимикробной активностью обладают рас­творенный сернистый газ и недиссоциированная сернистая кислота. Гид­росульфит-ионы оказывают такое же или несколько меньшее антимикробное дей­ствие. Это объясняет эффективность сульфитов в кислой среде. Различие в дей­ствии недиссоциированной сернистой кислоты и гидросульфит-ионов зависит от вида микроорганизмов. Полностью диссоциированные сульфиты практиче­ски неактивны; в этом сернистая кислота не отличается от других кислот-кон­сервантов.

Рис. 7 (с. 94)

Некоторые компоненты продуктов питания могут образовывать аддукты с сернистой кислотой. Особенно к этому склонны карбонильные соединения (аль­дегиды, кетоны. сахара), которые образуют сульфонаты. Их образование зна­чительно в области рН 3-5 – условия, в которых сернистая кислота больше все­го применяется. Как правило, взаимодействие сернистой кислоты с кар­бонильными соединениями пищевых продуктов ведет к уменьшению или к пол­ному прекращению се действия на дрожжи. При этом, если сульфонат ацстальдегида еще проявляет слабую активность, то аддукты с сахарами практически совсем неактивны. Сернистая кислота, связанная с ацетальдегидом, эф­фективно действует против бактерий рода Lactobacillus.

Спектр действия. Сернистая кислота и ее соли проявляют в основном анти­бактериальное действие. Действие против дрожжей и плесневых грибов выраже­но слабее.

Представленные в табл. 16 минимальные действующие концентрации могут быть перенесены на практику с большими оговорками. По большей части они основаны на наблюдениях только втечение нескольких часов. Кроме того, не учтена возможность разнообразных реакций сернистой кислоты и компонентов пищевых продуктов. При консервировании пищевых продуктов следует учиты­вать, что к диоксиду серы очень восприимчивы молочнокислые бактерии.

Таблица 16. Тормозящее действие сернистой кислоты против микроорганизмов

Вид микроорганизмовЗначение рНМинимальная эффективная концентрации сульфита натрия, мг/кг
Бактерии:  
Pseudomonas fluorescens6500
Pseudomonas effusa6500
Pseudomonas avalis61000
Staphylococcus aureus6800
Lactobacillus casei61000
Lactobacillus arabinosus6550
Escherichia coli61000-2000
Aerobacter aerogenes61000
Bacillus subtilis6500
Bacillus megathorium6500
Bacillus cereus var mycoides6500
Дрожжи  
Saccharomyces cerevisiae4.0800-1600
Saccharomyces ellipsoideиs2.5-3,5200-800
Zygosaccharomycesnushaumit4,02000
Hansenula anomala5,02400
Плесневые грибы:  
Mucor spec.2,5-3,5300-600
Penicillium glaucum4,52800
Penicillium spec.5,01600-4000
Penicillium spec.2,5-3,5200-600
Aspergillus niger4,52200

Из табл.16 следует, что тормозящее действие сульфита натрия в отношении дрожжей явно слабее, чем в отношении бактерий. Кроме того, разные расы дрож­жей по-разному реагируют на сернистую кислоту. Против плесневых грибов сернистая кислота действует в тех же концентрациях, что и против дрожжей.

Для расширения спектра действия консервирующей системы сернистую ки­слоту, обладающую в основном бактериостатическими свойствами, часто исполь­зуют в сочетании с сорбиновой и бензойной кислотами, действующими в боль­шей степени как фунгистатики.

Значительная устойчивость к сернистой кислоте известна только для Zygosaccharomyces bailii. Известно также, что штаммы дрожжей, культивируемые в от­сутствие SO2, гораздо восприимчивее к этому консерванту, чем те, которые рос­ли на средах, содержащих двуокись серы.

§10. Области применения

Сернистая кислота используется во многих областях пищевой промышлен­ности, и не только из-за се антимикробного эффекта. Ниже приведены приме­ры, иллюстрирующие только действие сернистой кислоты против микроорга­низмов.

Мясопродукты. Сульфиты тормозят развитие бактерий в свежем мясе и мя­сопродуктах. Одновременно сернистая кислота в известной мере стабилизи­рует окраску мяса. В результате у потребителя может сложиться обманчивое впе­чатление о свежести мяса. Поэтому в настоящее время во многих странах приме­нение сернистой кислоты в мясе рассматривается как фальсификация и введе­ние в заблуждение.

