Как получить сернистый газ уравнения реакций

Сернистый газ. Формула, получение, химические свойства

Оксид серы (сернистый газ, серы диоксид, ангидрид сернистый) — это бесцветный газ, имеющий в в нормальных условиях резкий характерный запах (похож на запах загорающейся спички). Сжижается под давлением при комнатной температуре. Сернистый газ растворим в воде, при этом образуется нестойкая серная кислота. Также это вещество растворяется в серной кислоте и этаноле. Это один из основных компонентов, входящих в состав вулканических газов.

Как получают сернистый газ

Получение SO₂ — диоксида серы — промышленным способом заключается в сжигании серы или обжиге сульфидов (используется в основном пирит).

В условиях лаборатории сернистый газ можно получить путем воздействия сильных кислот на гидросульфиты и сульфиты. При этом получившаяся сернистая кислота сразу распадается на воду и сернистый газ. Например:

Na₂SO₃ (сульфит натрия) + H₂SO₄ (серная кислота) = Na₂SO₄ (сульфат натрия) + H₂SO₃ (сернистая кислота). H₂SO₃ (сернистая кислота) = H₂O (вода) + SO₂ (сернистый газ).

Третий способ получения сернистого ангидрида заключается в воздействии концентрированной серной кислоты при нагревании на малоактивные металлы. Например: Cu (медь) + 2H₂SO₄ (серная кислота) = CuSO₄ (сульфат меди) + SO₂ (диоксид серы) + 2H₂O (вода).

Химические свойства диоксида серы

Формула сернистого газа — SO₂. Это вещество относится к кислотный оксидам.

1. Диоксид серы растворяется в воде, при этом образуется сернистая кислота. В обычных условиях данная реакция обратима.

SO₂ (диоксид серы) + H₂O (вода) = H₂SO₃ (сернистая кислота).

2. С щелочами диоксид серы образует сульфиты. Например: 2NaOH (гидроксид натрия) + SO₂ (сернистый газ) = Na₂SO₃ (сульфит натрия) + H₂O (вода).

3. Химическая активность сернистого газа достаточно велика. Наиболее выражены восстановительные свойства сернистого ангидрида. В таких реакциях степень окисления серы повышается. Например: 1) SO₂ (диоксид серы) + Br₂ (бром) + 2H₂O (вода) = H₂SO₄ (серная кислота) + 2HBr (бромоводород); 2) 2SO₂ (диоксид серы) + O₂ (кислород) = 2SO₃ (сульфит); 3) 5SO₂ (диоксид серы) + 2KMnO₄ (перманганат калия) + 2H₂O (вода) = 2H₂SO₄ (серная кислота) + 2MnSO₄ (сульфат марганца) + K₂SO₄ (сульфат калия).

Последняя реакция — это пример качественной реакции на SO2 и SO3. Происходит обесцвечивание раствора фиолетового цвета).

4. В условиях присутствия сильных восстановителей сернистый ангидрид может проявлять свойства окислительные. Например, для того чтобы в металлургической промышленности извлечь серу из отходящих газов, используют восстановление диоксида серы оксидом углерода (CO): SO₂ (диоксид серы) + 2CO (оксид углерода) = 2CO₂ (диоксид углерода) + S (сера).

Также окислительные свойства этого вещества используют в целях получения фосфорноваристой ксилоты: PH₃ (фосфин) + SO₂ (сернистый газ) = H₃PO₂ (фосфорноваристая кислота) + S (сера).

Где применяют сернистый газ

В основном диоксид серы используют для получения кислоты серной. Также его применяют как консервант (Е-220) в производстве слабоалкогольных напитков (вино и другие напитки средней ценовой категории). Благодаря свойству этого газа убивать различные микроорганизмы, им окуривают складские помещения и овощехранилища. Помимо этого, оксид серы используют для отбеливания шерсти, шелка, соломы (тех материалов, которые нельзя отбелить хлором). В лабораториях сернистый газ применяют в качестве растворителя и в целях получения различных солей кислоты сернистой.

Физиологическое воздействие

Сернистый газ обладает сильными токсическими свойствами. Симптомы отравления — это кашель, насморк, охриплость голоса, своеобразный привкус во рту, сильное першение в горле. При вдыхании диоксида серы в высоких концентрациях возникает затруднение глотания и удушье, расстройство речи, тошнота и рвота, возможно развитие острого отека легких.

ПДК сернистого газа: — в помещении — 10 мг/м³; — среднесуточная максимально-разовая в атмосферном воздухе — 0,05 мг/м³.

Чувствительность к диоксиду серы у отдельных людей, растений и животных различна. Например, среди деревьев наиболее устойчивы дуб и береза, а наименее — ель и сосна.

Как получить сернистый газ уравнения реакций

Какими способами можно получить сернистый газ? Приведите примеры: а) окислительно-восстановительных реакций; б) реакций, протекающих без изменения степеней окисления.

а) Получение сернистого газа с помощью ОВР

Обжиг сульфида цинка:
2ZnS + 3O₂ = 2ZnO + 2SO₂

Взаимодействие меди с концентрированной серной кислотой:
Cu + 2H₂SO_4(конц.) = CuSO₄ + SO₂↑ + 2H₂O

Взаимодействие серы с горячей концентрированной серной кислотой:
S + 2H₂SO_{4(гор. конц.)} = 3SO₂ + 2H₂O

б) Получение сернистого газа с помощью реакций, протекающих без изменения степеней окисления

Взаимодействие сульфита с кислотой:
Na₂SO₃ + 2HCl = 2NaCl + H₂O + SO₂↑

Взаимодействие тетрахлорида серы с водой:
SCl₄ + 2H₂O = 4HCl + SO₂

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