Серният (IV) оксид има киселинни свойства, които се проявяват при реакции с вещества, които проявяват основни свойства. Киселинните свойства се проявяват при взаимодействие с вода. Получава се разтвор на сярна киселина:

Степента на окисление на сярата в газа от серен диоксид (+4) определя редуциращите и окислителните свойства на газа от серен диоксид:

во-тел: S+4 – 2e => S+6

ok-tel: S+4 + 4e => S0

Редуктивните свойства се проявяват при реакции със силни окислители: кислород, халогени, азотна киселина, калиев перманганат и др. Например:

2SO2 + O2 = 2SO3

S+4 – 2e => S+6 2

O20 + 4e => 2O-2 1

Със силни редуциращи агенти газът проявява окислителни свойства. Например, ако смесите серен диоксид и сероводород, те взаимодействат при нормални условия:

2H2S + SO2 = 3S + 2H2O

S-2 – 2e => S0 2

S+4 + 4e => S0 1

Сярната киселина съществува само в разтвор. Той е нестабилен и се разлага на серен диоксид и вода. Сярната киселина не е силна киселина. Това е киселина със средна сила и се дисоциира стъпаловидно. Когато се добави алкал към сярна киселина, се образуват соли. Сярната киселина произвежда две серии соли: средни - сулфити и кисели - хидросулфити.

Серен (VI) оксид

Серният триоксид проявява киселинни свойства. Реагира бурно с водата и се освобождава голям бройтоплина. Тази реакция се използва за производството на най-важния продукт на химическата промишленост - сярна киселина.

SO3 + H2O = H2SO4

Тъй като сярата в серния триоксид има най-висока степенокисляване, тогава серен (VI) оксид проявява окислителни свойства. Например, той окислява халогениди, неметали с ниска електроотрицателност:

2SO3 + C = 2SO2 + CO2

S+6 + 2e => S+4 2

C0 – 4e => C+4 2

Сярната киселина реагира три вида: киселинно-основни, йонообменни, редокс. Той също така активно взаимодейства с органични вещества.

Киселинно-алкални реакции

Сярната киселина проявява киселинни свойства при реакции с основи и основни оксиди. Тези реакции се провеждат най-добре с разредена сярна киселина. Тъй като сярната киселина е двуосновна, тя може да образува както междинни соли (сулфати), така и киселинни (хидрогенсулфати).

Йонообменни реакции

Сярната киселина се характеризира с йонообменни реакции. В същото време той взаимодейства със солеви разтвори, образувайки утайка, слаба киселина или отделяне на газ. Тези реакции протичат по-бързо, ако приемате 45% или дори повече разреден сярна киселина. Отделянето на газ възниква при реакции със соли на нестабилни киселини, които се разлагат, за да образуват газове (въглероден диоксид, серен диоксид, сероводород) или да образуват летливи киселини като солна киселина.

Редокс реакции

Сярната киселина проявява свойствата си най-ясно в окислително-редукционните реакции, тъй като сярата в нейния състав има най-високата степен на окисление +6. Окислителните свойства на сярната киселина могат да бъдат открити в реакция, например, с мед.

В молекулата на сярната киселина има два окислителни елемента: серен атом с CO. +6 и водородни йони Н+. Медта не може да се окисли от водород до степен на окисление +1, но сярата може. Това е причината за окисляването на такъв неактивен метал като медта със сярна киселина.

Тези ензими може да не бъдат напълно инактивирани по време на обработката на сока, тъй като високото съдържание на целулоза, което обикновено се намира в соковете от тропически плодове, затруднява термичното инактивиране на тези ензими. Добавянето на сулфит предотвратява разрушаването на аскорбиновата киселина по време на обработката и съхранението на продукта, избягвайки окисляването, причинено от ензимите оксидаза 13 на аскорбиновата киселина.

