Сірка

Сірка – елемент VIa групи 3 періоду періодичної таблиці Д.І. Менделєєва. Належить до групи халькогенів - елементів VIa групи.

Сірка – S – проста речовина має світло-жовтий колір. Використовувалась ще до нашої ери у складі священних курінь при релігійних обрядах.

Основний та збуджений стан атома сірки

Електрони s- та p-підрівня здатні розпарюватися і переходити на d-підрівень. Як завжди, кількість валентних електронів відбиває кількість можливих зв'язків в атома.

У різних електронних конфігураціях сірка може приймати валентності: II, IV і VI.

Природні сполуки

• FeS₂ - Пірит, колчедан
• ZnS - цинкова обманка
• PbS - свинцевий блиск (галеніт), Sb₂S₃ - серйозний блиск, Bi₂S₃ - вісмутовий блиск
• HgS - кіновар
• CuFeS₂ - халькопірит
• Cu₂S - халькозин
• CuS - ковеллін
• BaSO₄ - барит, важкий шпат
• CaSO₄ - гіпс

У місцях вулканічної активності трапляються поклади самородної сірки.

У промисловості сірку одержують із природного газу, який містить газоподібні сполуки сірки: H₂S, SO₂.

Сірку можна отримати розкладанням піриту

У лабораторних умовах сірку можна отримати злив розчини двох кислот: сірчаної та сірководневої.

Реакції з неметалами

На повітрі сірка окислюється, утворюючи сірчистий газ - SO₂. Реагує з багатьма неметалами, без нагрівання - лише з фтором.

При нагріванні сірка бурхливо взаємодіє з багатьма металами з утворенням сульфідів.

При взаємодії з концентрованими кислотами (при тривалому нагріванні) сірка окислюється до сірчистого газу чи сірчаної кислоти.

Сірка входить у реакції диспропорціонування з лугами.

Сірка входить у реакції із солями.Наприклад, у киплячому водному розчині сірка може реагувати з сульфітами з утворенням тіосульфатів.

Сірководень - H₂S

Безбарвний газ із характерним запахом тухлих яєць. Вогненебезпечний. Використовується в хімічній промисловості та лікувальних цілях (сірководневі ванни).

Сірководень отримують в результаті реакції сульфіду алюмінію з водою, а також взаємодії розведених кислот з сульфідами.

Сірководень погано дисоціює у воді, є слабкою кислотою. Реагує з основними оксидами, основами з утворенням середніх та кислих солей (залежить від співвідношення основи та кислоти).

KOH + H₂S = KHS + H₂O (гідросульфід калію, надлишок кислоти)

Метали, що стоять у ряді напруги до водню, здатні витіснити водень з кислоти.

Сірководень - сильний відновник (сірка мінімально окислення S 2- ). Горить у кисні синім полум'ям, реагує із кислотами.

Якісною реакцією на сірководень є реакція із солями свинцю, у ході якої утворюється сульфід свинцю.

Оксид сірки - SO₂

Сірчистий газ - SO₂ - при нормальних умовах безбарвний газ з характерним різким запахом (запах сірника, що спалахує).

У промислових умовах сірчистий газ одержують випалом піриту.

У лабораторії SO₂ одержують реакцією сильних кислот на сульфіти. У ході подібних реакцій утворюється сірчиста кислота, що розпадається на сірчистий газ та воду.

Сірчистий газ виходить також у ході реакцій малоактивних металів із сірчаною кислотою.

З основними оксидами, основами утворює солі сірчистої кислоти – сульфіти.

Хімічно сірчистий газ дуже активний. Його відновлювальні властивості продемонстровані в нижченаведених реакціях.

У присутності сильних відновників SO₂ здатний виявляти окисні властивості (знижувати ступінь окиснення).

Сірчиста кислота

Слабка, нестійка двоосновна кислота. Існує лише у розведених розчинах.

Дисоціює у водному розчині східчасто.

