Соединения серы

Аллотропия. физические свойства.

Аллотропные модификации серы: ромбическая — S8. Твердое кристаллическое вещество ли монно-желтого цвета; нерастворимо в воде, хорошо растворимо в сероуглероде, ацетоне, бензоле.

Моноклинная — S8. Существует при температуре около 950С. Отличается от ромбической взаимной ориентацией октаэдров в кристаллической решетке.

Пластическая. Длинные зигзагообразные цепи.

Диспропорционирование серы в растворах щелочей

3S 6NaOH = 2Na2S Na2SO3 3Н2O

Оксид серы (vi), триоксид серы, серный ангидрид (so3)

Способы получения серного ангидрида

• SO₃ можно получить из SO₂ путем каталитического окисления последнего кислородом:

2SO2 O2 ↔ 2SO3

• ОкислениемSO₂ другими окислителями:

SO2 O3 → SO3 O2

SO2 NO2 → SO3 NO

• Разложением сульфата железа (III):

Fe2(SO4)3 → Fe2O3 3SO3

Физические
свойства серного ангидрида

При обычных условиях SO3 представляет собой бесцветную жидкость с характерным резким
запахом. На воздухе SO3 «дымит» и сильно
поглощает влагу.

SO3 – тяжелее
воздуха, хорошо растворим в воде.

SO3 ядовит!

Химические свойства серного
ангидрида

Оксид серы (VI) – это кислотный оксид.

• Хорошо поглощает влагу и реагирует с водой образуя серную кислоту:

SO3 H2O → H2SO4

• Как кислотный оксид, SO₃ взаимодействует с щелочами и
  основными оксидами, образуются средние или кислые соли:

SO3 2NaOH(избыток) → Na2SO4 H2O

SO3 NaOH(избыток) → NaHSO4

SO3 MgO → MgSO4 (при сплавлении):

SO3 ZnO = ZnSO4

• SO₃ проявляет сильные окислительные свойства, так
  как сера в находится в максимальной степени окисления ( 6).

Вступает в реакции с восстановителями:

SO3 2KI → I2 K2SO3

3SO3 H2S → 4SO2 H2O

5SO3 2P → P2O5 5SO2

• При растворении в концентрированной
  серной кислоте образует олеум (раствор
  SO₃ в H₂SO₄).

Оксид серы
(iv), диоксид серы, сернистый газ, сернистый ангидрид (so2)

Способы получения сернистого газа

• Окисление серы, сероводорода и сульфидов кислородом воздуха:

S O2 → SO2

2H2S 3O2 → 2SO2 2H2O

2CuS 3O2 → 2SO2 2CuO

• Действие высокой температуры на сульфиты (термическое разложение):

CaSO3 = СаО SO2↑

• Действие сильных кислот на сульфиты:

Na2SO3 2HCl = SO2 Н2O 2NaCI

• Взаимодействие концентрированной H₂SO₄ с восстановителями, например с неактивными металлами:

2H2SO4 Сu = SO2↑ CuSO4 2Н2O

Физические
свойства сернистого газа

При обычной температуре SO2 — газ с резким запахом без цвета. В воде растворим хорошо — при 20°С в 1 л воды растворяется 40 л SO2.

Химические свойства сернистого газа

SO2 – типичный кислотный оксид. За счет того, что сера находится в промежуточной степени окисления ( 4) SO2 может проявлять свойства как окислителя так и восстановителя.

• При растворении в воде SO₂ частично соединяется с молекулами воды с образованием слабой сернистой кислоты.

SO2 H2O ↔ H2SO3

• Как
  кислотный оксид, SO₂ вступает
  в реакции с щелочами и оксидами щелочных и щелочноземельных металлов:

SO2 СаО = CaSO3

SO2 Na2O → Na2SO3

SO2 NaOH = NaHSO3

SO2 2NaOH = Н2O Na2SO3

• При взаимодействии с окислителями SO₂ проявляет восстановительные свойства. При этом степень окисления серы повышается:

2SO2 O2 ↔ 2SO3

SO2 Br2 2H2O → H2SO4 2HBr

SO2 2HNO3 → H2SO4 2NO2

SO2 O3 → SO3 O2

SO2 PbO2 → PbSO4

5SO2 2H2O 2KMnO4 → 2H2SO4 2MnSO4 K2SO4

Обесцвечивание раствора перманганата калия KMnO4  является качественной реакцией для обнаружения сернистого газа и сульфит-иона

SO2 2Н2S → 3S↓ 2H2O

SO2 2CO → S↓ 2СО2

SO2 С → S↓ СO2

Получение серы

1. Извлечение самородной серы из ее месторождений

2. Переработка природных газов, содержащих H2S (окисление при недостатке О2).