Контрол на неензимното покафеняване. Плодовите сокове имат специфични характеристики на цвят, вкус и аромат. Тези характеристики са склонни да се променят по време на обработката и съхранението, което води до цялостна деградация на продукта. Трите най-важни неензимни механизма на потъмняване в плодовите сокове са: 1 - реакцията на Maillard, която възниква между редуциращите захари и γ-амино групите на аминокиселини, пептиди и протеини, което води до образуването на меланоидини; 2 - окисление на аскорбиновата киселина до фурфурол и алфа-кетогулонова киселина, които образуват тъмнокафяви пигменти в присъствието на азотни съединения; в допълнение към генерирането на проста полимеризация образува козина светлокафяви пигменти; 3 - карамелизиране на захари, което се случва под действието на киселини върху захари, което води до образуването на хидроксиметилфурфурол, който полимеризира образуването на меланоидини, кафяви пигменти 47.

во-тел: S+4 – 2e => S+6

ok-tel: S+4 + 4e => S0

2SO2 + O2 = 2SO3

S+4 – 2e => S+6 2

O20 + 4e => 2O-2 1

Неензимните реакции на потъмняване водят до разрушаване хранителни вещества, като незаменими аминокиселини и аскорбинова киселина, намалява усвояемостта на протеините, инхибира действието на храносмилателните ензими и пречи на усвояването на минерали, насърчавайки комплексообразуването на метални йони. Потенциално токсични мутагенни продукти могат да се образуват поради реакцията на Maillard 19.

Като цяло, неензимното покафеняване може да бъде инхибирано или контролирано по различни начини чрез използване на ниски температури на съхранение, премахване на кислорода от опаковката и използване на химически инхибитори като сулфити47 е вероятно най-ефективното неензимно покафеняване в храните10.

2H2S + SO2 = 3S + 2H2O

S-2 – 2e => S0 2

S+4 + 4e => S0 1

Химическият механизъм, чрез който серният диоксид инхибира неензимното покафеняване, не е напълно разбран и се смята, че е реакция на бисулфит с активните карбонилни групи на захарните молекули и витамин C 10. Сулфитът взаимодейства с различни компоненти, присъстващи в храните, включително: намаляване захари, алдехиди, кетони, протеини и антоцианини 53 и сулфитът в неговата свързана форма се намалява в киселинни храни. Степента на реакцията зависи от pH, температурата, концентрацията на сулфит и реактивните компоненти, присъстващи в продукта.

Серен (VI) оксид

Серният триоксид проявява киселинни свойства. Реагира бурно с водата, като отделя голямо количество топлина. Тази реакция се използва за производството на най-важния продукт на химическата промишленост - сярна киселина.

SO3 + H2O = H2SO4

Тъй като сярата в серния триоксид има най-висока степен на окисление, серен (VI) оксид проявява окислителни свойства. Например, той окислява халогениди, неметали с ниска електроотрицателност:

Един от принципите, ръководещи употребата на хранителни добавки, е тяхната безопасност, но е невъзможно да се определи абсолютно доказателство за тяхната токсичност при всички хора. Токсикологичните тестове се отнасят до физиологичните ефекти при експериментални животни във връзка с определена скорост на поглъщане.

Тази група заключи, че сулфитите не са тератогенни, мутагенни или канцерогенни при лабораторни животни. Те също така не откриха значими токсикологични или метаболитни данни. 54 Сулфитите са били популярни сред собствениците на ресторанти за употреба в салати, тъй като съдържат пресни плодове и зеленчуци, но употребата им е забранена, след като някои хора са имали опасни алергични реакции. Следователно, в много продукти само малка част от добавения сулфит остава в свободна форма в крайния продукт 18.

2SO3 + C = 2SO2 + CO2

S+6 + 2e => S+4 2

C0 – 4e => C+4 2

Сярната киселина претърпява три вида реакции: киселинно-основни, йонообменни и редокс. Той също така активно взаимодейства с органични вещества.

Киселинно-алкални реакции

Биотрансформацията на сулфита се състои от окисляването му до сулфат чрез действието на ензима сулфит оксидаза, разположен в митохондриите, присъстващи в тъканите, главно сърцето, черния дроб и бъбреците. В човешкото тяло този ензим също превръща серните аминокиселини в сулфити. Този нормален метаболитен процес контролира излишъка от тези аминокиселини, като ги окислява до сулфати, които лесно се елиминират. При всички изследвани видове повечетоконсумираният сулфит бързо се екскретира като сулфат, който може да реагира с протеини, за да образува протеин-тиосулфонатен комплекс, който може да се задържи в тялото.

