Соединение диоксида серы с водой

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

Оксид серы (IV)

Оксид серы (IV) – это соединение серы с кислородом. Химическая формула – SO_2.

Другие названия – диоксид (двуокись) серы, сернистый газ, сернистый ангидрид. Является действующим веществом всех серосодержащих удобрений.

Традиционно содержание Серы в удбрениях выражают содержанием Оксида серы. Все свойства Серы, как питательного элемента описаны в статье Сера.

Химические и физические свойства

Диоксид серы – бесцветный газ с резким запахом. Молекула имеет угловую форму.

• Температура плавления – -75,46 °С,
• Температура кипения – -10,6 °С,
• Плотность газа – 2,92655 г/л.

Легко сжижается в бесцветную легкоподвижную жидкость при температуре 25 °С и давлении около 0,5 МПа.

Для жидкой формы плотность равна 1,4619 г/см 3 (при – 10 °С).

Твердый диоксид серы – бесцветные кристаллы, ромбической сингонии.

Диоксид серы заметно диссоциирует только около 2800 °С.

Диссоциация жидкого диоксида серы проходит по схеме:

2SO₂ ↔ SO 2+ + SO₃ 2-

Трехмерная модель молекулы

Растворимость диоксида серы в воде зависит от температуры:

• при 0 °С в 100 г воды растворяется 22,8 г диоксида серы,
• при 20 °С – 11,5 г,
• при 90 °С – 2,1 г.

Водный раствор диоксида серы – это сернистая кислота H₂SO_3.

Диоксид серы растворим в этаноле, H₂SO₄, олеуме, CH₃COOH. Жидкий сернистый ангидрид смешивается в любых соотношениях с SO_3. CHCl₃, CS₂, диэтиловым эфиром.

Жидкий сернистый ангидрид растворяет хлориды. Иодиды и роданиды металлов не растворяются.

Соли, растворенные в жидком диоксиде серы, диссоциируют.

Диоксид серы способен восстанавливаться до серы и окисляться до шестивалентных соединений серы.

Диоксид серы токсичен. При концентрации 0,03–0,05 мг/л раздражает слизистые оболочки, органы дыхания, глаза.

Основной промышленный способ получения диоксида серы – из серного колчедана FeS₂ путем его сжигания и дальнейшей обработки слабой холодной H₂SO_4.

Кроме того, серный диоксид можно получить путем сжигания серы, а также как побочный продукт обжига медных и цинковых сульфидных руд. [2]

Содержание диоксида серы в почве и удобрениях

Неорганические соединения серы представлены сульфатами (гипс CaSO₄•2H₂O, ангидрит CaSO₄) и сульфидами (пирит FeS₂).

Сульфидная сера доступна растениям только после перехода в сульфатную форму. Большая часть серы присутствует в почве в составе органических соединений, не усваиваемых растениями. Только после минерализации органических веществ и перехода серы в сульфатную форму органическая сера становится доступной для растений. [1]

Химическая промышленность не выпускает удобрений с основным действующим веществом диоксидом серы. Однако в качестве примесей он содержится во многих удобрениях. К ним относятся фосфогипс, простой суперфосфат, сульфат аммония, сульфат калия, калимагнезия, гипс, сланцевая зола, навоз, торф и многие другие. [1]

Поглощение диоксида серы растениями

Сера поступает в растения через корни в виде SO₄ 2- и листья в виде диоксида серы. При этом поглощение серы из атмосферы обеспечивает до 80 % потребности растений в данном элементе. В связи с этим вблизи промышленных центров, где атмосфера богата диоксидом серы, растения хорошо обеспечены серой. В удаленных районах количество сернистого ангидрида в осадках и атмосфере сильно снижается и питание растений серой зависит от ее наличия в почве. [2]

Источник

Оксиды серы. Общая характеристика, химические свойства

Большинство школьников знают два оксида серы — SO₂ и SO₃.

Однако, это не все соединения, которые сера образует с кислородом.

Рассмотрим их все.

Монооксид серы — SO

• Встречается только в виде разбавленной газовой фазы;

• после концентрирования превращается в S₂O₂ (диоксид дисульфита);

• SO имеет триплетное основное состояние, схожее с таковым у O₂ , то есть каждая молекула имеет по два неспаренных электрона;

• молекула SO используется в реакциях органического синтеза (встраивается в молекулы алкенов, алкинов, диенов для получения молекул с трехчленными кольцами, содержащими серу);

• монооксид серы обнаружен на Ио — спутнике Юпитера, а также в атмосфере Венеры, в комете Хейла — Боппа (или «Большая комета 1997 года»);

• редко встречается в атмосфере Земли, поэтому токсичность в полной мере не выявлена;

• обладает высокой воспламеняемостью, горит до образования ядовитого сернистого газа SO₂.

Дисульфид серы — SO₂

• Токсичный газ, ответственен за запах сгоревших спичек;

• в природе образуется в результате вулканической активности;

• вне Земли встречается в атмосфере Венеры, где образует облака в результате конденсации, способствуя при этом глобальному потеплению на п ланете; а также на Ио, спутнике Юпитера (90% атмосферы)

• промышленное значение сернистого газа в основном заключается в производстве серной кислоты;

• SO₂ может связываться с ионами металлов в качестве лиганда с образованием комплексов диоксида серы с металлом, обычно там, где переходный металл находится в степени окисления 0 или +1;

• обладает антимикробными свойствами, используется в качестве консерванта для кураги, инжира (E220);

• диоксид серы издавна применяется в производстве вина — служит антибиотиком и антиоксидантом, защищая вино от порчи и потемнения (окисления);

• сернистый газ является сильным восстановителем, при этом обладает отбеливающим эффектом;

• эндогенный диоксид серы играет важную физиологическую роль в регуляции работы сердца и кровеносных сосудов, а нарушение его метаболизма может привести к артериальной гипертензии, атеросклерозу, стенокардии.

Триоксид серы, серный ангидрид — SO₃

• Является значительным загрязнителем, основной компонент кислотных дождей;

• имеет большое значение в промышленности, так как является прекурсором серной кислоты;

• в сухой атмосфере обильно дымит, без запаха, но едкий;

• на воздухе образуется прямым окислением сернистого газа;

• в лаборатории триоксид серы можно получить путем двухстадийного пиролиза бисульфата натрия:

2NaHSO₄ → Na₂S₂O₇ + H₂O
Na₂S₂O₇ → Na₂SO₄ + SO₃

• серный ангидрид агрессивно гигроскопичен — теплота гидратации достаточна, чтобы смесь этого газа и древесины (или хлопка) могла воспламениться;

• при вдыхании вызывает ожоги, обладает высокой коррозионной активностью.

Тетроксид серы — SO₄

• Этот оксид серы представляет собой группу химических соединений с формулой SO₃ + Х, где Х лежит между 0 и 1;

• здесь содержатся пероксогруппы (О-О), а степень окисления серы как в триоксиде серы, +6;

• может быть выделен при низких температурах (78 К), после реакции SO₃ с атомарным кислородом или фотолиза смесей SO₃ — озон.

Монооксид дисеры, субоксид серы — S₂O

• Представляет собой бесцветный газ, который при конденсации образует твердое вещество бледного цвета, нестабильное при комнатной температуре;

• Грамотрицательные бактерии Desulfovibrio desulfuricans способны производить S₂O;

• был обнаружен Питером Шенком в 1933 году.

Пoсле краткого обзора оксидов серы прилагаю таблицу двух важнейших оксидов серы — сернистого газа и серного ангидрида, так как именно они по большей части встречаются в заданиях ЕГЭ и ОГЭ по Химии.

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