3. В лаборатории серу получают взаимодействием SО2 и H2S в водном растворе:

SО2 2H2S = 3S↓ 2H2О

Реакции с менее эо неметаллами

S Н2 = H2S сероводород

2S С = CS2 сероуглерод

3S 2Р = P2S3 сульфид фосфора (III)

Реакции с металлами

1) Сера непосредственно соединяется с большинством Me (кроме Pt, Au), образуя сульфиды. С некоторыми Me реакция протекает при обычной температуре, например:

S Сu = CuS

S 2Ag = Ag2S

S Hg = HgS

С железом и многими другими Me сера реагирует при нагревании:

S Fe = FeS

Реакции со сложными веществами — сильными окислителями

Сильные окислители (HNO3, H2SO4 конц., К2Сr2O7 и др.) окисляют свободную серу до SO2 или H2SO4:

S 2HNO3(разб.) = H2SO4 2NO↑

S 6HNO3(конц.) = H2SO4 6NO2↑ 2Н2O

S 2H2SO4(конц.) = 3SO2↑ 2Н2O

S К2Сr2O7 = Сr2O3 K2SO4

Реакции, взаимодействие серы с водородсодержащими соединениями. уравнения реакции:

1. Реакция взаимодействия серы и гидрида рубидия:

2RbH S → Rb2S H2S (t = 300-350 °C).

Реакция взаимодействия гидрида рубидия и серы происходит с образованием сульфида рубидия и сероводорода.

2. Реакция взаимодействия серы и йодоводорода:

2HI S → I2  H2S (t ≈ 500 °C).

Реакция взаимодействия йодоводорода и серы происходит с образованием йода и сероводорода.

3. Реакция взаимодействия серы и селеноводорода:

H2Se S → Se H2S.

Реакция взаимодействия селеноводорода и серы происходит с образованием селена и сероводорода. В ходе реакции используется насыщенный раствор селеноводорода. Реакция медленно протекает при комнатной температуре.

4. Реакция взаимодействия серы и гидрида натрия:

2NaH 2S → Na2S H2S (t = 350-400 °C).

Реакция взаимодействия гидрида натрия и серы происходит с образованием сульфида натрия и сероводорода.

5. Реакция взаимодействия серы и гидрида лития:

2LiH 2S → Li2S H2S (t = 300-350 °C).

Реакция взаимодействия гидрида лития и серы происходит с образованием сульфида лития и сероводорода.

6. Реакция взаимодействия серы и гидрида калия:

2KH 2S → K2S H2S (t = 350 °C).

Реакция взаимодействия гидрида калия и серы происходит с образованием сульфида калия и сероводорода.

Реакции, взаимодействие серы с кислотами. уравнения реакции:

С концентрированными кислотами-окислителями сера реагирует только при длительном нагревании.

Реакции, взаимодействие серы с металлами и полуметаллами. уравнения реакции:

1. Реакция взаимодействия серы и кальция:

Ca S → CaS (t = 150 °C).

Реакция взаимодействия кальция и серы происходит с образованием сульфида кальция.

2. Реакция взаимодействия серы и кобальта:

Co S → CoS (t ≈ 650 °C).

Реакция взаимодействия кобальта и серы происходит с образованием сульфида кобальта. В результате реакции также образуются CoS2, Co3S4, Co9S8.

3. Реакция взаимодействия серы и калия:

2K S → K2S (t = 100-200 °C).

Реакция взаимодействия калия и серы происходит с образованием сульфида калия.

4. Реакция взаимодействия серы и лития:

2Li S → Li2S (t > 130 °C).

Реакция взаимодействия лития и серы происходит с образованием сульфида лития.

5. Реакция взаимодействия серы и натрия:

2Na S → Na2S (t > 130 °C).

Реакция взаимодействия натрия и серы происходит с образованием сульфида натрия.

6. Реакция взаимодействия серы и рубидия:

2Rb S → Rb2S (t = 100-130 °C).

Реакция взаимодействия рубидия и серы происходит с образованием сульфида рубидия.