Йонообменни реакции

Сярната киселина се характеризира с йонообменни реакции. В същото време той взаимодейства със солеви разтвори, образувайки утайка, слаба киселина или отделяне на газ. Тези реакции протичат по-бързо, ако приемате 45% или дори повече разредена сярна киселина. Отделянето на газ възниква при реакции със соли на нестабилни киселини, които се разлагат, за да образуват газове (въглероден диоксид, серен диоксид, сероводород) или да образуват летливи киселини като солна киселина.

Астматиците и хората с дефицит на сулфит оксидаза понасят до определено количество сулфит, без да са чувствителни. Има друг неспецифичен ензим, който също окислява сулфита до сулфат, ксантин оксидаза 21. Според Тейлър 19 единственият отрицателен ефект, свързан с чувствителността към сулфит, е астмата, въпреки че само малък процент от астматиците са чувствителни към сулфит.

Хранителна добавка е всяка добавка, умишлено добавена към храна, без хранителна цел, с цел промяна на физичните, химичните, биологичните или сензорните характеристики по време на производството, манипулирането, приготвянето, преработката, опаковането, съхранението, транспортирането или обработката на храна 59 Концепцията за хранителна добавка обаче варира значително в различните страни. Едно вещество може да се използва като добавка в една страна и да бъде забранено в друга 60.

Редокс реакции

В Бразилия добавките се класифицират в 23 функционални класа, сред които са консервантите, които се определят като вещества, които предотвратяват или забавят промените в храните, причинени от микроорганизми или ензими. Серният диоксид и неговите производни се класифицират като консервативни 59.

Но в конкретния случай със сока от кашу е необходимо да се използва повече високи нивасерен диоксид, отколкото за други плодови сокове, за да се избегне потъмняване и загуба на аромат, вкус и хранителна стойност. Консервирането на сокове от тропически плодове чрез добавяне на серен диоксид, последвано от топлинна обработка, е най-използваният метод в преработвателната промишленост, тъй като тази добавка е доказала своята ефективност при контролиране на микроорганизми и ензимно и неензимно покафеняване, което значително е допринесло за поддържане на качеството на преработените сокове за по-дълъг период от време.

В разредени разтвори на сярна киселина окислителят е предимно водородният йон Н+. В концентрираните разтвори, особено горещите, окислителните свойства на сярата преобладават в степен на окисление +6.

Нуждаете се от помощ с обучението си?

Предишна тема: Химични свойствакислород и сяра: реакции с метали и неметали
Следваща тема: Свойства на сложни вещества, съдържащи азот: азотни оксиди

Известни са няколко алотропни модификации на сярата - ромбична, моноклинна, пластична сяра. Най-стабилната модификация е ромбичната сяра; всички други модификации спонтанно се трансформират в нея след известно време.

В допълнение, тази добавка се счита за токсикологично безопасна, при условие че не надвишава ограниченията, разрешени от бразилското законодателство. Победители в напитките: използването на аминокиселини и пептиди в спортното хранене. Функционални храни: японският подход.

Съвременно хранене при здраве и болест. 8-мо изд. Асоциация за преработка на тропически плодове. Доклад за износ на плодов сок. Годишник на бразилското земеделие. Сулфитни хранителни добавки: да се забранят или не? Преглед на сулфити в храни: аналитична методология и публикувани резултати.

Сярата може да отдаде своите електрони при взаимодействие с по-силни окислители:

В тези реакции сярата е редуциращият агент.

Трябва да се подчертае, че серен оксид (VI) може да се образува само в присъствието или при високо налягане (виж по-долу).

При взаимодействие с метали сярата проявява окислителни свойства:

Микробиология на сокове, целулоза и киселинни продукти. Взаимодействия на хранителни добавки и добавки с участието на серен диоксид, аскорбинова и азотиста киселина - преглед. Антимикробни хранителни добавки: Характеристики и ефекти. 2-ро изд. Покафеняване на продуктите: контрол със сулфити, антиоксиданти и други средства.

Химическо консервиране на храни. Фактори, влияещи върху смъртта на дрождите от серен диоксид. Химически консерванти в хранителни продукти. Химия на храните: механизми и теория. Добавки за хранителни продукти в токсикологичен аспект. 2-ро изд. Дезинфекция, стерилизация и консервиране.