Фруктовые продукты. Сернистую кислоту используют во многих продуктах из фруктов как промежуточный консервант. Ее добавляют к сырью или полу­фабрикатам и удаляют в процессе переработки нагреванием или вакуумированием. В конечном продукте она содержится в незначительном количестве.

Как антимикробное средство сернистую кислоту применяют для сохране­ния целых и дробленых фруктов (используемых для дальнейшей переработки), сухофруктов, фруктовых соков (используемых как сырьё), концентратов фрук­товых соков, фруктовых пульп и фруктовых пюре. Кроме антимикробной роли она почти всегда должна вы поднять и другие функции защиты – от окислитель­ных (ферментативных и неферментативных) реакций побурения, других реак­ций окрашивания, от разрушения витаминов. Необходимая в этих случаях кон­центрация сернистой кислоты часто выше концентрации, которая требуется для защиты от микроорганизмов. На практике (в зависимости от вида продукта) до­бавляют от 0,01 до 0,2% SO2, а в отдельных случаях и более. Остаточное количе­ство сернистого газа в конечном продукте редко превышает 0,01%, чаще оно зна­чительно ниже. Если такие концентрации и оказывают антимикробное дейст­вие, то незначительное, тем более что часть сернистой кислоты связана с компо­нентами пищевого продукта, например с сахаром.

Напитки. Основной напиток, в котором применяется диоксид серы, – вино (и полупродукты для его производства).

Сернистую кислоту применяют в производстве сока. Её добавляют к свежевыдавленному соку для замедления роста уксуснокислых бактерий, диких дрож­жей и плесневых грибов. Культурные дрожжи при правильной обработке серни­стым газом не погибают; поэтому добавление его к соку обеспечивает быстрое и гарантированное брожение. Кроме того, обработка сернистым ангидридом за­медляет развитие кислоторазрушающих бактерий. Для соков с низким содержа­нием кислот, получаемых при нормальной температуре, требуется примерно 40–50 мг двуокиси серы на 1 л; для соков, богатых кислотами, достаточно 30-40 мг/л. Если сок получают при более высокой температуре (например, в южных стра­нах), требуется до 200 мг/л сернистого ангидрида.

Большее количество SO2(1500-2000 мг/л) позволяет вообще исключить бро­жение. Из обработанного таким образом «немого» сока в специально сконструи­рованных аппаратах нагреванием до 90-110°С при одновременном пропускании инертного газа можно удалить двуокись серы до остаточного количества при­мерно 25-150 мг/л. После удаления сернистого газа соки можно использо­вать для производства вин с остаточным сахаром. В настоящее время добавление сернистого газа или сульфитов вовремя брожения (т.е. остановка брожения) счи­тается нежелательным, так как приводит к слишком высокому содержанию сер­нистой кислоты в конечном продукте.

Добавление сернистого газа во время и после приготовления вина приводит к связыванию ацетальдегида (не обсуждаемому здесь), стабилизации окраски, получению требуемого окислительно-восстановительного потенциала, а также к микробиологической устойчивости. Часть сернистой кислоты связывается с раз­личными компонентами вина и побочными продуктами брожения, прежде всего с ацетальдегидом. Антимикробное действие сернистой кислоты определяется пре­имущественно несвязанной частью, т.е. свободной сернистой кислотой. Связан­ная сернистая кислота тоже оказывает действие на некоторые бактерии.

В соответствии со своим спектром действия диоксид серы прежде всего умень­шает бактериальные изменения вина («болезни вина») – уксусное скисание, мо­лочнокислое и маннитное брожение, мышиный привкус и ожирение. Обычная в виноделии концентрация сернистого ангидрида не уменьшает нежелательное раз­витие дрожжей, т.е. перебраживание. Существуют виды дрожжей, которые ак­тивны даже при концентрации SO2 1000 мг/л. Поэтому в настоящее время для стабилизации вин с остаточным сахаром используют сорбиновую кислоту, чей спектр действия удачно дополняет спектр действий сернистой кислоты.

