Реакция серного ангидрида с водой

Оксид серы (VI)

Оксид серы (VI) – это кислотный оксид. При обычных условиях – бесцветная ядовитая жидкость. На воздухе «дымит», сильно поглощает влагу.

Способы получения. Оксид серы (VI) получают каталитическим окислением оксида серы (IV) кислородом.

Сернистый газ окисляют и другие окислители, например , озон или оксид азота (IV):

Еще один способ получения оксида серы (VI) – разложение сульфата железа (III):

Химические свойства оксида серы (VI)

1. Оксид серы (VI) активно поглощает влагу и реагирует с водой с образованием серной кислоты:

2. Серный ангидрид является типичным кислотным оксидом , взаимодействует с щелочами и основными оксидами.

Например , оксид серы (VI) взаимодействует с гидроксидом натрия. При этом образуются средние или кислые соли:

Еще пример : оксид серы (VI) взаимодействует с оксидом оксидом (при сплавлении):

SO₃ + MgO → MgSO₄

3. Серный ангидрид – очень сильный окислитель , так как сера в нем имеет максимальную степень окисления (+6). Он энергично взаимодействует с такими восстановителями, как йодид калия, сероводород или фосфор:

4. Растворяется в концентрированной серной кислоте, образуя олеум – раствор SO₃ в H₂SO₄.

Источник

Свойства сернистого и серного ангидрида

Свойства сернистого ангидрида. Состав сернистого ангидрида, называемого также сернистым газом или двуокисью серы, выражается формулой S02. Относитель­ная молекулярная масса сернистого ангидрида 64,063. Это бесцветный газ с резким запахом, сильно раздража­ющий слизистые оболочки глаз и дыхательные пути. Он в 2,26 раза тяжелее воздуха. При атмосферном дав­лении S02 легко превращается в жидкость, когда темпе­ратура понижается до —10,1° С, и замерзает при —73° С.

Сернистый ангидрид хорошо растворяется в воде: в одном объеме воды при 20° С его растворяется около 40 объемов. Реакция растворения SO2 в воде экзотермична, т. е. при растворении выделяется тепло в количестве 34,4 кДж/моль (8,2 ккал/моль). Растворимость SO2 в воде понижается с повышением температуры. ‘Гак, если при 0° С и атмосферном давлении в 1 л воды растворя­ется 228,5 г сернистого ангидрида, то при 50° С и том же давлении растворяется только 38 г. При растворении сернистого ангидрида в воде образуется сернистая кис­лота:

S02-f-H20 — H2S03 (22)

Сернистая кислота — нестойкое соединение и может существовать только в растворе.

Растворимость сернистого ангидрида в серной кислоте меньше, чем в воде. С повышением концентрации серной кислоты растворимость сернистого ангидрида в ней уменьшается, достигая минимального значения при 85%-»ом содержании H2SO4, а затем вновь увеличива­ется.

В присутствии катализатора сернистый ангидрид окис­ляется до серного;

При взаимодействии с хлором сернистый ангидрид образует хлористый сульфурил:

S02+CI2 — S02C1.2 (24)

Сернистый ангидрид может быть превращен в жид­кость при 15°С и давлении 2,6-105 Па. С повышением температуры необходимое давление увеличивается; так, при 70° С оно должно быть уже 135,3-105 Па. Сернистый ангидрид может быть как окислителем, так и восстано­вителем.

Свойства серного ангидрида. Состав серного ангидри­да, называемого также трехокисью серы, выражается формулой SO3. Относительная молекулярная масса сер­ного ангидрида 80,062. Серный ангидрид в обычных ус­ловиях представляет собой бесцветный газ, который на воздухе мгновенно вступает в реакцию с парами воды. При этом образуется туман серной кислоты, представ­ляющий собой мельчайшие капли серной кислоты, взве­шенные в воздухе.