Сярата реагира с повечето метали при нагряване, но при реакция с живак взаимодействието се случва вече при стайна температура.

Това обстоятелство се използва в лабораториите за отстраняване на разлят живак, чиито пари са силна отрова.

Натриев бензоат и бензоена киселина. Ню Йорк: Марсел Декер; с. 11. Консервативна бензоена киселина и сорбинова киселина. Настояща и бъдеща употреба на традиционни антимикробни средства. Броматологични и токсикологични аспекти на бензоиновите и сорбинови консерванти.

Ензими и пигменти: влияние и промени по време на обработка. Ръководство за индустриализация на плодовете. Биохимия на тропически плодове. Някои технологични аспекти на тропическите плодове и техните продукти. Поведение на полифенолоксидазите в хранителни продукти. Фенолни съединения и полифенолоксидаза във връзка с препичане в грозде и вина.

Сероводород, сулфидна киселина, сулфиди.

Когато сярата се нагрява с водород, възниква обратима реакция

с много нисък добив на сероводород. Обикновено се приготвя чрез действието на разредени киселини върху сулфиди:

Сероводородът е безцветен газ с мирис на развалени яйца и е отровен. Един обем вода при нормални условия разтваря 3 обема сероводород.

Физически и химични методи, използван за контролиране на ензимното покафеняване на зеленчуците. Ензимни реакции на препичане в ябълка и ябълкови продукти. Полифенолоксидаза и пероксидаза в плодове и зеленчуци. Механизъм на сулфитно инхибиране на покафеняването, индуцирано от полифенолоксидаза.

Ефектът на серния диоксид върху окислителните ензимни системи в растителни тъкани. Полифенолоксидази в растенията. Кинетично изследване на необратимо инхибиране на ензим от инхибитор, който е направен нестабилен от ензимна катализа. Биохимия на плодовете и влиянието им върху преработката. Преработка на плодове: хранене, продукти и управление на качеството. 2-ро изд.

Сероводородът е типичен редуциращ агент. Гори в кислород (виж по-горе). Разтворът на сероводород във вода е много слаба хидросулфидна киселина, която се дисоциира постепенно и главно в първия етап:

Сероводородната киселина, подобно на сероводорода, е типичен редуциращ агент.

Санитарен контрол на хранителни продукти. 2-ро изд. Консерванти: алтернативни методи за борба с бактериите. Токсичните агенти влизат директно в храната. Сао Пауло: Варела; r. 61. Химия на храните: теория и практика. 1-во изд. Федерация на американските дружества за експериментална биология.

Безопасност на храните и хранителни технологии. Хранене: Концепции и противоречия. 8-мо изд. Етикетиране на храни: деклариране на сулфониращи агенти. Оценка на съдържанието на серен диоксид и микробиологичното качество на консервираните гъби. Химия на сулфониращите агенти в храните.

Сероводородната киселина се окислява не само от силни окислители, като хлор,

но и по-слаби, например сярна киселина

или железни йони:

Сероводородната киселина може да реагира с основи, основни оксиди или соли, образувайки две серии соли: средни - сулфиди, кисели - хидросулфиди.

Постановление № 540 на Министерството на здравеопазването. Приема Технически регламент: Добавки в храните - определения, класификация и приложение. Законодателство за хранителните добавки. Резолюция № 04 на Националния здравен съвет. Решение 12 на Националната агенция за санитарен надзор.

Също така, на персийския алхимик Ал-Рази се приписва първото описание на това вещество. Допълнителни подобрения на този процес от френския химик Гей-Люсак и британския химик Джон Глоувър подобриха концентрацията на получената киселина. Историята на сярната киселина е разгледана по-подробно в нашата статия.

Повечето сулфиди (с изключение на сулфиди на алкални и алкалоземни метали, както и амониев сулфид) са слабо разтворими във вода. Сулфидите, като соли на много слаба киселина, претърпяват хидролиза.

Серен (IV) оксид. Сярна киселина.

SO2 се образува, когато сярата се изгаря в кислород или когато сулфидите се изпичат; това е безцветен газ с остра миризма, силно разтворим във вода (40 обема в 1 обем вода при 20 ° C).

