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):
SO2(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
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 / м о л ь ;
- плотность — 0 , 002927 г / с м 3 ;
- энергия ионизации — 12 , 3 ± 0 , 1 э В ;
- 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.
SO2 — кислотный оксид
При растворении SO2 в воде происходит его частичное соединение с молекулами воды — об разуется слабая сернистая кислота.
Взаимодействие с основными оксидами и щелочами
SO2 — активный восстановитель
SO2 + СаО = CaSO3 сульфит кальция
SO2 + NaOH = NaHSO3 гидросульфит натрия
Диоксид серы окисляется в газовой фазе до SO3:
На свету легко окисляется хлором:
В водных растворах при окислении SO2 образуется серная кислота H2SO4:
Обесцвечивание окрашенных окислителей (КМпO4 и Вr2) — качественная реакция для распознавания SO2 (например, отличие его от СO2, СО, СН4 и многих других газов):
SO2 — окислитель
Продуктом восстановления SO2 чаще всего является свободная сера.
H2SO3 — сернистая кислота
В свободном состоянии не выделена. Очень непрочное соединение. Образуется при растворении SO2 в воде. Обладает свойствами слабой кислоты.
Сульфиты и гидросульфиты
2-х основная сернистая кислота образует при взаимодействии со щелочами 2 ряда солей: нормальные (средние) — сульфиты Mex(SO3)y и кислые — гидросульфиты Me(HSO3)x.
Сульфиты щелочных Me и аммония растворимы в воде. Сульфиты остальных Me нерастворимы в воде (или не существуют).
Гидросульфиты Me хорошо растворимы в Н2O, некоторые из них существуют только в растворе, например, Ca(HSO3)2.
Гидролиз сульфитов
Водные растворы сульфитов вследствие гидролиза имеют щелочную среду (окрашивают лакмус в синий цвет).
Химические свойства сульфитов
I. Не окислительно-восстановительные реакции
1. Взаимодействие с сильными кислотами:
Оба типа солей разлагаются сильными кислотами, при этом слабая сернистая кислота вытесняется в виде SO2 и Н2O.
2. Термическое разложение сульфитов:
3. Нормальные сульфиты в водных растворах, содержащих избыток SO2, превращаются в гидросульфиты
Благодаря этой реакции нерастворимые в воде сульфиты превращаются в растворимые гидросульфиты
4. Ионно-обменные реакции с другими солями, приводящие к образованию нерастворимых сульфитов:
II. Окислительно-восстановительные реакции
I. Сульфиты как восстановители.
Сульфиты, подобно SO2, могут быть и восстановителями, и окислителями, поскольку атомы серы в анионах SO3 находятся в промежуточной С.О. +4
В водных растворах и сульфиты, и гидросульфиты легко окисляются до сульфатов. Примеры реакций:
Даже твердые сульфиты при хранении на воздухе медленно окисляются до сульфатов:
II. Сульфиты как окислители.
Эти реакции не столь многочисленны. При нагревании сухих сульфитов с такими активными восстановителями, как С, Mg, Al, Zn, они переходят в сульфиды:
III. Диспропорционирование сухих сульфитов.
При нагревании до высоких температур сульфиты медленно превращаются в смесь сульфатов и сульфидов:
http://wika.tutoronline.ru/himiya/class/9/osnovnye-svojstva-oksida-sery-4-s-kakimi-veshhestvami-vzaimodejstvuet
http://examchemistry.com/content/lesson/neorgveshestva/sernistaykislota.html