С давних пор сернистая кислота в виде 1-2%-храстворов служит для дезин­фекции аппаратов, сосудов, бутылок, пробок и прочего оборудования и инвен­таря, необходимого в виноделии, производстве напитков и других отраслях пи­щевой промышленности. Ёмкость ополаскивают микробиологически чистой во­дой и дают ей стечь, чем сводят до минимума попадание SO2, в готовый пищевой продукт. Правда, корковые пробки от длительного воздействия сернистой ки­слоты портятся. Известен также способ окуривания сосудов – внутри сосуда сжи­гают серу и образующийся сернистый газ оказывает дезинфицирующее действие.

§11. Прочие действия

Наряду с консервирующим действием двуокись серы обладает целым рядом других свойств, как полезных, так и нежелательных.

Самым серьезным недостатком диоксида серы является его собственный ин­тенсивный резкий запах, который можно почувствовать в обработанных им пи­щевых продуктах. Поэтому диоксид серы используется преимущественно для консервирования продуктов, подвергаемых дальнейшей переработке.

Вследствие своей высокой реакционной способности сернистая кислота мо­жет вступать в многочисленные химические взаимодействия с составляющими пищевых продуктов. Часть таких реакций нежелательна, а часть используется в технологии. Важным является разрушение тиамина под действием сернистой ки­слоты. Оно проявляется при высокой концентрации двуокиси серы в со­четании с низким значением рН. Кроме того, продукты, богатые витамином В1, вряд ли можно законсервировать сернистой кислотой, так как поглощение дву­окиси серы тиамином снижает консервирующий эффект. В присутствии серни­стой кислоты сильно уменьшается разрушение витамина С в пищевых продуктах.

Реакция сернистой кислоты с альдегидами полезна для виноделия. Из-за этого свойства диоксид серы незаменим в производстве вина, так как в его отсутствие побочный продукт брожения – ацетальдегид – придавал бы вину нежелатель­ный запах и вкус.

Восстанавливающие и антиокислительные свойства сернистой кислоты име­ют большое значение для многих отраслей пищевой промышленности. Добав­лением SO2, можно замедлить реакции ферментативного побурения (он подавля­ет активность ферментов или перехватывает ускоряющие процесс свободные радикалы). Сернистая кислота тормозит также многие неферментативные реакции побурения, включая реакцию Майяра.

Некоторые сульфиты в определённых условиях могут разрушать образую­щиеся в пищевых продуктах афлатоксины.

Из-за выдвинутых против двуокиси серы и сульфитов обвинений в токсич­ности им давно ищут замену. В числе прочих заменителей обсуждались: 5,6-сульфинил-L-аскорбиновая кислота, 2-фосфат аскорбиновой кислоты, сама аскорбиновая кислота, ингибиторы полифенолоксидаз и серосодержащие ами­нокислоты. Так же как и нитриты, двуокись серы – многофункциональное вещество. По некоторым свойствам она может быть заменена другими консер­вантами. Однако до сих пор не известно вещество, которое одновременно может проявлять такие функции диоксида серы, как ингибирование ферментов, вос­станавливающее и антиокислительное действие.