7. Реакция взаимодействия серы и серебра:

2Ag S → Ag2S (t > 200°C).

Реакция взаимодействия серебра и серы происходит с образованием сульфида серебра.

8. Реакция взаимодействия серы и меди:

2Cu S → Cu2S (t = 300-400 °C).

Реакция взаимодействия меди и серы происходит с образованием сульфида меди.

9. Реакция взаимодействия серы и железа:

Fe S → FeS (t = 600-950°C).

Реакция взаимодействия железа и серы происходит с образованием сульфида железа.

10. Реакция взаимодействия серы и цинка:

Zn S → ZnS (t = 130 °C).

Реакция взаимодействия цинка и серы происходит с образованием сульфида цинка.

11. Реакция взаимодействия серы и таллия:

2Tl S → Tl2S (t = 320 °C).

Реакция взаимодействия таллия и серы происходит с образованием сульфида таллия. Реакция протекает в атмосфере водорода.

Реакции, взаимодействие серы с неметаллами. уравнения реакции:

1. Реакция взаимодействия серы и водорода:

H2  S → H2S (t = 150-200 °C).

Реакция взаимодействия водорода и серы происходит с образованием сероводорода.

2. Реакция взаимодействия серы и кислорода:

S O2 → SO2 (t°).

Реакция взаимодействия серы и кислорода происходит с образованием оксида серы (IV). Образуется также примесь оксид серы (VI) SO3. Данная реакция представляет собой сгорание серы на воздухе.

3. Реакция взаимодействия серы и фтора:

S 3F2 → SF6.

Реакция взаимодействия серы и фтора происходит с образованием фторида серы (VI). Реакция протекает при комнатной температуре.

4. Реакция взаимодействия серы и красного фосфора:

4P 9S → P4S9 (t = 550 °C, р).

Реакция взаимодействия красного фосфора и серы происходит с образованием нонасульфида тетрафосфора. Реакция протекает при избыточном давлении. Образуется также примесь P4S7.

Реакции, взаимодействие серы с оксидами. уравнения реакции:

1. Реакция взаимодействия серы и оксида углерода (II):

CO S → COS (t ≈ 350 °C).

Реакция взаимодействия оксида углерода (II) и серы происходит с образованием оксосульфида углерода. Катализатором может выступать углерод.

Реакции, взаимодействие серы с солями. уравнения реакции:

1. Реакция взаимодействия серы и сульфита натрия:

Na2SO3  S → Na2S2O3 (t°)

или

8Na2SO3  S8 → 8Na2S2O3 (t°).

Реакция взаимодействия сульфита натрия и серы происходит с образованием тиосульфата натрия. Реакция происходит в кипящем водном растворе.

2. Реакция взаимодействия серы и сульфида калия:

K2S S → K2S2 (t°).

Реакция взаимодействия сульфида калия и серы происходит с образованием дисульфида калия.

3. Реакция взаимодействия серы и трисульфида гадолиния:

Gd2S3  S → 2GdS2.

Реакция взаимодействия трисульфида гадолиния с серой происходит с образованием сульфида гадолиния.

4. Реакция взаимодействия серы и сульфида таллия (I):

Tl2S 2S → Tl2S3.

Реакция взаимодействия сульфида таллия (I) и серы происходит с образованием трисульфида таллия (I).

5. Реакция взаимодействия серы и сульфида бора (III):

B2S3  2S → B2S5.

Реакция взаимодействия сульфида бора (III) с серой происходит c образованием сульфида бора (V).

6. Реакция взаимодействия серы и трисульфида диванадия:

V2S3  2S → V2S5.

Реакция взаимодействия трисульфида диванадия с парами серы происходит с образованием сульфида ванадия.

Реакции, взаимодействие серы. уравнения реакции серы с веществами.

Сера реагирует, взаимодействует с неметаллами, металлами, полуметаллами, оксидами, кислотами, солями и пр. веществами.

Реакции, взаимодействие серы с неметаллами

Реакции, взаимодействие серы с металлами и полуметаллами

Реакции, взаимодействие серы с оксидами

Реакции, взаимодействие серы с солями

Реакции, взаимодействие серы с кислотами

Реакции, взаимодействие серы с водородсодержащими соединениями

Реакции, связанные с изменением молекулярного состава серы

Реакции, связанные с изменением молекулярного состава серы:

1. Реакция изменения молекулярного состава серы:

S8 → S6 → S4 (t°).

