Как сернистый газ реагирует с водой

ХИМИЯ – это область чудес, в ней скрыто счастье человечества,

величайшие завоевания разума будут сделаны

именно в этой области.(М. ГОРЬКИЙ)

Таблица
Менделеева

Универсальная таблица растворимости

Коллекция таблиц к урокам по химии

Сернистый газ. Сернистая кислота и её соли

I. Cернистый ангидрид; сернистый газ, оксид серы (IV) SO₂

1. Физические свойства

Бесцветный газ с резким запахом; хорошо растворим в воде (в 1V H₂O растворяется 40VSO₂ при н.у.); более чем в два раза тяжелее воздуха, ядовит; t°пл. = -75,5°C; t°кип. = -10°С.

Обесцвечивает многие красители, убивает микроорганизмы.

2. Получение

1) При сжигании серы в кислороде: S + O₂ → SO₂

3) Обработкой солей сернистой кислоты минеральными кислотами: Na₂SO₃ + 2HCl → 2NaCl + SO₂ + H₂O

4) При окислении металлов концентрированной серной кислотой: Cu + 2H₂SO₄(конц) → CuSO₄ + SO₂ + 2H₂O

3. Химические свойства

1) Реакции окисления, SO₂ — восстановитель (S +4 – 2ē → S +6 )

2) Реакции восстановления, SO₂ — окислитель (S +4 + 4ē → S 0 )

SO₂ + С → S + СO₂ (при нагревании)

3) Сернистый ангидрид — кислотный оксид: взаимодействие с водой

При растворении в воде образуется слабая и неустойчивая сернистая кислота H₂SO₃ (существует только в водном растворе)

II. Сернистая кислота и ее соли

1. Сернистая кислота — неустойчивая двухосновная неорганическая кислота средней силы. Отвечает степени окисления серы +4. Химическая формула .

2. Химические свойства

1) Сернистая кислота диссоциирует ступенчато:

H₂SO₃ ↔ H + + HSO₃ — (первая ступень, образуется гидросульфит – анион)

HSO₃ — ↔ H + + SO₃ 2- (вторая ступень, образуется анион сульфит)

H₂SO₃ образует два ряда солей — средние (сульфиты) и кислые (гидросульфиты).

Качественной реакцией на соли сернистой кислоты является взаимодействие соли с сильной кислотой, при этом выделяется газ SO₂ с резким запахом:

2) Раствор сернистой кислоты H₂SO₃ обладает восстановительными свойствами. Сернистая кислота взаимодействует с раствором йода, обесцвечивая его. При этом образуются йодоводородная и серная кислоты.

3) Как и все кислоты, сернистая кислота меняет цвет растворов индикаторов. Метиловый оранжевый в растворе кислоты становится красным. В старину дамские соломенные шляпки отбеливали сернистой кислотой. Раствор сернистой кислоты отбеливает ткани из растительного материала, шерсти, шелка. Видео: «Свойства сернистой кислоты»

4) Взаимодействие со щелочами

Читайте также: Вес трубы 630х8 с водой

5) Взаимодействие с основными оксидами: SO₂ + CaO = CaSO₃

6) Водные растворы сульфитов щелочных металлов окисляются на воздухе:

III. Задания для закрепления

Задание №1 Закончите уравнения химических реакций, составьте электронный баланс, укажите процессы окисления и восстановления, окислитель и восстановитель:

Задание №2 Осуществите превращения по схемам. Уравнения реакций ионного обмена напишите в полном и кратком ионном виде.

Источник

Оксид серы (IV)

Оксид серы (IV) – это кислотный оксид . Бесцветный газ с резким запахом, хорошо растворимый в воде.

Cпособы получения оксида серы (IV)

1. Сжигание серы на воздухе :

2. Горение сульфидов и сероводорода:

2CuS + 3O₂ → 2SO₂ + 2CuO

3. Взаимодействие сульфитов с более сильными кислотами:

Например , сульфит натрия взаимодействует с серной кислотой:

4. Обработка концентрированной серной кислотой неактивных металлов.

Например , взаимодействие меди с концентрированной серной кислотой:

Химические свойства оксида серы (IV)

Оксид серы (IV) – это типичный кислотный оксид. За счет серы в степени окисления +4 проявляет свойства окислителя и восстановителя .

1. Как кислотный оксид, сернистый газ реагирует с щелочами и оксидами щелочных и щелочноземельных металлов .

Например , оксид серы (IV) реагирует с гидроксидом натрия. При этом образуется либо кислая соль (при избытке сернистого газа), либо средняя соль (при избытке щелочи):

SO_2(изб) + NaOH → NaHSO₃

Еще пример : оксид серы (IV) реагирует с основным оксидом натрия:

2. При взаимодействии с водой S O₂ образует сернистую кислоту. Реакция обратимая, т.к. сернистая кислота в водном растворе в значительной степени распадается на оксид и воду.