При температуре выше 44,75° С серный ангидрид су­ществует в газообразном состоянии. С понижением тем­пературы он превращается в бесцветную жидкость. Су­ществует также твердый серный ангидрид, причем он образует три кристаллические модификации: а, р, у — Каждой из этих модификаций соответствуют следующие температуры плавления: 16,8; 31,5; 62,2° С. Строения кристаллических решеток этих модификаций различны; различны также давления паров, химическая активность и другие свойства. а-Форма представляет собой мономер S03, ари у — полимеры S03: (S03)n, диссоциирующие при нагревании

Реакции кристаллизации и полимеризации серного ангидрида экзотермичны.

С водой газообразный серный ангидрид реагирует очень активно. При этом образуется серная кислота и выделяется большое количество тепла:

SQ,+H20=H2S04+131,1 кДж (31,29 ккал). (26)

Серный ангидрид оказывает сильное водоотнимающее действие и вызывает обугливание растительных и живот­ных тканей. Серный ангидрид — сильный окислитель; окисляя серу, фосфор, углеводороды и другие вещества, он восстанавливается до сернистого ангидрида. Поли­мерные формы серного ангидрида значительно менее активны: менее энергично реагируют с водой, слабо ды­мят на воздухе и проявляют обугливающее действие в незначительной степени.

Жидкий серный ангидрид смешивается с сернистым ангидридом в любых соотношениях. Твердый серный ан­гидрид растворяется в жидком S02, не образуя при этом химических соединений. Газообразный S03 реагирует с хлористым водородом, образуя хлорсульфоновую кисло­ту S02(0H)C1. С азотной кислотой S03 образует соеди­нение (S03)2-HN03.

Источник

Сернистый ангидрид

Сернистый ангидрид, называемый также двуокисью серы и сернистым газом, образуется непосредственно из серы и кислорода при сжигании серы в воздухе или кислороде. Он получается также при прокаливании на воздухе («обжигании») различных сернистых металлов, например железного колчедана:

С помощью этой реакции сернистый ангидрид получают обычно в промышленном масштабе.

Сернистый ангидрид представляет собой бесцветный газ с резким, всем знакомым запахом горящей серы. Он довольно легко сгущается в бесцветную жидкость, кипящую при —10°. При испарении жидкого сернистого ангидрида происходит сильное понижение температуры (до —50°).

Сернистый ангидрид хорошо растворяется в воде. При 20° 1 объем воды растворяет около 40 объемов сернистого ангидрида, который частично вступает в реакцию с водой, образуя сернистую кислоту:

При нагревании, вследствие уменьшения растворимости сернистого ангидрида, равновесие этой реакции смещается влево и постепенно весь растворенный сернистый ангидрид снова выделяется из раствора.

Сернистый ангидрид применяется для беления соломы, шерсти, шелка и как дезинфицирующее средство, убивающее зародыши многих микроорганизмов; сернистым ангидридом окуривают для уничтожения плесневых грибков сырые подвалы и погреба, винные бочки, бродильные чаны и пр.

Сернистая кислота H ₂SO₃ — очень непрочное соединение. Она известна только в водных растворах. При всех попытках выделить сернистую кислоту из воды или получить как-либо иначе в чистом виде она сейчас же распадается на сернистый ангидрид и воду. Так, например, при действии концентрированной серной кислоты на сернистокислый натрий вместо сернистой кислоты выделяется сернистый ангидрид:

Раствор сернистой кислоты необходимо хорошо предохранять от доступа воздуха, иначе сернистая кислота, поглощая из воздуха кислород, довольно быстро окислится в серную кислоту:

Легко окисляясь, сернистая кислота является хорошим восстановителем. Так, например, свободные галогены восстанавливаются ею в галогеноводородные кислоты:

или в ионной форме

Однако иногда сернистая кислота может играть и роль окислителя, например при взаимодействии с таким сильным восстановителем, как сероводород:

В этом случае положительные четырехвалентные атомы серы (в молекулах H₂SО₃) отнимают электроны от отрицательно заряженных ионов S — вследствие чего и те и другие превращаются в электронейтральные атомы серы.

Сернистая кислота двухосновна и образует два ряда солей — средние и кислые соли. Если пропускать сернистый газ в раствор какой-нибудь щелочи, например едкого натра, до насыщения, то получается кислая соль:

При избытке щелочи образуется нормальная соль.

Нормальные соли сернистой кислоты называются сульфитами, а кислые — гидросульфитами.