S4 → S2 (t = 800-1400 °C).

S2 → S (t = 1700 °C).

Реакция происходит при нагревании.

Сера — восстановитель:

S — 4e- = S 4; S — 6e- = S 6

В соединениях с более ЭО элементами атомы серы находятся в положительно заряженном состоянии.

Сера — окислитель:

S 2e- = S2-

Для завершения октета на внешнем слое атомы серы принимают недостающие 2 электрона и в состоянии S2- образуют ионные и ковалентные связи с водородом, металлами и некоторыми неметаллами.

Сера — урок. химия, 9 класс.

Сера, химические свойства, получение

Серная кислота (h2so4)

Способы
получения серной кислоты

В промышленности серную кислоту производят из серы, сульфидов
металлов, сероводорода и др.

Наиболее часто серную кислоту получают из пирита FeS2.

Основные стадии получения серной кислоты включают:

1.Обжиг пирита в кислороде в печи для обжига с получением сернистого газа:

4FeS2
11O2 → 2Fe2O3
8SO2 Q

2. Очистка полученного сернистого газа от примесей в циклоне, электрофильтре.

3. Осушка сернистого газа в сушильной башне

4.Нагрев очищенного газа в теплообменнике.

5. Окисление сернистого газа в серный ангидрид в контактном аппарате:

2SO2 O2 ↔ 2SO3 Q

6.Поглощение серного ангидрида серной кислотой в поглотительной башне – получение олеума.

Физические
свойства, строение серной кислоты

При обычных условиях серная кислота – тяжелая бесцветная маслянистая жидкость, хорошо растворимая в воде. Максимальная плотность равна 1,84 г/мл

При растворении серной кислоты в воде выделяется большое количество теплоты. Поэтому, по правилам безопасности в лаборатории при приготовлении разбавленного раствора серной кислоты во избежание разбрызгивания необходимо наливать серную кислоту в воду тонкой струйкой по стеклянной палочке при постоянном перемешивании. Но не наоборот!

Валентность серы в серной кислоте равна VI.

Качественные
реакции для обнаружения серной кислоты и сульфат ионов

Для обнаружения сульфат-ионов используют реакцию с растворимыми солями бария. В результате взаимодействия, образуется белый кристаллический осадок сульфата бария:

BaCl2 Na2SO4 → BaSO4↓ 2NaCl

ВидеоВзаимодействие хлорида бария и сульфата натрия в растворе (качественная реакция на сульфат-ион).

Химические свойства серной кислоты

Серная кислота — сильная двухосновная кислота, образует два типа солей: средние – сульфаты, кислые – гидросульфаты.

• Серная кислота практически полностью диссоциирует в разбавленном в растворе по первой ступени и достаточно по второй ступени:

H2SO4 ⇄ H HSO4–

HSO4– ⇄ H SO42–

Характерны все свойства кислот:

• Реагирует с основными оксидами, основаниями, амфотерными оксидами, амфотерными гидроксидами и аммиаком:

H2SO4 MgO → MgSO4 H2O

H2SO4 КОН → KHSО4 H2O

H2SO4 2КОН → К2SО4 2H2O

3H2SO4 2Al(OH)3 → Al2(SO4)3 6H2O

H2SO4 NH3 → NH4HSO4

• Вытесняетболее слабые кислоты из их солей в растворе (карбонаты, сульфиды и др.) и летучие кислоты из их солей (кроме солей HBr и HI):

Н2SO4 2NaHCO3 → Na2SO4 CO2 H2O

H2SO4 Na2SiO3 → Na2SO4 H2SiO3

• Концентрированная серная кислота реагирует с твердыми солями, например нитратом натрия, хлорида натрия.