Оксид серы(vi), химические свойства, получение

1

H

ВодородВодород

1,008

1s1

2,2

Бесцветный газ

пл=-259°C

кип=-253°C

2

He

ГелийГелий

4,0026

1s2

Бесцветный газ

кип=-269°C

3

Li

ЛитийЛитий

6,941

2s1

0,99

Мягкий серебристо-белый металл

пл=180°C

кип=1317°C

4

Be

БериллийБериллий

9,0122

2s2

1,57

Светло-серый металл

пл=1278°C

кип=2970°C

5

B

БорБор

10,811

2s2 2p1

2,04

Темно-коричневое аморфное вещество

пл=2300°C

кип=2550°C

6

C

УглеродУглерод

12,011

2s2 2p2

2,55

Прозрачный (алмаз) / черный (графит) минерал

пл=3550°C

кип=4830°C

7

N

АзотАзот

14,007

2s2 2p3

3,04

Бесцветный газ

пл=-210°C

кип=-196°C

8

O

КислородКислород

15,999

2s2 2p4

3,44

Бесцветный газ

пл=-218°C

кип=-183°C

9

F

ФторФтор

18,998

2s2 2p5

4,0

Бледно-желтый газ

пл=-220°C

кип=-188°C

10

Ne

НеонНеон

20,180

2s2 2p6

Бесцветный газ

пл=-249°C

кип=-246°C

11

Na

НатрийНатрий

22,990

3s1

0,93

Мягкий серебристо-белый металл

пл=98°C

кип=892°C

12

Mg

МагнийМагний

24,305

3s2

1,31

Серебристо-белый металл

пл=649°C

кип=1107°C

13

Al

АлюминийАлюминий

26,982

3s2 3p1

1,61

Серебристо-белый металл

пл=660°C

кип=2467°C

14

Si

КремнийКремний

28,086

3s2 3p2

1,9

Коричневый порошок / минерал

пл=1410°C

кип=2355°C

15

P

ФосфорФосфор

30,974

3s2 3p3

2,2

Белый минерал / красный порошок

пл=44°C

кип=280°C

16

S

СераСера

32,065

3s2 3p4

2,58

Светло-желтый порошок

пл=113°C

кип=445°C

17

Cl

ХлорХлор

35,453

3s2 3p5

3,16

Желтовато-зеленый газ

пл=-101°C

кип=-35°C

18

Ar

АргонАргон

39,948

3s2 3p6

Бесцветный газ

пл=-189°C

кип=-186°C

19

K

КалийКалий

39,098

4s1

0,82

Мягкий серебристо-белый металл

пл=64°C

кип=774°C

20

Ca

КальцийКальций

40,078

4s2

1,0

Серебристо-белый металл

пл=839°C

кип=1487°C

21

Sc

СкандийСкандий

44,956

3d1 4s2

1,36

Серебристый металл с желтым отливом

пл=1539°C

кип=2832°C

22

Ti

ТитанТитан

47,867

3d2 4s2

1,54

Серебристо-белый металл

пл=1660°C

кип=3260°C

23

V

ВанадийВанадий

50,942

3d3 4s2

1,63

Серебристо-белый металл

пл=1890°C

кип=3380°C

24

Cr

ХромХром

51,996

3d5 4s1

1,66

Голубовато-белый металл

пл=1857°C

кип=2482°C

25

Mn

МарганецМарганец

54,938

3d5 4s2

1,55

Хрупкий серебристо-белый металл

пл=1244°C

кип=2097°C

26

Fe

ЖелезоЖелезо

55,845

3d6 4s2

1,83

Серебристо-белый металл

пл=1535°C

кип=2750°C

27

Co

КобальтКобальт

58,933

3d7 4s2

1,88

Серебристо-белый металл

пл=1495°C

кип=2870°C

28

Ni

НикельНикель

58,693

3d8 4s2

1,91

Серебристо-белый металл

пл=1453°C

кип=2732°C

29

Cu

МедьМедь

63,546

3d10 4s1

1,9

Золотисто-розовый металл

пл=1084°C

кип=2595°C

30

Zn

ЦинкЦинк

65,409

3d10 4s2

1,65

Голубовато-белый металл

пл=420°C

кип=907°C

31

Ga

ГаллийГаллий

69,723

4s2 4p1

1,81

Белый металл с голубоватым оттенком

пл=30°C

кип=2403°C

32

Ge

ГерманийГерманий

72,64

4s2 4p2

2,0

Светло-серый полуметалл

пл=937°C

кип=2830°C

33

As

МышьякМышьяк

74,922

4s2 4p3

2,18

Зеленоватый полуметалл

субл=613°C

(сублимация)