У реакціях з основними оксидами, основами утворює солі - сульфіти та гідросульфіти.

H₂SO₃ + KOH = H₂O + KHSO₃ (співвідношення кислота - основа, 1:1)

З сильними відновниками сірчиста кислота бере участь окислювача.

Як і сірчистий газ, сірчиста кислота і її солі мають виражені відновлювальні властивості.

Оксид сірки VI-SO₃

Є найвищим оксидом сірки. Безбарвна летюча рідина із задушливим запахом. Отруйний.

У промисловості даний оксид одержують, окислюючи SO₂ киснем при нагріванні та присутності каталізатора (оксид ванадію - Pr, V₂O₅).

У лабораторних умовах розкладанням солей сірчаної кислоти – сульфатів.

Є кислотним оксидом, що відповідає сірчаній кислоті. При реакції з основними оксидами та основами утворює її солі - сульфати та гідросульфати. Реагує з водою з утворенням сірчаної кислоти.

SO₃ + 2KOH = K₂SO₄ + 2H₂O (підстава надлишку - середня сіль)

SO₃ + KOH = KHSO₄ + H₂O (кислотний оксид у надлишку - кисла сіль)

SO₃ - сильний окислювач. Найчастіше відновлюється до SO₂.

© Беллевич Юрій Сергійович 2018-2024

Ця стаття написана Беллевичем Юрієм Сергійовичем та є його інтелектуальною власністю. Копіювання, розповсюдження (у тому числі шляхом копіювання на інші сайти та ресурси в Інтернеті) або інше використання інформації та об'єктів без попередньої згоди правовласника переслідується за законом. Для отримання матеріалів статті та дозволу їх використання, зверніться, будь ласка, до Беллевичу Юрію.

Бліц-опитування на тему Сірка

Неорганічна хімія: неметали VIА групи та їх сполуки

Сірка (S) у природі зустрічається у з'єднаннях та вільному вигляді. Поширені і сполуки сірки, такі як свинцевий блиск PbS, цинкова обманка ZnS, мідний блиск (Cu_2S). Для отримання сірки основним джерелом служить залізний колчедан (пірит) (FeS_2). Газову сірку одержують із газів, утворених при коксуванні та газифікації вугілля.

Існує кілька відомих алотропних модифікацій сірки:

3) кристалічна ромбічна форма.

При температурі 20-25°C (кімнатна) найбільш стійка жовта ромбічна сірка (a-сірка, (r=2,1~г/см^3)). При температурному інтервалі від (95,4^circ C) до (119,3^circ C) (температура плавлення) найбільш стабільною є моноклінна сірка (b-сірка). При кімнатній температурі кристали сірки моноклинної поступово переходять в моноліт мікроскопічних кристалів ромбічної сірки. При різкому охолодженні сильно нагрітої сірки відбувається утворення пластичної сірки.

Рідше зустрічається пурпурна сірка, що утворюється при швидкій конденсації парів сірки на поверхні, що охолоджується рідким азотом.

Сірка знаходиться у VI групі третього періоду періодичної системи. Має на зовнішньому електронному шарі атома шість електронів.

Виявляє ступінь окиснення від -2 до +6.

Сірка не розчинна у воді, але розчинна в органічних розчинникахх. Є діелектриком.

Сірка - Неметал з типовими для нього властивостями. Взаємодіє з багатьма металами безпосередньо (міддю, залізом, цинком), виділяючи теплоти. Серед металів лише золото, платина та рутеній не вступають у реакцію із сіркою.Взаємодіє також з більшістю неметалів, за винятком азоту та йоду.

Хімічні властивості:

1) при нагріванні сірка реагує з воднем, утворюючи сірководень: (S + H_2 = H_2S);

2) взаємодіючи з металами, сірка утворює сульфіди: (S + Fe = FeS; ~ 2Al + 3S = Al_2S_3 \) ;

3) при спалюванні сірки в струмені кисню утворюється сірчистий газ або сірчистий ангідрид (SO_2: S + O_2 = SO_2);

4) чиста сірка здатна виявляти відновлювальні властивості: (S+2HNO_3=H_2SO_4+2NO).