NaNO3(тв.) H2SO4 → NaHSO4 HNO3

NaCl(тв.) H2SO4 → NaHSO4 HCl

• Вступает в обменные реакции ссолями:

H2SO4 BaCl2 → BaSO4 2HCl

• Взаимодействует с металлами:

Разбавленная серная кислота взаимодействует с металлами, расположенными в ряду напряжения металлов до водорода. В результате реакции образуются соль и водород:

H2SO4(разб.) Fe → FeSO4 H2

H2SO4 Zn = ZnSO4 H2

Концентрированная серная кислота — сильный окислитель. Реакция с металлами протекает без вытеснения водорода из кислоты. В зависимости от активности металла образуются различные продукты реакции:

• Активные металлы и цинк при обычной температуре с концентрированной серной кислотой образуют соль, сероводород (или серу) и воду:

H2SO4 Na = Na2SO4 Н2S↑ H2O

5H2SO4(конц.) 4Zn → 4ZnSO4 H2S↑ 4H2O

• Металлы средней активности с концентрированной H₂SO₄ образуют соль, серу и воду:

4H2SO4 3Mg → 3MgSO4 S 4H2O

• Такие металлы, как железо Fe,
  алюминий Al, хром Cr пассивируются концентрированной
  серной кислотой на холоде. При нагревании,
  при удалении оксидной пленки реакция возможна.

6H2SO4(конц.) 2Fe → Fe2(SO4)3 3SO2 6H2O

6H2SO4(конц.) 2Al → Al2 (SO4)3 Н2S↑ 6H2O

• Неактивные металлы восстанавливают концентрированную серную кислоту до сернистого газа:

2H2SO4(конц.) Cu → CuSO4 SO2 ↑ 2H2O

2H2SO4(конц.) Hg → HgSO4 SO2 ↑ 2H2O

2H2SO4(конц.) 2Ag → Ag2SO4 SO2↑ 2H2O

• В реакциях с неметаллами концентрированная серная кислота также проявляет окислительные свойства:

5H2SO4(конц.) 2P → 2H3PO4 5SO2↑ 2H2O

2H2SO4(конц.) С → СО2↑ 2SO2↑ 2H2O

2H2SO4(конц.) S → 3SO2 ↑ 2H2O

3H2SO4(конц.) 2KBr → Br2↓ SO2↑ 2KHSO4 2H2O

5H2SO4(конц.) 8KI → 4I2↓ H2S↑ K2SO4 4H2O

H2SO4(конц.) 3H2S → 4S↓ 4H2O (комнатная температура)

H2SO4(конц.) H2S = S↓ SО2↑ 2Н2О (при нагревании)

H2SO4(конц.) 2HBr = Br2 SO2 2H2O

Сернистая кислота (h2so3)

Способы
получения сернистой кислоты

При растворении в воде SO2 образует слабую сернистую кислоту, которая сразу частично разлагается:

SO2 H2O ↔ H2SO3

Физические
свойства сернистой кислоты

Сернистая кислота H2SO3 –двухосновная кислородсодержащая кислота. При обычных условиях неустойчива.

Валентность серы
в сернистой кислоте равна IV, а степень окисления 4.

Химические свойствасернистой кислоты

Общие свойства
кислот

• Сернистая кислота – слабая кислота, диссоциирует в две стадии. Образует два типа солей:
• кислые – гидросульфиты

H2SO3 ↔ HSO3— H

HSO3—↔ SO32- H

• Сернистая кислота самопроизвольно распадается на SO₂ и H₂O:

H2SO3 ↔ SO2 H2O

Сероводород

Получение
сероводорода

• Получение из простых веществ:

S Н2 = H2S

• Взаимодействие минеральных кислот и сульфидов металлов, расположенных в ряду напряжений левее железа:

FeS 2HCI = H2S↑ FeCl2

5H2SO4(конц.) 8Na = H2S↑ 4Na2SO4 4H2О

AI2S3 6Н2О = 3H2S↑ 2Аl(ОН)3↓

C40H82 41S = 41Н2S 40С

ВидеоПолучение и обнаружение сероводорода

Физические
свойства и строение сероводорода

Сероводород H2S – это бинарное летучее водородное соединение соединение с серой. H2S — бесцветный ядовитый газ, с неприятным удушливым
запахом тухлых яиц. При концентрации > 3 г/м3 вызывает смертельное отравление.

Сероводород тяжелее воздуха и легко конденсируется в бесцветную жидкость. Растворимость в воде H2S при обычной температуре составляет 2,5.

В твердом состоянии имеет молекулярную кристаллическую решетку.

Геометрическая форма молекулы сероводорода представляет собой сцепленные между собой атомы H-S-H с валентным углом 92,1о.

Качественная реакция для обнаружения сероводорода

Для
обнаружения анионов S2- и сероводорода используют
реакцию газообразного H2S с Pb(NO3)2:

H2S Pb(NO3)2 = 2HNO3 PbS↓ черный
осадок.