34

Se

СеленСелен

78,96

4s2 4p4

2,55

Хрупкий черный минерал

пл=217°C

кип=685°C

35

Br

БромБром

79,904

4s2 4p5

2,96

Красно-бурая едкая жидкость

пл=-7°C

кип=59°C

36

Kr

КриптонКриптон

83,798

4s2 4p6

3,0

Бесцветный газ

пл=-157°C

кип=-152°C

37

Rb

РубидийРубидий

85,468

5s1

0,82

Серебристо-белый металл

пл=39°C

кип=688°C

38

Sr

СтронцийСтронций

87,62

5s2

0,95

Серебристо-белый металл

пл=769°C

кип=1384°C

39

Y

ИттрийИттрий

88,906

4d1 5s2

1,22

Серебристо-белый металл

пл=1523°C

кип=3337°C

40

Zr

ЦирконийЦирконий

91,224

4d2 5s2

1,33

Серебристо-белый металл

пл=1852°C

кип=4377°C

41

Nb

НиобийНиобий

92,906

4d4 5s1

1,6

Блестящий серебристый металл

пл=2468°C

кип=4927°C

42

Mo

МолибденМолибден

95,94

4d5 5s1

2,16

Блестящий серебристый металл

пл=2617°C

кип=5560°C

43

Tc

ТехнецийТехнеций

98,906

4d6 5s1

1,9

Синтетический радиоактивный металл

пл=2172°C

кип=5030°C

44

Ru

РутенийРутений

101,07

4d7 5s1

2,2

Серебристо-белый металл

пл=2310°C

кип=3900°C

45

Rh

РодийРодий

102,91

4d8 5s1

2,28

Серебристо-белый металл

пл=1966°C

кип=3727°C

46

Pd

ПалладийПалладий

106,42

4d10

2,2

Мягкий серебристо-белый металл

пл=1552°C

кип=3140°C

47

Ag

СереброСеребро

107,87

4d10 5s1

1,93

Серебристо-белый металл

пл=962°C

кип=2212°C

48

Cd

КадмийКадмий

112,41

4d10 5s2

1,69

Серебристо-серый металл

пл=321°C

кип=765°C

49

In

ИндийИндий

114,82

5s2 5p1

1,78

Мягкий серебристо-белый металл

пл=156°C

кип=2080°C

50

Sn

ОловоОлово

118,71

5s2 5p2

1,96

Мягкий серебристо-белый металл

пл=232°C

кип=2270°C

51

Sb

СурьмаСурьма

121,76

5s2 5p3

2,05

Серебристо-белый полуметалл

пл=631°C

кип=1750°C

52

Te

ТеллурТеллур

127,60

5s2 5p4

2,1

Серебристый блестящий полуметалл

пл=450°C

кип=990°C

53

I

ИодИод

126,90

5s2 5p5

2,66

Черно-серые кристаллы

пл=114°C

кип=184°C

54

Xe

КсенонКсенон

131,29

5s2 5p6

2,6

Бесцветный газ

пл=-112°C

кип=-107°C

55

Cs

ЦезийЦезий

132,91

6s1

0,79

Мягкий серебристо-желтый металл

пл=28°C

кип=690°C

56

Ba

БарийБарий

137,33

6s2

0,89

Серебристо-белый металл

пл=725°C

кип=1640°C

57

La

ЛантанЛантан

138,91

5d1 6s2

1,1

Серебристый металл

пл=920°C

кип=3454°C

58

Ce

ЦерийЦерий

140,12

f-элемент

Серебристый металл

пл=798°C

кип=3257°C

59

Pr

ПразеодимПразеодим

140,91

f-элемент

Серебристый металл

пл=931°C

кип=3212°C

60

Nd

НеодимНеодим

144,24

f-элемент

Серебристый металл

пл=1010°C

кип=3127°C

61

Pm

ПрометийПрометий

146,92

f-элемент

Светло-серый радиоактивный металл

пл=1080°C

кип=2730°C

62

Sm

СамарийСамарий

150,36

f-элемент

Серебристый металл

пл=1072°C

кип=1778°C

63

Eu

ЕвропийЕвропий

151,96

f-элемент

Серебристый металл

пл=822°C

кип=1597°C

64

Gd

ГадолинийГадолиний

157,25

f-элемент

Серебристый металл

пл=1311°C

кип=3233°C

65

Tb

ТербийТербий

158,93

f-элемент

Серебристый металл

пл=1360°C

кип=3041°C

66

Dy

ДиспрозийДиспрозий

162,50

f-элемент

Серебристый металл

пл=1409°C

кип=2335°C

67

Ho

ХольмийХольмий

164,93

f-элемент

Серебристый металл

пл=1470°C

кип=2720°C

68

Er

ЭрбийЭрбий

167,26

f-элемент

Серебристый металл

пл=1522°C

кип=2510°C

69

Tm

ТулийТулий

168,93

f-элемент

Серебристый металл

пл=1545°C

кип=1727°C

70

Yb

ИттербийИттербий

173,04

f-элемент

Серебристый металл

пл=824°C

кип=1193°C

71

Lu

ЛютецийЛютеций

174,96

f-элемент

Серебристый металл

пл=1656°C

кип=3315°C

72

Hf

ГафнийГафний

178,49

5d2 6s2

Серебристый металл

