З’єднання чотиривалентної сірки

З’єднання чотиривалентної сірки – двоокис сірки (сірчистий газ) SО2. Двоокис сірки важче повітря і має різкий неприємний запах. Молекула двоокису сірки побудована також по ковалентному типом зв’язку, полярність її слабко виражена. При -10 ° і атмосферному тиску двоокис сірки перетворюється в рідину, а твердне при -73 °. Вона добре розчинна у воді (на 1 об’єм води 40 обсягів двоокису сірки), при цьому поряд з розчиненням відбувається взаємодія з водою по рівнянню:
SO2 + Н2О H2SО3
Получающаяся сірчиста кислота є вельми нестійкою, тому реакція оборотна.
Двоокис сірки має велике промислове значення. Її отримують випаленням сірчаного колчедану FeS2 або сірки:
4FeS2 + 11О2 = 2Fe2О3 + 8SО2 S + О2 = SО2
У лабораторії її отримують дією сильних кислот на солі сірчистої кислоти, наприклад дією сірчаної кислоти на сульфіт натрію:
Na2SO3 + H2SO4 = Na2SО4 + Н2О + SO2
Двоокис сірки можна отримати розкладанням солей сірчистої кислоти, наприклад сульфіту кальцію CaSО3, при нагріванні;
CaSО3 = СаО + SO2
Двоокис сірки отруйна. При отруєннях нею з’являються хрипота, задишка, іноді втрата свідомості. Допустима концентрація SО2 в повітрі дорівнює 0,02 мг / л.
При взаємодії з органічними барвниками двоокис сірки може викликати їх знебарвлення, проте причина цього інша, ніж при знебарвленні хлором: не відбувається окислення, а виникає безбарвне з’єднання SО2 з барвником, яке з плином часу руйнується і забарвлення барвника відновлюється.
■ 80. Запропонуйте креслення приладів, за допомогою яких можна отримати двоокис сірки: а) з сульфіту натрію дією кислоти: б) прожарюванням сульфіту кальцію. (Див. Відповідь)
81. Двоокис сірки, отриману при розкладанні 40 г сульфіту кальцію, пропустили через 500 г розчину баритової води Ва (ОН) 2, в результаті чого весь барій, що знаходився в розчині, був обложений. Яка процентна концентрація розчину баритової води, якщо 20% двоокису сірки, отриманої при випалюванні, втрачається?
82. До якої групи окислів відноситься двоокис сірки? Перерахуйте її властивості, типові для цієї групи окислів. Підтвердіть свою відповідь рівняннями реакцій.
83. Чому при пропущенні SО2 через вапняну воду виникає помутніння, як і при пропущенні СО2?
84. Повітря має домішка двоокису сірки. Як звільнити його від цієї домішки?
85. Який обсяг двоокису сірки може бути отриманий з 20 молей FeS2 при 80% виході?
86. Через 200 мл 20% розчину їдкого натру була пропущена двоокис сірки до повного перетворення їдкого натру в сульфіт (гідроліз не враховувати). Яка концентрація розчину, що утворився сульфіту натрію? (Див. Відповідь)
У зв’язку з тим що ступінь окислення сірки в двоокису сірки дорівнює + 4, т. Е. Умовно з зовнішнього рівня атома сірки віддано 4 електрона, для нього існують дві можливості: або він може додатково віддати решту на зовнішньому шарі 2 електрона і тоді проявить
властивості відновника, або S (+4) може прийняти деяку кількість електронів і тоді буде проявляти окисні властивості.
Наприклад, у присутності сильного окислювача S (+4) поводиться як відновник.
Вr2 + Н2О + SO2 → H2SO4 + НВr
КМnO4 + Н2O + SO2 → K2SO4 + MnSO4 + H2SO4
K2Cr2O7 + SO2 + H2SO4 → K2SO4 + Cr2 (SO4) 3 + H2O
• Коефіцієнти цих реакцій знайдіть самостійно.
Особливе значення має окислення двоокису сірки киснем у присутності каталізатора V2O5 або Pt при температурі 400-500 °, в результаті чого утворюється сірчаний ангідрид:
2SO2 + О2 = 2SO3
Цей процес широко використовується у виробництві сірчаної кислоти контактним способом.
У присутності сильних відновників, наприклад сірководню, S (+4) поводиться як окислювач: H2SO3 + H2S → Н2O + S
• Знайдіть, склавши електронний баланс, коефіцієнти для даного рівняння.
Двоокис сірки застосовується в промисловості для відбілення в тих випадках, коли не можна застосовувати хлор, у паперовій промисловості, для дезінфекції приміщень і великих резервуарів, для знищення цвілі, паразитів і т. Д.
■ 87. Запишіть у зошит фізичні і хімічні властивості двоокису сірки, зазначивши як реакції, що протікають без зміни ступенів окислення, так і окислювально-відновні.
88. Яке фізіологічна дія двоокису сірки? (Див. Відповідь)
Як було вже сказано, при розчиненні двоокису сірки у воді утворюється сірчиста кислота.
Сірчиста кислота – кислота середньої сили. Вона дисоціює двоступеневої:
H2SO3 ⇄ 2 Н + + HSO3- ⇄ 2Н + + SO23-
Сірчиста кислота нестійка, швидко розкладається на двоокис сірки і воду:
H2SO3 ⇄ H2O + SO2 ↑
Тому провести, наприклад, реакцію з металами більш активними, ніж водень, з сірчистої кислотою можна.
Будучи двухосновной, сірчиста кислота може утворювати два ряди солей: середні – сульфіти і кислі – гідросульфіти. Всі сульфіти є нерозчинними солями, за винятком сульфітів лужних металів і амонію. У гідросульфітом розчинність дещо вищий. Ці солі можуть розкладатися під дією більш сильних кислот:
Na2SOs + H2S04 = Na2SО4 + Н2О + SO2 ↑
2NaHSО3 + H2SO = Na2SО4 + 2H2О + 2SO2 ↑
При дії кислот на сульфіти виділяється двоокис сірки, що володіє неприємним запахом. Цією реакцією користуються для того, щоб відрізнити солі сірчистої кислоти від карбонатів, які поводяться аналогічно, але двоокис вуглецю запаху не має.
Сульфіти досить легко піддаються гідролізу.

Посилання на основну публікацію