Влажная бумага, смоченная в растворе Pb(NO3)2 чернеет в присутствии H2S из-за получения черного осадка PbS.

Химические свойства серы

H2S является сильным восстановителем

При взаимодействии H2S с окислителями образуются различные вещества — S, SО2, H2SO4

• Окисление кислородом воздуха:

2H2S 3О2(избыток) = 2SО2↑ 2Н2О

2H2S О2(недостаток) = 2S↓ 2Н2О

H2S Br2 = S↓ 2НВr

H2S Cl2 → 2HCl S↓

H2S 4Cl2 4H2O → H2SO4 8HCl

• Взаимодействие с кислотами-окислителями:

3H2S 8HNО3(разб.) = 3H2SO4 8NO 4Н2О

H2S 8HNО3(конц.) = H2SO4 8NО2↑ 4Н2О

H2S H2SO4(конц.) = S↓ SО2↑ 2Н2О

• Взаимодействие со сложными окислителями:

5H2S 2KMnO4 3H2SO4 = 5S↓ 2MnSO4 K2SO4 8Н2О

5H2S 6KMnO4 9H2SO4 = 5SО2 6MnSO4 3K2SO4 14Н2О

H2S 2FeCl3 = S↓ 2FeCl2 2HCl

2H2S SO2 = 2H2O 3S

3H2S K2Cr2O7 4H2SO4 → 3S Cr2(SO4)3 K2SO4 7H2O

• Сероводородная кислота H₂S двухосновная кислота и диссоциирует по двум ступеням:

1-я ступень:
H2S → Н HS—

2-я ступень:
HS— → Н S2-

H2S очень слабая
кислота, несмотря на это имеет характерные для кислот химические свойства. Взаимодействует:

H2S Mg = Н2↑ MgS

• с малоактивными металлами (Аg, Си, Нg) при совместном присутствии окислителей:

2H2S 4Аg O2 = 2Ag2S↓ 2Н2O

H2S ВаО = BaS Н2O

H2S NaOH(недостаток) = NaHS Н2O

H2S 2NaOH(избыток)  → Na2S 2H2O

H2S 2NH3(избыток) = (NH4)2S

• с некоторыми солями сильных кислот, если образующийся сульфид металла нерастворим в воде и в сильных кислотах:

CuSO4 H2S = CuS↓ H2SO4

H2S Pb(NO3)2 → PbS↓ 2HNO3

Реакция
с нитратом свинца в растворе – это качественная реакция на сероводород и сульфид-ионы.

ВидеоВзаимодействие сероводорода с нитратом свинца

Соли сернистой кислоты, сульфиты и гидросульфиты

Способы
получения сульфитов

Соли сернистой кислоты получаются при взаимодействии SO2 с щелочами и оксидами щелочных и щелочноземельных металлов:

SO2 СаО = CaSO3

SO2 Na2O → Na2SO3

SO2 NaOH = NaHSO3

SO2 2NaOH = Н2O Na2SO3

Физические
свойства сульфитов

Сульфиты
щелочных металлов и аммония растворимы в воде, сульфиты остальных металлов — нерастворимы
или не существуют.

Гидросульфиты
металлов хорошо растворимы в Н2O, а некоторые из
них, такие как Ca(HSO3)2 существуют
только в растворе.

Химические свойства сульфитов

Cернистая кислота – двухосновная, образует нормальные (средние) соли — сульфиты Mex(SO3)y и кислые соли — гидросульфиты Me(HSO3)x.

SO3— Н2O = HSO3— ОН—

Na2SO3 Н2O = NaHSO3 NaOH

Реакции, протекающие без изменения степени окисления:

• Реакция с сильными кислотами:

Na2SO3 2HCl = 2NaCl
SO2↑ Н2O

NaHSO3 HCl = NaCl SO2↑ Н2O

• Термическое разложение сульфитов:

CaSO3 = СаО SO2↑

• Нормальные сульфиты в водных растворах, при избытке SO₂, переходят в гидросульфиты:

CaSO3 SO2 Н2O = Ca(HSO3)2

• Ионно-обменные реакции с другими солями, протекающие с образованием нерастворимых сульфитов:

Na2SO3 ZnCl2 = ZnSO3↓ 2NaCl

Окислительно-восстановительные реакции

Сульфиты, также как и SO2, могут быть как восстановителями, так и окислителями, т.к. атомы серы в анионах находятся в промежуточной степени окисления 4