пл=2150°C

кип=5400°C

73

Ta

ТанталТантал

180,95

5d3 6s2

Серый металл

пл=2996°C

кип=5425°C

74

W

ВольфрамВольфрам

183,84

5d4 6s2

2,36

Серый металл

пл=3407°C

кип=5927°C

75

Re

РенийРений

186,21

5d5 6s2

Серебристо-белый металл

пл=3180°C

кип=5873°C

76

Os

ОсмийОсмий

190,23

5d6 6s2

Серебристый металл с голубоватым оттенком

пл=3045°C

кип=5027°C

77

Ir

ИрридийИрридий

192,22

5d7 6s2

Серебристый металл

пл=2410°C

кип=4130°C

78

Pt

ПлатинаПлатина

195,08

5d9 6s1

2,28

Мягкий серебристо-белый металл

пл=1772°C

кип=3827°C

79

Au

ЗолотоЗолото

196,97

5d10 6s1

2,54

Мягкий блестящий желтый металл

пл=1064°C

кип=2940°C

80

Hg

РтутьРтуть

200,59

5d10 6s2

2,0

Жидкий серебристо-белый металл

пл=-39°C

кип=357°C

81

Tl

ТаллийТаллий

204,38

6s2 6p1

Серебристый металл

пл=304°C

кип=1457°C

82

Pb

СвинецСвинец

207,2

6s2 6p2

2,33

Серый металл с синеватым оттенком

пл=328°C

кип=1740°C

83

Bi

ВисмутВисмут

208,98

6s2 6p3

Блестящий серебристый металл

пл=271°C

кип=1560°C

84

Po

ПолонийПолоний

208,98

6s2 6p4

Мягкий серебристо-белый металл

пл=254°C

кип=962°C

85

At

АстатАстат

209,98

6s2 6p5

2,2

Нестабильный элемент, отсутствует в природе

пл=302°C

кип=337°C

86

Rn

РадонРадон

222,02

6s2 6p6

2,2

Радиоактивный газ

пл=-71°C

кип=-62°C

87

Fr

ФранцийФранций

223,02

7s1

0,7

Нестабильный элемент, отсутствует в природе

пл=27°C

кип=677°C

88

Ra

РадийРадий

226,03

7s2

0,9

Серебристо-белый радиоактивный металл

пл=700°C

кип=1140°C

89

Ac

АктинийАктиний

227,03

6d1 7s2

1,1

Серебристо-белый радиоактивный металл

пл=1047°C

кип=3197°C

90

Th

ТорийТорий

232,04

f-элемент

Серый мягкий металл

91

Pa

ПротактинийПротактиний

231,04

f-элемент

Серебристо-белый радиоактивный металл

92

U

УранУран

238,03

f-элемент

1,38

Серебристо-белый металл

пл=1132°C

кип=3818°C

93

Np

НептунийНептуний

237,05

f-элемент

Серебристо-белый радиоактивный металл

94

Pu

ПлутонийПлутоний

244,06

f-элемент

Серебристо-белый радиоактивный металл

95

Am

АмерицийАмериций

243,06

f-элемент

Серебристо-белый радиоактивный металл

96

Cm

КюрийКюрий

247,07

f-элемент

Серебристо-белый радиоактивный металл

97

Bk

БерклийБерклий

247,07

f-элемент

Серебристо-белый радиоактивный металл

98

Cf

КалифорнийКалифорний

251,08

f-элемент

Нестабильный элемент, отсутствует в природе

99

Es

ЭйнштейнийЭйнштейний

252,08

f-элемент

Нестабильный элемент, отсутствует в природе

100

Fm

ФермийФермий

257,10

f-элемент

Нестабильный элемент, отсутствует в природе

101

Md

МенделевийМенделевий

258,10

f-элемент

Нестабильный элемент, отсутствует в природе

102

No

НобелийНобелий

259,10

f-элемент

Нестабильный элемент, отсутствует в природе

103

Lr

ЛоуренсийЛоуренсий

266

f-элемент

Нестабильный элемент, отсутствует в природе

104

Rf

РезерфордийРезерфордий

267

6d2 7s2

Нестабильный элемент, отсутствует в природе

105

Db

ДубнийДубний

268

6d3 7s2

Нестабильный элемент, отсутствует в природе

106

Sg

СиборгийСиборгий

269

6d4 7s2

Нестабильный элемент, отсутствует в природе

107

Bh

БорийБорий

270

6d5 7s2

Нестабильный элемент, отсутствует в природе

108

Hs

ХассийХассий

277

6d6 7s2

Нестабильный элемент, отсутствует в природе

109

Mt

МейтнерийМейтнерий

278

6d7 7s2

Нестабильный элемент, отсутствует в природе

110

Ds

ДармштадтийДармштадтий

281

6d9 7s1

Нестабильный элемент, отсутствует в природе

Металлы

Неметаллы

Щелочные

Щелоч-зем

Благородные

