Please wait.
We are checking your browser. gomolog.ru
Why do I have to complete a CAPTCHA?
Completing the CAPTCHA proves you are a human and gives you temporary access to the web property.
What can I do to prevent this in the future?
If you are on a personal connection, like at home, you can run an anti-virus scan on your device to make sure it is not infected with malware.
If you are at an office or shared network, you can ask the network administrator to run a scan across the network looking for misconfigured or infected devices.
Another way to prevent getting this page in the future is to use Privacy Pass. You may need to download version 2.0 now from the Chrome Web Store.
Cloudflare Ray ID: 6e1ca1bf6b2175bb • Your IP : 85.95.188.35 • Performance & security by Cloudflare
Сера. Химия серы и ее соединений
Положение в периодической системе химических элементов
Сера расположена в главной подгруппе VI группы (или в 15 группе в современной форме ПСХЭ) и в третьем периоде периодической системы химических элементов Д.И. Менделеева.
Электронное строение серы
Электронная конфигурация серы в основном состоянии :
Атом серы содержит на внешнем энергетическом уровне 2 неспаренных электрона и две неподеленные электронные пары в основном энергетическом состоянии. Следовательно, атом серы может образовывать 2 связи по обменному механизму, как и кислород. Однако, в отличие от кислорода, за счет вакантной 3d орбитали атом серы может переходить в возбужденные энергетические состояния. Электронная конфигурация серы в первом возбужденном состоянии:
Электронная конфигурация серы во втором возбужденном состоянии:
Таким образом, максимальная валентность серы в соединениях равна VI (в отличие от кислорода). Также для серы характерна валентность — IV.
Степени окисления атома серы – от -2 до +4. Характерные степени окисления -2, 0, +4, +6.
Физические свойства и нахождение в природе
Сера образует различные простые вещества (аллотропные модификации).
Наиболее устойчивая модификация серы – ромбическая сера S8. Это хрупкое вещество желтого цвета .
Моноклинная сера – это аллотропная модификация серы, в которой атомы соединены в циклы в виде «короны» . Это твердое вещество, состоящее из темно-желтых игл, устойчивое при температуре более 96 о С, а при обычной температуре превращающееся в ромбическую серу.
Пластическая сера – это вещество, состоящее из длинных полимерных цепей. Коричневая резиноподобная аморфная масса, нерастворимая в воде.
В природе сера встречается:
- в самородном виде;
- в составе сульфидов (сульфид цинка ZnS, пирит FeS2, сульфид ртути HgS — киноварь и др.)
- в составе сульфатов (CaSO4·2H2O гипс, Na2SO4·10H2O — глауберова соль)
Соединения серы
Типичные соединения серы:
Степень окисления | Типичные соединения |
+6 | Оксид серы(VI) SO3 Галогенангидриды: SО2Cl2 |
+4 | Оксид серы (IV) SO2 Галогенангидриды: SOCl2 |
–2 | Сероводород H2S Сульфиды металлов MeS |
Способы получения серы
1. В промышленных масштабах серу получают открытым способом на месторождениях самородной серы, либо из вулканов. Из серной руды серу получают также пароводяными, фильтрационными, термическими, центрифугальными и экстракционными методами. Пароводяной метод — это выплавление из руды с помощью водяного пара.
2. Способ получения серы в лаборатории – неполное окисление сероводорода.
3. Еще один способ получения серы – взаимодействие сероводорода с оксидом серы (IV):
Химические свойства серы
В нормальных условиях химическая активность серы невелика: при нагревании сера активна, и может быть как окислителем, так и восстановителем.
1. Сера проявляет свойства окислителя (при взаимодействии с элементами, которые расположены ниже и левее в Периодической системе) и свойства восстановителя (с элементами, расположенными выше и правее). Поэтому сера реагирует с металлами и неметаллами .