3. Наиболее ярко выражены восстановительные свойства SO₂. При взаимодействии с окислителями степень окисления серы повышается.

Например , оксид серы окисляется кислородом на катализаторе в жестких условиях. Реакция также сильно обратимая:

Сернистый ангидрид обесцвечивает бромную воду:

Азотная кислота очень легко окисляет сернистый газ:

Озон также окисляет оксид серы (IV):

Качественная реакция на сернистый газ и на сульфит-ион – обесцвечивание раствора перманганата калия:

Оксид свинца (IV) также окисляет сернистый газ:

4. В присутствии сильных восстановителей SO₂ способен проявлять окислительные свойства.

Например , при взаимодействии с сероводородом сернистый газ восстанавливается до молекулярной серы:

Оксид серы (IV) окисляет угарный газ и углерод:

SO₂ + 2CO → 2СО₂ + S

Источник

Свойства сернистой кислоты и её взаимодействие с другими веществами

Сернистая кислота — что она собой представляет

Сернистая кислота — это двухосновная кислородсодержащая кислота.

Сернистая кислота является неустойчивым веществом, распадающимся на диоксид серы S O 2 и воду. Валентность серы в сернистой кислоте равна IV, а степень окисления: +4. Структурная формула выглядит так:

Формула серной кислоты в химии — H 2 S O 4 . Степень окисления серы: +6. Данные характеристики отличают соединение от сернистой кислоты. Серная кислота может существовать в виде разбавленных и концентрированных растворов. Сернистую кислоту лишь называют кислотой, так как вещество может существовать в только в разбавленном водном растворе, в чистом виде не выделяется. В процессе концентрации определенное количество кислоты, которое превышает максимальную концентрацию, распадается. В результате происходит образование воды и сернистого ангидрида S O 2 . По этой причине водный раствор сернистой кислоты всегда обладает запахом сернистого ангидрида, то есть сгоревшей головки спички. Серная кислота не имеет запаха. Концентрированная серная кислота практически в два раза тяжелее, чем сернистая.

Химические и физические свойства

Сернистый ангидрид S O 2 представляет собой бесцветный газ и обладает резким запахом.

Физические свойства сернистой кислоты:

не имеет цвета;
существует только в водном растворе;
имеет характерный резкий запах;
хорошо растворяется в воде;
при контакте с красителями обесцвечивает их;
убивает микроорганизмы.

Сернистая кислота в водном растворе является слабым электролитом. Диссоциация протекает обратимо по двум ступеням.

H 2 S O 3 ↔ H S O 3 – + H +

H S O 3 – ↔ S O 3 2 – + H +

В процессе самопроизвольного распада сернистой кислоты образуются диоксид серы и вода.

H 2 S O 3 ↔ S O 2 + H 2 O

Сернистая кислота вступает в химическую реакцию с сильными основаниями и их оксидами.

Взаимодействие сернистой кислоты с гидроксидами таких щелочных металлов, как натрий и калий, описывается уравнениями:

H 2 S O 3 + К О Н → K H S О 3 + H 2 O

H 2 S O 3 + 2 К О Н → К 2 S О 3 + 2 H 2 O

Среди всех химических свойств сернистой кислоты наиболее ярко выражены ее восстановительные свойства. Взаимодействуя с окислителями, сера повышают собственную степень окисления.

Обесцвечивание бромной воды с помощью сернистой кислоты:

H 2 S O 3 + B r 2 + H 2 O → H 2 S O 4 + 2 H B r

Процесс окисления сернистой кислоты азотной протекает достаточно легко по уравнению:

H 2 S O 3 + 2 H N O 3 → H 2 S O 4 + 2 N O 2 + H 2 O

Окисление сернистой кислоты с помощью озона:

H 2 S O 3 + O 3 → H 2 S O 4 + O 2

При контакте с сильными восстановителями могут проявляться окислительные свойства сернистой кислоты.