Галогены

Халькогены

Полуметаллы

s-элементы

p-элементы

d-элементы

f-элементы

Наведите курсор на ячейку элемента, чтобы получить его краткое описание.

Чтобы получить подробное описание элемента, кликните по его названию.

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

НПО "Альтернатива" - Глава 12. Диоксид серы

  • Встречается только в виде разбавленной газовой фазы;
  • после концентрирования превращается в S2O2 (диоксид дисульфита);

Дисульфид серы — SO2

НПО "Альтернатива" - Глава 12. Диоксид серы

  • 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

НПО "Альтернатива" - Глава 12. Диоксид серы

  • 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:
  • 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.

НПО "Альтернатива" - Глава 12. Диоксид серы

Монооксид дисеры, субоксид серы — S2O

  • Представляет собой бесцветный газ, который при конденсации образует твердое вещество бледного цвета, нестабильное при комнатной температуре;
  • 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)

Химические свойства кислорода

кислород горение
Кислород поддерживает горение.

Горение — б

ыстрый процесс окисления вещества, сопровождающийся выделением большого количества теплоты и света.

Чтобы доказать, что в склянке находится кислород, а не какой-то другой газ, надо в склянку опустить тлеющую лучинку. В кислороде тлеющая лучинка ярко вспыхивает. Горение различных веществ на воздухе – это окислительно-восстановительный процесс, в котором окислителем является кислород. Окислители – это вещества, «отбирающие» электроны у веществ-восстановителей. Хорошие окислительные свойства кислорода можно легко объяснить строением его внешней электронной оболочки.

Валентная оболочка кислорода расположена на 2-м уровне – относительно близко к ядру. Поэтому ядро сильно притягивает к себе электроны. На валентной оболочке кислорода

2s

2

2p

4

находится 6 электронов.

кислород степени окисления
Кислород имеет вторую (после фтора) электроотрицательность в шкале Полинга. Поэтому в подавляющем большинстве своих соединений с другими элементами кислород имеет

отрицательную

степень окисления. Более сильным окислителем, чем кислород, является только его сосед по периоду – фтор. Поэтому соединения кислорода с фтором – единственные, где кислород имеет положительную степень окисления.

Итак, кислород – второй по силе окислитель среди всех элементов Периодической системы. С этим связано большинство его важнейших химических свойств.
С кислородом реагируют все элементы, кроме Au, Pt, He, Ne и Ar, во всех реакциях (кроме взаимодействия со фтором) кислород — окислитель.

кислород химические свойства
Кислород легко реагирует с щелочными и щелочноземельными металлами:

4Li O

2

→ 2Li

2

O,

2K O

2

→ K

2

O

2

,

2Ca O

2

→ 2CaO,

2Na O

2

→ Na

2

O

2

,

2K 2O

2

→ K

2

O

4

Мелкий порошок железа ( так называемого пирофорного железа) самовоспламеняется на воздухе, образуя Fe

2

O

3

, а стальная проволока горит в кислороде, если ее заранее раскалить:

3 Fe 2O

2

→ Fe

3

O

4

2Mg O

2

→ 2MgO

2Cu O

2

→ 2CuO


С неметаллами (серой, графитом, водородом, фосфором и др.) кислород реагирует при нагревании:

S O

2

→ SO

2

,

C O

2

→ CO

2

,

2H

2

O

2

→ H

2

O,

4P 5O

2

→ 2P

2

O

5

,


Si O

2

→ SiO

2

, и т.д

Почти все реакции с участием кислорода O

2

экзотермичны, за редким исключением, например:

N

2

O

2

2NO – Q

Эта реакция протекает при температуре выше 1200

o

C или в электрическом разряде.