1.1. При горении серы на воздухе образуется оксид серы (IV) :
1.2. При взаимодействии серы с галогенами (со всеми, кроме йода) образуются галогениды серы:
1.3. При взаимодействии фосфора и углерода с серой образуются сульфиды фосфора и сероуглерод:
2S + C → CS2
1.4. При взаимодействии с металлами сера проявляет свойства окислителя, продукты реакции называют сульфидами. С щелочными металлами сера реагирует без нагревания, а с остальными металлами (кроме золота и платины) – только при нагревании.
Например , железо и ртуть реагируют с серой с образованием сульфидов железа (II) и ртути:
S + Fe → FeS
S + Hg → HgS
Еще пример : алюминий взаимодействует с серой с образованием сульфида алюминия:
1.5. С водородом сера взаимодействует при нагревании с образованием сероводорода:
2. Со сложными веществами сера реагирует, также проявляя окислительные и восстановительные свойства. Сера диспропорционирует при взаимодействии с некоторыми веществами.
2.1. При взаимодействии с окислителями сера окисляется до оксида серы (IV) или до серной кислоты (если реакция протекает в растворе).
Например , азотная кислота окисляет серу до серной кислоты:
Серная кислота также окисляет серу. Но, поскольку S +6 не может окислить серу же до степени окисления +6, образуется оксид серы (IV):
Соединения хлора, например , бертолетова соль , также окисляют серу до +4:
S + 2KClO3 → 3SO2 + 2KCl
Взаимодействие серы с сульфитами (при кипячении) приводит к образованию тиосульфатов:
2.2. При растворении в щелочах сера диспропорционирует до сульфита и сульфида.
Например , сера реагирует с гидроксидом натрия:
При взаимодействии с перегретым паром сера диспропорционирует:
Сероводород
Строение молекулы и физические свойства
Сероводород H2S – это бинарное соединение водорода с серой, относится к летучим водородным соединениям. Следовательно, сероводород бесцветный ядовитый газ, с запахом тухлых яиц. Образуется при гниении. В твердом состоянии имеет молекулярную кристаллическую решетку.
Геометрическая форма молекулы сероводорода похожа на структуру воды — уголковая молекула. Но валентный угол H-S-H меньше, чем угол H-O-H в воде и составляет 92,1 о .
Способы получения сероводорода
В лаборатории сероводород получают действием минеральных кислот на сульфиды металлов, расположенных в ряду напряжений левее железа.
Например , при действии соляной кислоты на сульфид железа (II):
FeS + 2HCl → FeCl2 + H2S↑
Еще один способ получения сероводорода – прямой синтез из водорода и серы:
Еще один лабораторный способ получения сероводорода – нагревание парафина с серой.
Видеоопыт получения и обнаружения сероводорода можно посмотреть здесь.
Химические свойства сероводорода
1. В водном растворе сероводород проявляет слабые кислотные свойства. Взаимодействует с сильными основаниями, образуя сульфиды и гидросульфиды:
Например , сероводород реагирует с гидроксидом натрия:
H2S + 2NaOH → Na2S + 2H2O
H2S + NaOH → NaНS + H2O
2. Сероводород H2S – очень сильный восстановитель за счет серы в степени окисления -2. При недостатке кислорода и в растворе H2S окисляется до свободной серы (раствор мутнеет):
В избытке кислорода:
3. Как сильный восстановитель, сероводород легко окисляется под действием окислителей.
Например, бром и хлор окисляют сероводород до молекулярной серы:
H2S + Br2 → 2HBr + S↓
H2S + Cl2 → 2HCl + S↓
Под действием избытка хлора в водном растворе сероводород окисляется до серной кислоты:
Например , азотная кислота окисляет сероводород до молекулярной серы:
При кипячении сера окисляется до серной кислоты:
Прочие окислители окисляют сероводород, как правило, до молекулярной серы.