Сірка використовується у великій кількості у народному господарстві. Сірку використовують для отримання гуми – за допомогою сірки відбувається її затвердіння (вулканізація).

Каучук з високим вмістом сірки називається ебоніт, є якісним електричним ізолятором. Для знищення деяких сільськогосподарських шкідників сірку застосовують як сірчаного кольору. Сірку використовують для приготування сірників, синьої фарби (ультрамарину), сірковуглецю, сірчаної кислоти.

Властивості сірчаної кислоти та її практичне значення

Структура формули сірчаної кислоти:

\(H-OO \ \backslash ~~~~~~ // \ ~~~~S \~/ ~~~~\backslash\backslash \H-OO\)

Отримання: основним методом виробництва сірчаної кислоти з (SO_3) є контактний метод. Спочатку отримують діоксид сірки (SO_2) (спалювання сірки та ін). Найпоширеніший спосіб отримання - випал сірчаного колчедану (FeS_2), потім діоксид сірки (SO_2) окислюють в триоксид сірки (SO_3) контактним методом. Отриманий три-оксид сірки (SO_3) направляють на стадію поглинання, яку проводять концентрованою сірчаною кислотою. Розчин \(SO_3\) в \(H_2SO_4\) називається олеум. Контактним методом отримують 92,5% сірчану кислоту.При нітрозному методі (H_2SO_4) отримують, окислюючи (SO_2) в сірчанокислотному розчині, для цього в якості каталізатора використовують суміш оксидів азоту (NO) і (NO_2). Нітрозним методом отримують 75% сірчану кислоту.

Щоб приготувати розчин сірчаної кислоти, її необхідно виливати у воду тонким струмком, сильно перемішуючи, при цьому у воді утворюються гідрати і відбувається виділення теплоти.

Фізичні властивості: Сірчана кислота - безбарвна в'язка рідина, що має температуру плавлення \(10^\circ C\), температура кипіння \(296^\circ C\) (з розкладанням на \(H_2O\) і \(SO_3\) ). Сірчана кислота – сильна кислота. Концентрована сірчана кислота у великій кількості поглинає пари води, тому її використовують для осушення газів.

Хімічні характеристики.

1. Концентрована сірчана кислота є сильним окислювачем. Окисно-відновні реакції вимагають нагрівання, а продуктом реакції в основному є \(SO_2\) .

2. З металами входить у реакцію по-різному залежно від концентрації. Розведена сірчана кислота взаємодіє з усіма металами, що стоять у ряді напруги до водню. Концентрована сірчана кислота окислює всі метали, що стоять у ряді напруг, і в тому числі срібло.

3. Розведена сірчана кислота взаємодіє з основами, основними та амфотерними оксидами, солями.

Сірчана кислота утворює два види солей: середні (сульфати) та кислі (гідросульфати).

Застосування: сірчана кислота належить до основних продуктів хімічної промисловості. Її використовують для виготовлення фосфорних та азотних добрив, штучних волокон, миючих засобів, вибухових речовин, лікарських препаратів.З її допомогою одержують інші кислоти, сульфати, очищають нафтопродукти, застосовують як електроліт у свинцевих акумуляторах, готують поверхню металів для гальванічних покриттів.

Сірководень та сульфіди

Сірководень ( \(H_2S\) ) – безбарвний газ із різким запахом гниючого білка. У природі зустрічається введення мінеральних ключів на вулканічних газах, гниття покидьків, а також при розкладанні білків загиблих рослин і тварин.

Отримання:

1) прямий синтез з елементів, при температурі (600^ circ C);

2) впливом на сульфіди натрію та заліза соляною кислотою.