Как и свободная сернистая кислота, сульфиты легко окисляются кислородом воздуха, переходя в сульфаты —соли серной кислоты. При нагревании сульфиты разлагаются с образованием сульфидов и сульфатов (реакция самоокисления-самовосстановления) :

Некоторые соли сернистой кислоты имеют важное техническое значение и приготовляются в больших количествах. Гидросульфит натрия NaHSO₃ применяется под названием антихлора для уничтожения следов хлора в отбеленных тканях, так как он восстанавливает хлор в хлористый водород:

Гидросульфит кальция Ca (HSO₃)₂ применяется для переработки древесины в так называемую сульфитную целлюлозу, аз которой потом получается бумага.

Вы читаете, статья на тему Сернистый ангидрид

Похожие страницы:

Понравилась статья поделись ей

Источник

Серный ангидрид, серная кислота

Рассмотрим соединения серы в степени окисления +6: это оксид серы (IV) SO₃ и серная кислота H₂SO₄.

SO₃ называют серным ангидридом. Ангидриды — это химические соединения, полученные из другого соединения путем удаления воды. Если из формулы H₂SO₄ отнять Н₂О, то получится SO₃ — серный ангидрид серной кислоты.

SO₃ — бесцветная летучая маслянистая жидкость, которая дымит на воздухе.

1) Окисление сернистого газа происходит при нагревании и с катализатором оксидом ванадия (V) V₂O_5.

2) Разложение сульфатов при нагревании:

1) Взаимодействие с водой:

2) Взаимодействие с щелочами:

При избытке кислотного оксида образуются кислые соли гидросульфаты:

3) Взаимодействие с основными оксидами:

H₂SO₄ — тяжелая маслянистая жидкость, при растворении в воде выделяется большое количество тепла (энергии), обладает водоотнимающими свойствами. До ХХ века кислоту называли «купоросным маслом».

Серная кислота — очень едкое и токсичное вещество. При попадании на кожу оставляет ожоги, поэтому при работе с ней необходимо быть аккуратным. Важно знать правило растворения кислоты в воде: КИСЛОТУ ДОБАВЛЯЮТ В ВОДУ, А НЕ НАОБОРОТ. Кислоту наливают в стакан с водой тоненькой струйкой и маленькими порциями. Если провести растворение наоборот, кислота начнет бурно кипеть и может выплеснуться из стакана. Это все равно, что налить воды в раскаленное масло.

Данные реакции самостоятельно не проводить!

Для получение серной кислоты на производстве используют «Контактный способ», который включает в себя 3 стадии. Рассмотри каждый из них:

I) В первой стадии контактного способа происходит обжиг соединений, имеющие в себе элемент S. Для этого можно использовать различные сульфиды, самородки серы, но чаще всего на производстве обжигают пирит . Первоначально минерал пирит измельчают и помещают в печь, где его нагревают с доступом воздуха. В печь постоянно подают новые порции кислорода.

В результате реакции образуется огарок (это различные оксиды железа, которые далее можно использовать для получения чистого железа) и сернистый газ, который переходит в другой отсек, где он охлаждается и очищается от примесей.

II) Во второй стадии процесса сернистый газ переходит в контактный аппарат. В данном аппарате смесь сернистого газа и кислорода нагревается при 500°С и образуется серный ангидрид. Данную реакцию проводят при катализаторе оксид ванадия (V) V₂O₅ для ускорения реакции. Можно, конечно, использовать платину в качестве катализатора, но она слишком дороговата для промышленного производства.

III) Полученный серный ангидрид SO₃ отправляют в поглотительную башню. Его растворяют в концентрированной серной кислоте, в результате чего образуется олеум — смесь серной кислоты и серного ангидрида.

Данное уравнение можно записать, как SO₃ + H₂O = H₂SO₄, однако оно является не совсем точным. Воду использовать нельзя из-за образования тумана.

Источник

Оксиды серы. Серная кислота

Сера с кислородом образует два оксида: SO₂ – оксид серы (IV) и SO₃ – оксид серы (VI).