Геология, климатология и астрофизика

Историята на получаване на най-полезното химикали. Сярната киселина се образува естествено поради емисии от вулкани, които произвеждат серен диоксид, който се окислява в атмосферата и след това реагира с влажността на въздуха. Той също така се образува в мехурчета във водни тела в близост до вулканична дейност и езера, образувани във вулканични кратери.

Той също така се образува заедно с хлороводорода и следователно със солна киселина, когато вулканичната лава влезе в контакт с морска вода. Парни облаци, съдържащи сярна киселина. Тези хидрати вероятно ще се появят в стратосферата на Земята и могат да осигурят места за кондензация на ледени облаци на голяма надморска височина, които могат значително да повлияят на климата на Земята, особено след вулканични изригвания, когато големи количества сяра се отлагат в атмосферата отгоре. По-специално изследваната област чист ледхеми-хексахидрат на сярна киселина, включително подробни изследвания на октахидрат на сярна киселина.

Серният оксид (IV) е анхидрид на сярна киселина, следователно, когато се разтвори във вода, възниква частична реакция с вода и се образува слаба сярна киселина;

който е нестабилен, лесно се разпада отново на. IN воден разтворсерен диоксид, следните равновесия съществуват едновременно.

В окислително-редукционните процеси серният диоксид може да бъде както окислител, така и редуциращ агент, тъй като атомът в това съединение има междинна степен на окисление +4.

Как SO 2 реагира с по-силни редуциращи агенти, като например:

SO 2 + 2H 2 S = 3S↓ + 2H 2 O

Как реагира редукторът SO 2 с по-силни окислители, например с в присъствието на катализатор, с и т.н.:

2SO2 + O2 = 2SO3

SO 2 + Cl 2 + 2H 2 O = H 2 SO 3 + 2HCl

разписка

1) Серен диоксид се образува при изгаряне на сярата:

2) В промишлеността се получава чрез изпичане на пирит:

3) В лабораторията може да се получи серен диоксид:

Cu + 2H 2 SO 4 = CuSO 4 + SO 2 + 2H 2 O

Приложение

Серният диоксид се използва широко в текстилната промишленост за избелване на различни продукти. Освен това се използва в селско стопанствоза унищожаване на вредни микроорганизми в оранжерии и изби. Големи количества SO 2 се използват за производството на сярна киселина.

серен оксид (VI) – ТАКА 3 (серен анхидрид)

Серният анхидрид SO 3 е безцветна течност, която при температура под 17 o C се превръща в бяла кристална маса. Абсорбира много добре влагата (хигроскопичен).

Химични свойства

Киселинно-базови свойства

Как реагира типичен киселинен оксид, серен анхидрид:

SO 3 + CaO = CaSO 4

в) с вода:

SO 3 + H 2 O = H 2 SO 4

Специално свойство на SO 3 е способността му да се разтваря добре в сярна киселина. Разтвор на SO 3 в сярна киселина се нарича олеум.

Образуване на олеум: H 2 SO 4 + п SO 3 = H 2 SO 4 ∙ п SO 3

Редокс свойства

Серният оксид (VI) се характеризира със силни окислителни свойства (обикновено редуциран до SO 2):

3SO 3 + H 2 S = 4SO 2 + H 2 O

Получаване и използване

Серният анхидрид се образува при окисляването на серен диоксид:

2SO2 + O2 = 2SO3

Чист серен анхидрид практическо значениеняма. Получава се като междинен продукт при производството на сярна киселина.

H2SO4

Споменаването на сярна киселина е открито за първи път сред арабските и европейските алхимици. Получава се чрез калциниране на железен сулфат (FeSO 4 ∙ 7H 2 O) във въздух: 2FeSO 4 = Fe 2 O 3 + SO 3 + SO 2 или смес с: 6KNO 3 + 5S = 3K 2 SO 4 + 2SO 3 + 3N 2, а освободените пари на серен анхидрид се кондензират. Поглъщайки влагата, те се превърнаха в олеум. В зависимост от метода на получаване, H 2 SO 4 се нарича масло от витриол или сярно масло. През 1595 г. алхимикът Андреас Либавиус установява идентичността на двете вещества.