• Окисление водных растворов сульфитов, и гидросульфитов до сульфатов:

Na2SO3 Вr2 Н2O = Na2SO4 2НВr

5K2SO3 2КМnO4 3H2SO4 = 6K2SO4 2MnSO4 3Н2O

Na2SO3 HNO3 = 2NaNO3 SO2 H2O

• Твердые сульфиты при хранении на воздухе также медленно окисляются до сульфатов:

2Na2SO3 O2 = 2Na2SO4

• При нагревании сухих сульфитов с активными восстановителями (С, Mg, Al, Zn) сульфиты превращаются в сульфиды:

Na2SO3 ЗС = Na2S ЗСО

• При нагревании сухих сульфитов до высоких температур сульфиты диспропорционируют, превращаются в смесь сульфатов и сульфидов:

4K2SO3 = 3K2SO4 K2S

Соли серной кислоты, сульфаты, гидросульфаты

Способы
получения солей серной кислоты

Сульфаты можно получить при взаимодействии серной кислоты с металлами,
оксидами, гидроксидами (см. Химические свойства серной кислоты). А также при
взаимодействии с другими солями, если продуктом реакции является нерастворимое
соединение.

Физические
свойства солей серной кислоты

Кристаллы разного цвета. Многие средние и кислые сульфаты растворимы
в воде. Плохо растворяются или не растворяются в воде сульфаты многозарядных
щёлочноземельных металлов (BaSO4, RaSO4), сульфаты лёгких
щёлочноземельных металлов (CaSO4, SrSO4) и сульфат свинца.

Средние сульфаты щелочных металлов термически устойчивы. Кислые
сульфаты щелочных металлов при нагревании разлагаются.

Многие средние сульфаты образуют устойчивые кристаллогидраты:

Na2SO4 ∙ 10H2O − глауберова
соль

CaSO4 ∙ 2H2O − гипс

2CaSO4 xH2O –
алебастр

CuSO4 ∙ 5H2O − медный купорос

FeSO4 ∙ 7H2O − железный купорос

ZnSO4 ∙ 7H2O − цинковый купорос

Na2CO3 ∙ 10H2O −
кристаллическая сода

KАl(SO4)2 x 12H2O
– алюмокалиевые квасцы.

Химические свойства солей серной кислоты

Разложение сульфатов на различные классы соединений в зависимости от металла, входящего в состав соли.

• Сульфаты щелочных металлов плавятся без разложения.

• Кислые сульфаты щелочных металлов разлагаются с отщеплением воды:

2KHSO4 → K2S2O7 H2O↑.

• Сульфаты металлов средней активности разлагаются на соответствующие оксиды:

ZnSO4 = ZnO SO3

FeSO4 = 2Fe2O3 4SO2 O2

2CuSO4 → 2CuO SO2 O2 (SO3)

2Al2(SO4)3 → 2Al2O3 6SO2 3O2

2Cr2(SO4)3 → 2Cr2O3 6SO2 3O2

• Сульфаты тяжёлых или малоактивных металлов разлагаются с образованием металла и кислорода:

HgSO4 = Hg SO2 O2

• Некоторые сульфаты проявляют окислительные свойства и вступают в реакции с простыми веществами:

CaSO4
C = CaO SO2 CO

BaSO4
4C = BaS 4CO

Сульфиды

Получение сульфидов

• Непосредственно из простых веществ:

S Fe → FeS

S Mg → MgS

S Ca → CaS

• Взаимодействие H₂S с растворами щелочей:

H2S 2NaOH = 2H2O Na2S

H2S NaOH = H2O NaHS

• Взаимодействие H₂S или (NH₄)₂S с растворами солей:

H2S CuSO4 = CuS↓ H2SO4

H2S 2AgNO3 = Ag2S↓ 2HNO3

Pb(NO3)2 Н2S →  PbS↓ 2НNO3

ZnSO4 Na2S → ZnS↓ Na2SO4

• Восстановление сульфатов при прокаливании с углем:

Na2SO4 4С = Na2S 4СО

Физические свойства сульфидов

Сульфиды – это бинарные соединения серы с элементами с меньшей электроотрицательностью, в том числе с некоторыми неметаллами (С, Si, Р, As и др.).