Оксид серы (IV) — SO₂ (сернистый газ, сернистый ангидрид)

Сернистый газ – это бесцветный газ с резким запахом, ядовит. Тяжелее воздуха более чем в два раза. Хорошо растворяется в воде. При комнатной температуре в одном объёме воды растворяется около 40 объёмов сернистого газа, при этом образуется сернистая кислота H₂SO₃.

Химические свойства

Сернистый газ – типичный кислотный оксид. Он взаимодействует:

а) с основаниями, образуя два типа солей: кислые (гидросульфиты) и средние (сульфиты):

б) с основными оксидами:

Сернистая кислота существуют только в растворе, относится к двухосновным кислотам. Сернистая кислота обладает всеми общими свойствами кислот.

Окислительно – восстановительные свойства

В окислительно-восстановительных процессах сернистый газ может быть как окислителем, так и восстановителем, потому что атом серы в этом соединении имеет промежуточную степень окисления +4.

Как окислитель SO₂ реагирует с более сильными восстановителями, например с сероводородом:

Как восстановитель SO₂ реагирует с более сильными окислителями, например с кислородом в присутствии катализатора, с хлором и т.д.:

Получение

1) Сернистый газ образуется при горении серы:

2) В промышленности его получают при обжиге пирита:

3) В лаборатории сернистый газ можно получить:

а) при действии кислот на сульфиты:

б) при взаимодействии концентрированной серной кислоты с тяжелыми металлами:

Применение

Сернистый газ находит широкое применение в текстильной промышленности для отбеливания различных изделий. Кроме того, его используют в сельском хозяйстве для уничтожения вредных микроорганизмов в теплицах и погребах. В больших количествах SO₂ идет на получение серной кислоты.

Оксид серы (VI) – SO₃ (серный ангидрид)

Серный ангидрид SO₃ – это бесцветная жидкость, которая при температуре ниже 17 о С превращается в белую кристаллическую массу. Очень хорошо поглощает влагу (гигроскопичен).

Химические свойства

Как типичный кислотный оксид серный ангидрид взаимодействует:

а) с основаниями, образуя два типа солей – кислые (гидросульфиты) и средние (сульфаты):

Особым свойством SO₃ является его способность хорошо растворяться в серной кислоте. Раствор SO₃ в серной кислоте имеет название олеум.

Оксид серы (VI) характеризуется сильными окислительными свойствами (обычно восстанавливается до SO₂):

Получение и применение

Серный ангидрид образуется при окислении сернистого газа:

В чистом виде серный ангидрид практического значения не имеет. Он получается как промежуточный продукт при производстве серной кислоты.

Серная кислота H₂SO₄

Упоминания о серной кислоте впервые встречаются у арабских и европейских алхимиков. Ее получали, прокаливая на воздухе железный купорос (FeSO₄∙7H₂O): 2FeSO₄ = Fe₂O₃ + SO₃↑ + SO₂↑ либо смесь серы с селитрой: 6KNO₃ + 5S = 3K₂SO₄ + 2SO₃↑ + 3N₂↑, а выделяющиеся пары серного ангидрида конденсировали. Поглощая влагу, они превращались в олеум. В зависимости от способа приготовления H₂SO₄ называли купоросным маслом или серным маслом. В 1595 г. алхимик Андреас Либавий установил тождественность обоих веществ.

Долгое время купоросное масло не находило широкого применения. Интерес к нему сильно возрос после того, как в XVIII в. был открыт процесс получения из индиго индигокармина – устойчивого синего красителя. Первую фабрику по производству серной кислоты основали недалеко от Лондона в 1736 г. Процесс осуществляли в свинцовых камерах, на дно которых наливали воду. В верхней части камеры сжигали расплавленную смесь селитры с серой, затем туда запускали воздух. Процедуру повторяли до тех пор, пока на дне ёмкости не образовывалась кислота требуемой концентрации.

В XIX в. способ усовершенствовали: вместо селитры стали использовать азотную кислоту (она при разложении в камере даёт NO₂). Чтобы возвращать в систему нитрозные газы были сконструированы специальные башни, которые и дали название всему процессу – башенный процесс. Заводы, работающие по башенному методу, существуют и в наше время.