Дълго време маслото от витриол не се използва широко. Интересът към него нараства значително след 18 век. Открит е процесът на получаване на индигокармин, устойчиво синьо багрило, от индиго. Първата фабрика за производство на сярна киселина е основана близо до Лондон през 1736 г. Процесът се извършва в оловни камери, на дъното на които се излива вода. В горната част на камерата се изгаря разтопена смес от селитра и сяра, след което в нея се вкарва въздух. Процедурата се повтаря, докато на дъното на контейнера се образува киселина с необходимата концентрация.

През 19 век методът беше подобрен: вместо селитра започнаха да използват азотна киселина (тя дава, когато се разлага в камерата). За връщане на азотни газове в системата бяха конструирани специални кули, които дадоха името на целия процес - процес на кула. Фабрики, работещи по метода на кулата, съществуват и днес.

Сярната киселина е тежка маслена течност, без цвят и мирис, хигроскопична; добре се разтваря във вода. Когато концентрираната сярна киселина се разтваря във вода, се отделя голямо количество топлина, така че трябва внимателно да се излее във водата (а не обратното!) и разтворът да се разбърка.

Разтвор на сярна киселина във вода със съдържание на H 2 SO 4 по-малко от 70% обикновено се нарича разредена сярна киселина, а разтвор с повече от 70% е концентрирана сярна киселина.

Химични свойства

Киселинно-базови свойства

Разредената сярна киселина разкрива всичко характерни свойства силни киселини. Тя реагира:

H 2 SO 4 + NaOH = Na 2 SO 4 + 2H 2 O

H 2 SO 4 + BaCl 2 = BaSO 4 ↓ + 2HCl

Процесът на взаимодействие на Ba 2+ йони със SO 4 2+ сулфатни йони води до образуването на бяла неразтворима утайка BaSO 4 . това качествена реакциядо сулфатен йон.

Редокс свойства

В разредения H 2 SO 4 окислителите са H + йони, а в концентрирания H 2 SO 4 окислителите са SO 4 2+ сулфатни йони. SO 4 2+ йони са по-силни окислители от H + йони (виж диаграмата).

IN разредена сярна киселинаметалите, които са в електрохимичните серии на напрежение, се разтварят към водород. В този случай се образуват метални сулфати и се освобождава следното:

Zn + H 2 SO 4 = ZnSO 4 + H 2

Металите, които са разположени след водорода в електрохимичната серия на напрежение, не реагират с разредена сярна киселина:

Cu + H 2 SO 4 ≠

Концентрирана сярна киселинае силен окислител, особено при нагряване. Окислява много и някои органични вещества.

Когато концентрираната сярна киселина взаимодейства с метали, които се намират след водорода в електрохимичната серия на напрежение (Cu, Ag, Hg), се образуват метални сулфати, както и редукторният продукт на сярната киселина - SO 2.

Взаимодействие на сярна киселина с цинк

С по-активни метали (Zn, Al, Mg) концентрираната сярна киселина може да се редуцира до свободна сярна киселина. Например, когато сярната киселина реагира с, в зависимост от концентрацията на киселината, различни продукти на редукция на сярна киселина - SO 2, S, H 2 S - могат да се образуват едновременно:

Zn + 2H 2 SO 4 = ZnSO 4 + SO 2 + 2H 2 O

3Zn + 4H 2 SO 4 = 3ZnSO 4 + S↓ + 4H 2 O

4Zn + 5H 2 SO 4 = 4ZnSO 4 + H 2 S + 4H 2 O

На студено концентрираната сярна киселина пасивира някои метали, например и затова се транспортира в железни цистерни:

Fe + H 2 SO 4 ≠

Концентрираната сярна киселина окислява някои неметали (и т.н.), като се редуцира до серен оксид (IV) SO 2:

S + 2H 2 SO 4 = 3SO 2 + 2H 2 O

C + 2H 2 SO 4 = 2SO 2 + CO 2 + 2H 2 O

Получаване и използване

В промишлеността сярната киселина се произвежда чрез контактен метод. Процесът на получаване протича на три етапа:

Получаване на SO 2 чрез изпичане на пирит:

4FeS 2 + 11O 2 = 2Fe 2 O 3 + 8SO 2

Окисляване на SO 2 до SO 3 в присъствието на катализатор – ванадиев (V) оксид:

2SO2 + O2 = 2SO3

Разтваряне на SO 3 в сярна киселина:

H2SO4+ п SO 3 = H 2 SO 4 ∙ п SO 3

Полученият олеум се транспортира в железни цистерни. Сярна киселина с необходимата концентрация се получава от олеум чрез добавянето му към вода. Това може да се изрази чрез диаграмата:

H2SO4∙ п SO 3 + H 2 O = H 2 SO 4

Сярната киселина има разнообразни приложения в широк спектър от приложения национална икономика. Използва се за изсушаване на газове, при производството на други киселини, за производство на торове, различни багрила и лекарства.