Фізичні властивості: сірководень важчий за повітря, дуже отруйний. Зрідження його відбувається за \(-60,8^ \circ C\) , затвердіння – при \(-85,7^ \circ C\) . Легко спалахує на повітрі. Розчинний у воді - при температурі (20 ^ \ circ C \) в 1 літрі води можна розчинити 2,5 літра сірководню, при цьому утворюється сірководнева кислота.

Хімічні властивості: сірководень - сильний відновник, залежно від умов (температура, рН розчину, концентрація окислювача) при взаємодії з окислювачами він окислюється до діоксиду сірки або сірчаної кислоти:

1) горить блакитним полум'ям на повітрі

2) за високої температури розкладається

3) входить у реакцію з галогенами

4) взаємодіє з окислювачами

5) срібло при взаємодії із сірководнем темніє

Застосування: сірководень використовують як хімічний реактив, а також як сировину для отримання сірки та сірчаної кислоти.

Сірководнева кислота – слабка кислота. Водний розчин сірководню.

Сульфіди – середні солі сірководневої кислоти.

Одержання сульфідів:

1) взаємодія металів із сіркою за високої температури: \(Fe+S=FeS\) ;

2) взаємодія зведеними розчинами солей металів: \(CuSO_4+H_2S=CuS+H_2SO_4\);

3) сульфіди піддаються гідролізу

Збовтуючи розчин сульфіду з сіркою можна виявити після випарювання залишок, що містить полісульфіди (багатосірчисті метали).

Полісульфіди - з'єднання з великим вмістом сірки, наприклад \(Na_2S_2\) , \(Na_2S_5\) .

Для сульфідів характерні сполуки змінного складу \((FeS_-FeS_)\) .

Природні сульфіди – основа руд кольорових та рідкісних металів, тому їх використовують у металургії. Деякі сульфіди використовують у виробництві сірчаної кислоти ((FeS_2) – залізний колчедан). У хімічній та легкій промисловості застосовують сульфіди лужних та лужноземельних металів (як основу люмінофорів). В електронній техніці використовують як напівпровідники.

1. Формула, що відповідає електронній конфігурації зовнішнього енергетичного рівня атома селену
2. Кисень слід зберігати в
3. Вкажіть властивість, яка не відповідає кисню.
4. З речовинами якої групи входить у реакцію розчин сірчаної кислоти?
5. Яка схема реакції не характеризує хімічні властивості сірки?
6. Відносна щільність сірководню по гелію
7. Молекула ромбічної сірки складається з
8. Виробництво сірчаної кислоти контактним способом із сірчаного колчедану здійснюється в
9. Об'єм кисню (н. у.), який витрачається для окислення 1,7 г сірководню до діоксиду сірки
10. Ступінь окислення сірки у сірчаній кислоті
11. Кислі солі сірчистої кислоти називають
12. Масова частка сірчаної кислоти в розчині, отриманому при зливанні 400 мл (ρ = 1,1 г/мл) 15% розчину та 60 г сірчаної кислоти
13. Колба з розчином сірчаної кислоти має масу 273 г. Розрахуйте масу колби з розчином після реакції, якщо до нього помістили 27 г алюмінію.
14. Маса солі та об'єм газу, які утворюються при взаємодії 92 г натрію з 261 мл 70%-ного розчину сірчаної кислоти (щільність дорівнює 1,61 г/мл)
15. Вкажіть властивості триоксиду сірки (оксид сірки (VI)).
16. Суміш заліза та цинку масою 82 г на холоді обробили надлишком концентрованої сірчаної кислоти, при цьому виділилося 8,96 л газу. Визначте маси заліза та цинку в суміші.
17. Сірчистий газ та оксид сірки (VI) реагують з
18. Вкажіть ступеня окислення азоту в наступних сполуках: N \(_2\) O \(_5\) , N \(_2\) , NH \(_4\) Cl.
19. Вкажіть три речовини, з якими сірка входить у реакцію.
20. При взаємодії 163,3 г розчину 30% сірчаної кислоти з магнієм утворилося 90 г солі. Вихід продукту від теоретично можливого становитиме