Взаимодействие сернистой кислоты и сероводорода сопровождается ее восстановлением до элементарной серы:

H 2 S O 3 + 2 Н 2 S → 3 S + 3 H 2 O

Качественная реакция на сернистую кислоту

Качественная реакция на сернистую кислоту представляет собой обесцвечивание раствора перманганата калия:

5 H 2 S O 3 + 2 K M n O 4 → 2 H 2 S O 4 + 2 M n S O 4 + K 2 S O 4 + 3 H 2 O

Качественная реакция на соли сернистой кислоты (сульфиты) представляет собой химическую реакцию их растворов с сильными кислотами, которая сопровождается выделением газа S O 2 , обладающего резким запахом:

N a 2 S O 3 + 2 H C l → 2 N a C l + S O 2 ↑ + H 2 O

2 H + + S O 3 2 – → S O 2 ↑ + H 2 O

Способы получения и как применяется

Сернистую кислоту синтезируют с помощью растворения сернистого газа ( S O 2 ) в воде ( H 2 O ) . Процесс можно наблюдать опытным путем. Необходимо взять концентрированную серную кислоту ( H 2 S O 4 ) , медь ( C u ) и пробирку. Алгоритм действий таков:

аккуратно добавить в пробирку концентрированную серную кислоту;
поместить в пробирку, содержащую кислоту, кусочек меди;
смесь требуется нагреть.

Далее можно наблюдать реакцию, протекающую по уравнению:

C u ( м е д ь ) + 2 H 2 S O 4 ( с е р н а я к и с л о т а ) = C u S O 4 ( с у л ь ф а т с е р ы ) + S O 2 ( с е р н и с т ы й г а з ) + H 2 O ( в о д а )

Затем поток сернистого газа следует направить в пробирку с водой. При нахождении в ней газообразное вещество растворяется, частично протекает химическая реакция с водой. В итоге синтезируется сернистая кислота:

S O 2 ( с е р н и с т ы й г а з ) + H 2 O ( в о д а ) = H 2 S O 3

Таким образом с помощью пропускания сернистого газа через воду получают сернистую кислоту.

В процессе экспериментов с сернистым газом необходимо использовать индивидуальные средства защиты, так как вещество раздражает слизистую оболочку дыхательных путей. Подобное воздействие сопровождается воспалительным процессом и потерей аппетита. Длительное вдыхание сернистого газа приводит к потере сознания.

Сернистая кислота нашла применение в качестве восстановителя. Вещество используют для беления шерсти, шелка и других материалов, которые не способны выдержать отбеливание сильными окислителями в виде хлора. Сернистую кислоту используют в процессе консервирования плодов и овощей, а также для:

обесцвечивания натуральных тканей, древесной массы, бумаги;
консервации, антисептической обработки — к примеру, для защиты от ферментации зерна в производстве крахмала, предотвращения процесса брожения в бочках вина;
переработки древесной щепы в сульфитную беленую целлюлозу, необходимую для изготовления бумаги.

В процессе обработки древесного сырья на бумажном производстве используют раствор гидросульфита кальция ( C a ( H S O 3 ) 2 ) . Вещество является растворителем лигнина, который связывает волокна целлюлозы.

Источник

Основные свойства оксида серы 4, с какими веществами взаимодействует

Оксид серы (IV) или диоксид — что это за вещество

Оксид серы (IV) является кислотным оксидом, бесцветным газообразным веществом, обладающим резким запахом (как у загорающейся спички) и хорошо растворимым в воде.

Источник: wikipedia.org Источник: wikipedia.org

Химическая формула диоксида серы:

Основные физические и химические свойства, с какими веществами взаимодействует

Вещество S O 2 под названием сернистый газ является ядовитым. Диоксид серы тяжелее воздуха более чем в два раза. При комнатной температуре в одном объеме воды растворяется примерно 40 объемов сернистого газа, что сопровождается образованием сернистой кислоты H 2 S O 3 . При повышении давления при комнатной температуре вещество сжижается. Оксид серы (IV) представляет собой один из основных компонентов вулканических газов.

Физические характеристики оксида серы (IV):

бесцветный газ;
растворяется в воде, этаноле, серной кислоте;
молярная масса — 64,054 г/моль;
плотность — 0,002927 г/см^3;
энергия ионизации — 12,3 ± 0,1 эВ;
температура плавления: –75,5°C;
температура кипения: –10,01°C.

Оксид серы (IV) относится к кислотным оксидам. Благодаря содержанию в веществе серы в степени окисления + 4 S O 2 способен играть роль и окислителя, и восстановителя в химических реакциях.

Являясь кислотным оксидом, сернистый газ вступает в химические реакции со щелочами и оксидами щелочных и щелочноземельных металлов.

Взаимодействие оксида серы (IV) с гидроксидом натрия сопровождается образованием либо кислой соли (при условии избытка сернистого газа), либо средней соли (если щелочь в избытке):

S O 2 + 2 N a O H ( и з б ) → N a 2 S O 3 + H 2 O

S O 2 ( и з б ) + N a O H → N a H S O 3

Уравнение реакции оксида серы (IV) с основным оксидом натрия:

S O 2 + N a 2 O → N a 2 S O 3

В процессе реакции оксида серы (IV) с водой образуется сернистая кислота. Данный процесс является обратимым. Это связано со способностью сернистой кислоты распадаться в значительной степени в водном растворе, что приводит к образованию оксида и воды.