Кислород способен окислить сложные вещества, например:

2H

2

S 3O

2

→ 2SO

2

2H

2

O   (избыток кислорода),

2H

2

S O

2

→ 2S 2H

2

O   (недостаток кислорода),

4NH

3

3O

2

→ 2N

2

6H

2

O   (без катализатора),

CH

4 (метан)

2O

2

→ CO

2

2H

2

O,

4FeS

2 (

пирит

)

11O

2

→ 2Fe

2

O

3

8SO

2

.

Известны соединения, содержащие катион диоксигенила O

2

, например, O

2

[PtF

6

]

(успешный синтез этого соединения  побудил Н. Бартлетта попытаться получить соединения инертных газов).

Озон химически более активен, чем кислород O

2

. Так, озон окисляет иодид — ионы I

в растворе  Kl:

O

3

2Kl H

2

O = I

2

O

2

2KOH

Озон сильно ядовит, его ядовитые свойства сильнее, чем, например, у сероводорода. Однако в природе озон, содержащийся в высоких слоях атмосферы, выполняет роль защитника всего живого на Земле от губительного ультрафиолетового излучения солнца. Тонкий озоновый слой поглощает это излучение, и оно не достигает поверхности Земли.

Применение кислорода O

2

: для интенсификации процессов получения чугуна и стали, при выплавке цветных металлов, как окислитель в различных химических производствах, для жизнеобеспечения на подводных кораблях, как окислитель ракетного топлива (жидкий кислород), в медицине, при сварке и резке металлов.


Применение озона О

3

:

для обеззараживания питьевой воды, сточных вод, воздуха, для отбеливания тканей.
кислород в земной коре теле

Химические свойства оксидов углерода

Химические свойства CO2 следующие:

  1. CO2 — кислотный оксид: взаимодействие с водой приводит к образованию угольной кислоты. Продукт реакции химически неустойчив, поэтому частично распадается. Такие реакции называются обратимыми. Записываются они так: CO2 H2O ↔ H2CO3
  2. Следующим химическим свойством CO2 является его взаимодействие с основными оксидами, например, оксидом кальция, и основаниями. Уравнения выглядят так: CaO CO2=CaCO3 и CO2 NaOH=NaHCO3
  3. CO2 не горит в кислороде, но сам может окислять некоторые активные металлы: CO2 2Mg=C 2MgO
  4. В химии практическое значение имеют процессы взаимодействия углекислого газа с простыми веществами, например, водородом: CO2 4H2=CH4 2H2O
  5. CO2 взаимодействуют с пероксидами активных металлов, эти реакции используются на подводных лодках и космических кораблях для регенерации кислорода: 2CO2 2Na2O2=2Na2CO3 O2
  6. Качественная реакция на CO2 — взаимодействие с известковым молоком (раствор Ca(OH)2). Образуется белый осадок – карбонат кальция CaCO3: CO2 Ca(OH)2=CaCO3 H2O

CO является несолеобразующим оксидом, поэтому не вступает в реакции с растворами кислот и щелочей.

В отличие от оксида углерода (IV), CO проявляет свойства восстановителя.

     •В присутствии кислорода горит синим пламенем:

2CO O2 → 2CO2

     •При участии катализатора либо под действием света реагирует с хлором. Образуется фосген:

CO Cl2 → COCl2

•Смесь угарного газа СО с водородом называется синтез-газ, при определенных условиях из синтез-газа можно получить различные органические вещества: метанол CO 2H2 → CH3OH

     •Так же при повышенном давлении СО реагирует с твердыми щелочами:

CO NaOH → HCOONa

     •CO способен восстанавливать металлы из оксидов, что используется в промышленности:

3CO Fe2O3 → 2Fe 3CO2

CO CuО→ Cu CO2

     •Прочие сильные окислители могут окислять угарный газ до углекислого газа или карбонатов:

CO Na2O2 → Na2CO3

Оцените статью
Кислород
Добавить комментарий