Соли на сярна киселина

Повечето сулфати са силно разтворими във вода (CaSO 4 е слабо разтворим, PbSO 4 е още по-малко разтворим и BaSO 4 е практически неразтворим). Някои сулфати, съдържащи вода от кристализация, се наричат витриоли:

CuSO 4 ∙ 5H 2 O меден сулфат

FeSO 4 ∙ 7H 2 O железен сулфат

Всеки има соли на сярната киселина. Връзката им с топлината е специална.

Сулфатите на активните метали (,) не се разлагат дори при 1000 o C, докато други (Cu, Al, Fe) се разлагат при леко нагряване до метален оксид и SO 3:

CuSO 4 = CuO + SO 3

Изтегляне:

Изтеглете безплатно резюме по темата: "Производство на сярна киселина по контактен метод"

Можете да изтеглите резюмета по други теми

*в записаното изображение е снимка на меден сулфат

Сярата се намира в група VIa Периодична таблица химически елементи DI. Менделеев.
Отвън енергийно нивосярата съдържа 6 електрона, които имат 3s 2 3p 4. В съединения с метали и водород сярата проявява отрицателна степен на окисление на елементи -2, в съединения с кислород и други активни неметали - положителна +2, +4, +6. Сярата е типичен неметал; в зависимост от вида на трансформацията може да бъде окислител и редуциращ агент.

Намиране на сяра в природата

Сярата се намира в свободно (естествено) състояние и свързана форма.

Най-важните естествени серни съединения:

FeS 2 - железен пирит или пирит,

ZnS - цинкова бленда или сфалерит (вюрцит),

PbS - оловен блясък или галенит,

HgS - цинобър,

Sb 2 S 3 - стибнит.

Освен това сярата присъства в петрола, природните въглища, природните газове, естествени води(под формата на сулфатен йон и определя „постоянната” твърдост на прясната вода). В косата е концентриран жизненоважен елемент за висшите организми, неразделна част от много протеини.

Алотропни модификации на сярата

Алотропия- това е способността на един и същ елемент да съществува в различни молекулни форми (молекулите съдържат различен брой атоми от един и същ елемент, например O 2 и O 3, S 2 и S 8, P 2 и P 4 и др. ).

Сярата се отличава със способността си да образува стабилни вериги и цикли от атоми. Най-стабилни са S8, които образуват орторомбична и моноклинна сяра. Това е кристална сяра - крехко жълто вещество.

Отворените вериги имат пластична сяра, кафяво вещество, което се получава чрез рязко охлаждане на разтопена сяра (пластмасовата сяра става крехка след няколко часа, придобива жълт цвят и постепенно се превръща в ромбична).

1) ромбичен - S 8

t°pl. = 113°С; r = 2,07 g/cm3

Най-стабилната модификация.

2) моноклинен - тъмно жълти игли

t°pl. = 119°С; r = 1,96 g/cm3

Стабилен при температури над 96°C; при нормални условия се превръща в ромбичен.

3) пластмаса - кафява гумеподобна (аморфна) маса

Нестабилна, при втвърдяване се превръща в ромбична

Получаване на сяра

Промишленият метод е топенето на рудата с помощта на пара.
Непълно окисляване на сероводород (с липса на кислород):

2H 2 S + O 2 → 2S + 2H 2 O

Реакцията на Вакенрьодер:

2H 2 S + SO 2 → 3S + 2H 2 O

Химични свойства на сярата

Окислителни свойства на сярата
(С 0 + 2ē→ С -2 )

1) Сярата реагира с алкални вещества без нагряване:

S + O 2 – t° → S +4 O 2

2S + 3O 2 – t °; pt → 2S +6 O 3

4) (с изключение на йод):

