Навигация
Кислородные соединения серы
44856
знаков
6
таблиц
0
изображений
1.2 Кислородные соединения серы.
Все кислородные соединения серы являются экзотермическими.
a) Оксиды: известны как высшие, так и низшие оксиды серы. К последним относятся
такие неустойчивые оксиды, как S2O3 и S2O. Например, S2O образуется в зоне электрического разряда, проходящего в атмосфере SO2, и тут же разлагается:
2S2O= 3S + SO2,
аналогично диспропорционирует и S2O3
2S2O3 = S + 3SO2.
Из высших оксидов серы наиболее изучены SO2 -оксид серы IV (сернистый ангидрид) и SO3 -оксид серы VI (ангидрид серной кислоты).
Таблица 1.
Строение основных оксидов серы.
| Оксид. | S2O | SO2 | SO3 |
| Строение. | S=S=O плоское | S O O угловое | O S O O плоское |
| Тип гибридизации. | sp2 | sp3 | |
| Валентный угол. | 119,5º | 120º |
Диоксид серы представляет собой бесцветный газ с резким запахом, Тпл =
-75ºС, Ткип = -10ºС. Он очень термически устойчив (распадается на S и O2 при 2800ºС). Диоксид серы растворим в воде причем растворимость его при переходе температуры от 0º до комнатной понижается. При растворении происходит образование гидрата SO2 · хН2О, нестехиометрического по составу, обладающего свойствами слабой кислоты:
SO2 · хН2О + Н2О = Н3О+ + НSO3
Ка= 1,54·10-2 (при 25º)
Абсолютно сухой диоксид серы в обычных условиях не взаимодействует с галогенами, H2S, H2, O2 и СО. Реакция :
2SO2 + O2 =2SO3
протекает только при высоких температурах, в присутствии катализатора. Диоксид серы в в водном растворе взаимодействует HNO2 и N2O3:
2SO2 + N2O3 + Н2О =H2SO4 + 2NO
2HNO2 + SO2 · хН2О = H2SO4 + 2NO + xH2O
В большинстве реакций он проявляет восстановительные свойства:
2HNO3 + SO2 = H2SO4 + 2NO2
NO2 + SO2 = SO3 + NO; Н2О2 + SO2 = H2SO4
Окислительные свойства диоксида серы проявляются при взаимодействии его с сероводородом и оксидом углерода (II):
2Н2S + SO2 = 3S + 2Н2О;
2СО + SO2 = S+ 2CO2
Оксид серы (VI) существует в виде трех модификаций.
α-модификация SO3 представляет собой кристаллическое вещество, напоминающее лед, Тпл = 17ºС. Предполагается, что эта модификация состоит из циклических тримеров S3O9.
β- модификация напоминает по строению асбест и образована зигзагообразными цепями тетраэдров SO4, связанных между собой атомами кислорода.
γ-модификация также состоит из SO4-тетраэдров, которые объединены в слои плоских сеток.
Твердый SO3, выпускаемый промышленностью представляет собой смесь этих модификаций.
SO3 очень гигроскопичен, он энергично поглощает воду с выделением тепла и образованием гидрата SO3 · Н2О, т.е молекул серной кислоты. Он хорошо поглощается серной кислотой с образованием «олеума» - смеси полисерных кислот (H2S2O7, H2S8O10 и др.)
Оксид серы (VI) проявляет только окислительные свойства:
SO3 + KI =I2 + K2SO3
b) Кислоты.
Серная кислота представляет собой маслянистую жидкость с Тпл = 10ºС и Ткип = 280ºС. Ее молекулы представлены тетраэдрами, связанными между собой атомом кислорода:
HO O
S
HO O
Серная кислота в водных растворах является сильной двухосновной. Концентрированная серная кислота является сильнейшим окислителем. В зависимости от вида восстановителя реакции могут заканчиваться выделением SO2, H2S и элементарной серы.
H2SO4 (K) + H2S →S↓ + SO2 + H2O
H2SO4 (K) + Cu →SO2↑ +CuSO4 + H2O
H2SO4 (K) + Mg → MgSO4 + H2S↑ + H2O
Серная кислота проявляет дегидратирующие свойства:
C12H22O11 + H2SO4 (K) → 12C + H2SO4 + 11H2O.
Также она может взаимодействовать с оксидами азота NO2 и N2O3:
H2SO4 + 2NO2 → (NO)HSO4 + HNO3
2H2SO4 + N2O3 → 2(NO)HSO4 + H2O.
с образованием нитразил гидросульфата.
В обычных условиях H2SO4 пассивирует Fe, Cr, Co, Ni. Поэтому ее хранят и транспортируют в цистернах из стали. В основном её получают каталитическим окислением SO2 кислородом воздуха до SO3 с последующей абсорбцией SO3 серной кислотой во избежание образования тумана. Окисление проводят при 500°С в присутствии катализатора V2O5 с добавками K2SO4.
Дисерная кислота H2S2O7 существует при обычных условиях в виде бесцветных прозрачных кристаллов (Tпл=35°С). При растворении в воде она разрушается:
H2S2O7 + H2O = H2SO4
Поэтому химия её водных растворов по существу является химией серной кислоты. Её получают смешением 100% H2SO4 с расчетным количеством SO3, отвечающим реакции:
H2SO4 + SO3 = 2H2S2O7
Динадсерная кислота H2S2O8 получается как промежуточный продукт при электролизе H2SO4 и используется для получения H2O2:
H2S2O8 + H2O = H2SO5 + H2SO4
H2SO5 + H2O = H2O2 + H2SO4
Тиосерная кислота H2SO3(S) в виде бесцветной маслянистой жидкости получена только при температурах ниже -83°С в среде этилового эфира при помощи реакции присоединения:
H2S + SO3 = H2SO3(S)
когда окислительно-восстановительные процессы сильно заторможены. Молекула её представляет искаженный тетраэдр. В водных растворах проявляет свойства сильной кислоты.
Похожие работы
... нормативов предельно-допустимых выбросов). М. Госкомгидромет, 1981. 4. Гичев Ю. П. Загрязнение окружающей среды и здоровье населения / Под. ред Яблокова А. В.Новосибирск: Изд-во СО РАМН, 2002. – 376 с. 5. Инвентаризация источников выбросов загрязняющих веществ в атмосферу для ОАО «Волгоградский алюминий». Книга 1. ОАО «Волгоградский алюминий», ООО «ЭнергоТеплоХим», Волгоград, 2003. – ...
... и защитное значение. Антропогенный объект – объект, созданный человеком для обеспечения его социальных потребностей и не обладающий свойствами природных объектов. К видам негативного воздействия на окружающую среду относят: - выбросы в атмосферный воздух загрязняющих и других веществ; - сбросы загрязняющих веществ, иных веществ и микроорганизмов в поверхностные водные объекты, подземные ...
... 10-01-94, утвержденным Госстроем России. Кроме того, в настоящее время в правовой системе Российской Федерации закрепляются действующие международные стандарты в области охраны окружающей среды, в том числе экологические стандарты (ИСО) Международной организации по стандартизации. Международная конференция по устойчивому строительству (США, 1994) рекомендовала странам провести разработку сети ...
... . 29. Государственный доклад о состоянии природных ресурсов и окружающей среды в республике Башкортостан в 2005 году. 30. Характеристика предприятия как источника загрязнения. Исследование «Уфанефтехим». 31. www. bankreferatov. ru Загрязнение окружающей среды в процессе нефтепереработки. 32. Методические указания по определению класса опасности предприятий. Москва, 1986г. Приложение А ...
0 комментариев