S O 2 + H 2 O ↔ H 2 S O 3

У S O 2 наиболее ярко выражены восстановительные свойства. В процессе взаимодействия вещества с окислителями повышается степень окисления серы.

Окисление оксида серы кислородом на катализаторе в жестких условиях (процесс является обратимым):

2 S O 2 + O 2 ↔ 2 S O 3

Обесцвечивание бромной воды сернистым ангидридом:

S O 2 + B r 2 + 2 H 2 O → H 2 S O 4 + 2 H B r

Процесс окисления сернистого газа с помощью азотной кислоты протекает легко:

S O 2 + 2 H N O 3 → H 2 S O 4 + 2 N O 2

Процесс окисления оксида серы (IV) с помощью озона:

S O 2 + O 3 → S O 3 + O 2

Окисление сернистого газа оксидом свинца (IV):

S O 2 + P b O 2 → P b S O 4

При контакте с сильными восстановителями S O 2 может проявлять окислительные свойства.

Взаимодействие с сероводородом приводит к восстановлению сернистого газа до молекулярной серы:

S O 2 + 2 Н 2 S → 3 S + 2 H 2 O

Окисление оксидом серы (IV) угарного газа и углерода:

S O 2 + 2 C O → 2 С О 2 + S

S O 2 + С → S + С O 2

Качественные реакции, как проходит горение

Качественная реакция на сернистый газ и на сульфит-ион представляет собой процесс обесцвечивания раствора перманганата калия:

5 S O 2 + 2 H 2 O + 2 K M n O 4 → 2 H 2 S O 4 + 2 M n S O 4 + K 2 S O 4

Двуокись серы является продуктом горения серы или горящих материалов, в состав которых входит сера:

Δ H = − 297 к Д ж / м о л ь

С целью повышения интенсивности горения сжиженную серу (140-150°C, 284–302°F) распыляют с помощью специальной насадки, что приводит к образованию мелких капель серы, обладающих большой площадью поверхности. Реакция является экзотермической. В процессе температура повышается до 1000-1600°C. Произведенное тепло по большей части утилизируют с помощью производства пара, который в дальнейшем может быть преобразован в электрическую энергию. Сходным образом происходит горение сероводорода и сероорганических соединений. К примеру:

2 Н 2 S + 3 О 2 → 2 Н 2 О + 2 S O 2

В процессе обжига сульфидных руд, например, пирита, сфалерита и сульфида ртути, аналогично происходит выделение :

4 F e S 2 + 11 O 2 → 2 F e 2 O 3 + 8 S O 2

2 Z n S + 3 O 2 → 2 Z n O + 2 S O 2

H g S + O 2 → H g + S O 2

4 F e S + 7 O 2 → 2 F e 2 O 3 + 4 S O 2

Данные реакции, протекающие при извержении вулканов, в комплексе служат наиболее крупным источником диоксида серы. В результате таких явлений может происходить выброс миллионов тонн S O 2 .

Как получить, особенности применения

Существуют разные способы получения оксида серы (IV).

Сжигание серы на воздухе:

Горение сульфидов и сероводорода:

2 H 2 S + 3 O 2 → 2 S O 2 + 2 H 2 O

2 C u S + 3 O 2 → 2 S O 2 + 2 C u O

Оксид серы (IV) получают в результате реакции взаимодействия сульфитов с более сильными кислотами. В качестве примера можно привести реакцию сульфита натрия с серной кислотой:

N a 2 S O 3 + H 2 S O 4 → N a 2 S O 4 + S O 2 + H 2 O

При обработке концентрированной серной кислотой неактивных металлов получают S O 2 . К примеру, такой результат можно наблюдать при взаимодействии меди с концентрированной серной кислотой:

C u + 2 H 2 S O 4 → C u S O 4 + S O 2 + 2 H 2 O

Сферы применения оксида серы (IV):

текстильная промышленность, отбеливание различных изделий и материалов, чувствительных к хлору;
сельское хозяйство, борьба с вредными микроорганизмами, обработка теплиц, погребов, овощехранилищ и складов;
виноделие, S O 2 применяют как консервант в виде пищевой добавки Е 220 ;
извлечение серы из отходящих газов металлургической промышленности;
получение различных солей сернистой кислоты.

Источник

Как сернистый газ реагирует с водой

Соединения серы +4: сернистый газ, сернистая кислота и её соли сульфиты.

Химические свойства сульфитов