S+Cl2 → S +2 Cl 2

S + 3F 2 → SF 6

Със сложни вещества:

5) с киселини - окислители:

S + 2H 2 SO 4 (конц.) → 3S +4 O 2 + 2H 2 O

S + 6HNO 3 (конц.) → H 2 S +6 O 4 + 6NO 2 + 2H 2 O

Реакции на диспропорционалност:

6) 3S 0 + 6KOH → K 2 S +4 O 3 + 2K 2 S -2 + 3H 2 O

7) сярата се разтваря в концентриран разтворнатриев сулфит:

S 0 + Na 2 S +4 O 3 → Na 2 S 2 O 3 натриев тиосулфат

Степента на окисление +4 за сярата е доста стабилна и се проявява в SHal 4 тетрахалогениди, SOHal 2 оксодихалиди, SO 2 диоксид и съответните им аниони. Ще се запознаем със свойствата на серния диоксид и сярната киселина.

1.11.1. Серен (IV) оксид Структура на молекулата so2

Структурата на молекулата SO 2 е подобна на структурата на молекулата на озона. Серният атом е в състояние на sp 2 хибридизация, формата на орбиталите е правилен триъгълник, а формата на молекулата е ъглова. Атомът на сярата има несподелена двойка електрони. Дължината на връзката S–O е 0,143 nm, а ъгълът на връзката е 119,5°.

Структурата съответства на следните резонансни структури:

За разлика от озона, множествеността на връзката S–O е 2, т.е. основният принос има първата резонансна структура. Молекулата се характеризира с висока термична стабилност.

Физични свойства

При нормални условия серният диоксид или серният диоксид е безцветен газ с остра задушлива миризма, температура на топене -75 °C, точка на кипене -10 °C. Той е силно разтворим във вода при 20 °C, 40 обема серен диоксид се разтварят в 1 обем вода. Токсичен газ.

Химични свойства на серен (IV) оксид

Серният диоксид е силно реактивен.

SO 2 + H 2 O = H 2 SO 3 = H + + HSO 3 - = 2H + + SO 3 2-.

В резултат на дисоциацията се образуват протони, така че разтворът има кисела среда.

Когато газът серен диоксид преминава през разтвор на натриев хидроксид, се образува натриев сулфит. Натриевият сулфит реагира с излишния серен диоксид, за да образува натриев хидросулфит:

2NaOH + SO 2 = Na 2 SO 3 + H 2 O;

Na 2 SO 3 + SO 2 = 2NaHSO 3.

Серният диоксид се характеризира с редокс двойственост, например проявява редуциращи свойства и обезцветява бромната вода:

SO 2 + Br 2 + 2H 2 O = H 2 SO 4 + 2HBr

и разтвор на калиев перманганат:

5SO 2 + 2KMnO 4 + 2H 2 O = 2KНSO 4 + 2MnSO 4 + H 2 SO 4.

окислен от кислород до серен анхидрид:

2SO 2 + O 2 = 2SO 3.

Той проявява окислителни свойства при взаимодействие със силни редуциращи агенти, например:

SO 2 + 2CO = S + 2CO 2 (при 500 °C, в присъствието на Al 2 O 3);

SO 2 + 2H 2 = S + 2H 2 O.

Получаване на серен (IV) оксид

Изгаряне на сяра във въздуха

S + O 2 = SO 2.

Окисление на сулфиди

4FeS 2 + 11O 2 = 2Fe 2 O 3 + 8SO 2.

Ефект на силни киселини върху метални сулфити

Na 2 SO 3 + 2H 2 SO 4 = 2NaHSO 4 + H 2 O + SO 2.

1.11.2. Сярна киселина и нейните соли

Когато серен диоксид се разтваря във вода, се образува слаба сярна киселина, по-голямата част от разтворения SO 2 е под формата на хидратирана форма SO 2 ·H 2 O при охлаждане също се отделя кристален хидрат, само малка част от молекулите на сярната киселина се дисоциират на сулфитни и хидросулфитни йони. В свободно състояние киселината не се отделя.

Като двуосновен, той образува два вида соли: средни - сулфити и кисели - хидросулфити. Във вода се разтварят само сулфити на алкални метали и хидросулфити на алкални и алкалоземни метали.