Серная кислота

Серная кислота – это тяжелая маслянистая жидкость без цвета и запаха, гигроскопична; хорошо растворяется в воде. При растворении концентрированной серной кислоты в воде выделяется большое количество тепла, поэтому ее надо осторожно приливать в воду (а не наоборот!) и перемешивать раствор.

Раствор серной кислоты в воде с содержанием H₂SO₄ менее 70% обычно называют разбавленной серной кислотой, а раствор более 70% — концентрированной серной кислотой.

Химические свойства

Разбавленная серная кислота проявляет все характерные свойства сильных кислот. Она реагирует:

Процесс взаимодействия ионов Ва 2+ с сульфат-ионами SO₄ 2+ приводит к образованию белого нерастворимого осадка BaSO₄. Это качественная реакция на сульфат-ион.

Окислительно – восстановительные свойства

В разбавленной H₂SO₄ окислителями являются ионы водорода Н + , а в концентрированной – сульфат-ионы SO₄ 2+ . Ионы SO₄ 2+ являются более сильными окислителями, чем ионы Н + (см.схему).

В разбавленной серной кислоте растворяются металлы, которые в электрохимическом ряду напряжений находятся до водорода. При этом образуются сульфаты металлов и выделяется водород:

Металлы, которые в электрохимическом ряду напряжений находятся после водорода, не реагируют с разбавленной серной кислотой:

Концентрированная серная кислота является сильным окислителем, особенно при нагревании. Она окисляет многие металлы, неметаллы и некоторые органические вещества.

При взаимодействии концентрированной серной кислоты с металлами, которые в электрохимическом ряду напряжений находятся после водорода (Cu, Ag, Hg), образуются сульфаты металлов, а также продукт восстановления серной кислоты – SO₂.

Реакция серной кислоты с цинком

Более активными металлами (Zn, Al, Mg) концентрированная серная кислота может восстанавливаться до свободной серы или сероводорода. Например, при взаимодействии серной кислоты с цинком, магнием, алюминием в зависимости от концентрации кислоты одновременно могут образовываться различные продукты восстановления серной кислоты – SO₂, S, H₂S:

На холоде концентрированная серная кислота пассивирует некоторые металлы, например алюминий и железо, поэтому ее перевозят в железных цистернах:

Концентрированная серная кислота окисляет некоторые неметаллы (серу, углерод и др.), восстанавливаясь до оксида серы (IV) SO₂:

Получение и применение

Реакция серной кислоты с сахаром

В промышленности серную кислоту получают контактным способом. Процесс получения происходит в три стадии:

1. Получение SO₂ путем обжига пирита:

1. Окисление SO₂ в SO₃ в присутствии катализатора – оксида ванадия (V):

Полученный олеум перевозят в железных цистернах. Из олеума получают серную кислоту нужной концентрации, приливая его в воду. Это можно выразить схемой:

Серная кислота находит разнообразное применение в самых различных областях народного хозяйства. Ее используют для осушки газов, в производстве других кислот, для получения удобрений, различных красителей и лекарственных средств.

Соли серной кислоты

Железный купорос

Большинство сульфатов хорошо растворимы в воде (малорастворим CaSO₄, еще менее PbSO₄ и практически нерастворим BaSO₄). Некоторые сульфаты, содержащие кристаллизационную воду, называются купоросами:

CuSO₄ ∙ 5H₂O медный купорос

FeSO₄ ∙ 7H₂O железный купорос

Соли серной кислоты имеют все общие свойства солей. Особенным является их отношение к нагреванию.

Сульфаты активных металлов (Na, K, Ba) не разлагаются даже при 1000 о С, а других (Cu, Al, Fe) – распадаются при небольшом нагревании на оксид металла и SO₃:

Скачать:

Скачать бесплатно реферат на тему: «Производство серной кислоты контактным способом» Производство-серной-кислоты-контактным-способом.docx (232 Загрузки)

Скачать рефераты по другим темам можно здесь

*на изображении записи фотография медного купороса

Похожее

Добавить комментарий Отменить ответ

Репетитор по химии. Занятия проходят онлайн по Скайпу. По всем вопросам пишите в Ватсапп: +7 928 285 70 42

Источник