По растворимости
в воде и кислотах сульфиды классифицируют
на:

• нерастворимые в воде, но растворимые в минеральных кислотах — сульфиды металлов, расположенных до железа в ряду активности (белые и цветные сульфиды ZnS, MnS, FeS, CdS);

• нерастворимые ни в воде, ни в минеральных кислотах — черные сульфиды (CuS, HgS, PbS, Ag₂S, NiS, CoS)

• гидролизуемые водой — сульфиды трехвалентных металлов (алюминия и хрома (III))

По цвету сульфиды можно разделить на:

• Чёрные – HgS, Ag₂S, PbS, CuS, FeS,
  NiS;
• Коричневые – SnS, Bi₂S₃;
• Оранжевые – Sb₂S₃, Sb₂S₅;
• Жёлтые – As₂S₃, As₂S₅,
  SnS₂, CdS;
• Розовые — MnS
• Белые – ZnS, Al₂S₃, BaS,
  CaS;

Химические свойства сульфидов

Обратимый гидролиз сульфидов

K2S H2O ⇄ KHS KOH

S2- H2O → HS— ОН—

• Сульфиды щелочно-земельных металлов и Mg, при взаимодействии с водой подвергаются полному гидролизу и переходят в растворимые кислые соли — гидросульфиды:

2CaS 2НОН
= Ca(HS)2 Са(ОН)2

При нагревании растворов сульфидов гидролиз протекает и по 2-й ступени:

HS— H2O → H2S↑ ОН—

Необратимый
гидролиз сульфидов

• Сульфиды некоторых металлов (Cr₂S₃, Fe₂S_3, Al₂S₃) подвергаются необратимому гидролизу, полностью разлагаясь в водных растворах:

Al2S3 6H2O = 3H2S↑ 2AI(OH)3↓

Нерастворимые
сульфиды гидролизу не подвергаются

NiS HСl ≠

• Некоторые из сульфидов растворяются в сильных кислотах:

FeS 2HCI =
FeCl2 H2S↑

ZnS 2HCI =
ZnCl2 H2S↑

CuS 8HNO3 → CuSO4 8NO2 4H2O

CuS 4H2SO4(конц. гор.) → CuSO4 4SO2 4H2O

MnS 3HNO3 = MnSO4 8NO2 4H2O

• Сульфиды Ag₂S, HgS, Hg₂S, PbS, CuS не pacтворяются не только в воде, но и во многих кислотах.

• Сульфиды обладают восстановительными свойствами и вступают в реакции с окислителями:

PbS 4H2O2 → PbSO4 4H2O

СuS Cl2 → CuCl2 S

• Окислительный обжиг сульфидов является
  важной стадией переработки сульфидного сырья в различных производствах

2ZnS 3O2 = 2ZnO 2SO2

4FeS2 11O2 = 2Fe2O3 8SO2↑

2CuS 3O2 → 2CuO 2SO2

2Cr2S3 9O2 → 2Cr2O3 6SO2

Взаимодействия
сульфидов с растворимыми солями свинца, серебра, меди являются качественными на ион S2−:

Na2S Pb(NO3)2 → PbS↓ 2NaNO3

Na2S 2AgNO3 → Ag2S↓ 2NaNO3

Na2S Cu(NO3)2 → CuS↓ 2NaNO3

Характеристика элемента

16S1s22s22p63s23p4

Аr = 32,066

ЭО — 2,5

Изотопы: 32S (95,084 %); 34S (4,16 %); 33S и 36S (< 1 %)

Кларк в земной коре 0,05 % по массе. Формы нахождения:

1) самородная сера (свободная S);

2) S2- (H2S и сульфиды металлов);

3) S 6 (сульфаты Ва и Са);

4) в составе белков, витаминов.

Сера — типичный неметалл, р-элемент. Устойчивые С.О. в соединениях -2, 4, 6.

Отличительное свойство — способность образовывать прочные гомоатомные связи-S-S-S- что приводит к существованию линейных и циклических цепей.

Химические свойства серы

При обычной температуре твердофазная сера малореакционноспособна. Однако при нагревании, и особенно в расплавленном состоянии, сера ведет себя как очень химически активное вещество

Выводы

Изложенное выше можно отразить в шутливом стишке: «Сера, сера, буква S, 32 атомный вес, сера в воздухе горит, образует ангидрид (какой кислоты?), ангидрид плюс вода — получилась кислота (какая?)».