Например , оксид серы (IV) окисляет сероводород:
Соединения железа (III) также окисляют сероводород:
H2S + 2FeCl3 → 2FeCl2 + S + 2HCl
Бихроматы, хроматы и прочие окислители также окисляют сероводород до молекулярной серы:
Серная кислота окисляет сероводород либо до молекулярной серы:
Либо до оксида серы (IV):
4. Сероводород в растворе реагирует с растворимыми солями тяжелых металлов : меди, серебра, свинца, ртути, образуя черные сульфиды, нерастворимые ни в воде, ни в минеральных кислотах.
Например , сероводород реагирует в растворе с нитратом свинца (II). при этом образуется темно-коричневый (почти черный) осадок, нерастворимый ни в воде, ни в минеральных кислотах:
Взаимодействие с нитратом свинца в растворе – это качественная реакция на сероводород и сульфид-ионы.
Видеоопыт взаимодействия сероводорода с нитратом свинца можно посмотреть здесь.
Сульфиды
Сульфиды – это бинарные соединения серы и металлов или некоторых неметаллов, соли сероводородной кислоты.
По растворимости в воде и кислотах сульфиды разделяют на растворимые в воде, нерастворимые в воде, но растворимые в минеральных кислотах, нерастворимые ни в воде, ни в минеральных кислотах, гидролизуемые водой.
Растворимые в воде | Нерастворимые в воде, но растворимые в минеральных кислотах | Нерастворимые ни в воде, ни в минеральных кислотах (только в азотной и серной конц.) | Разлагаемые водой, в растворе не существуют | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Сульфиды щелочных металлов и аммония | Сульфиды прочих металлов, расположенных до железа в ряду активности. Белые и цветные сульфиды (ZnS, MnS, FeS, CdS) | Черные сульфиды (CuS, HgS, PbS, Ag2S, NiS, CoS) | Сульфиды трехвалентных металлов (алюминия и хрома (III)) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Реагируют с минеральными кислотами с образованием сероводорода | Не реагируют с минеральными кислотами, сероводород получить напрямую нельзя | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
ZnS + 2HCl → ZnCl2 + H2S |
Оксиды серы | Цвет | Фаза | Характер оксида |
SO2 Оксид сера (IV), сернистый газ | бесцветный | газ | кислотный |
SO3 Оксид серы (VI), серный ангидрид | бесцветный | жидкость | кислотный |
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
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:
SO3(избыток) + NaOH → NaHSO4
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 иодид калия, сероводород или фосфор:
4. Растворяется в концентрированной серной кислоте, образуя олеум – раствор SO3 в H2SO4.
Серная кислота
Строение молекулы и физические свойства
Серная кислота H2SO4 – это сильная кислота, двухосновная, прочная и нелетучая. При обычных условиях серная кислота – тяжелая маслянистая жидкость, хорошо растворимая в воде.
Растворение серной кислоты в воде сопровождается выделением значительного количества кислоты. Поэтому по правилам безопасности в лаборатории при смешивании серной кислоты и воды мы добавляем серную кислоту в воду небольшими порциями при постоянном перемешивании.
Валентность серы в серной кислоте равна VI.
Способы получения
1. Серную кислоту в промышленности производят из серы, сульфидов металлов, сероводорода и др. Один из вариантов — производство серной кислоты из пирита FeS2.
Основные стадии получения серной кислоты :
- Сжигание или обжиг серосодержащего сырья в кислороде с получением сернистого газа.
- Очистка полученного газа от примесей.
- Окисление сернистого газа в серный ангидрид.
- Взаимодействие серного ангидрида с водой.
Рассмотрим основные аппараты, используемые при производстве серной кислоты из пирита (контактный метод):
Аппарат | Назначение и уравненяи реакций |
Печь для обжига | 4FeS2 + 11O2 → 2Fe2O3 + 8SO2 + Q Измельченный очищенный пирит сверху засыпают в печь для обжига в «кипящем слое». Снизу (принцип противотока) пропускают воздух, обогащенный кислородом, для более полного обжига пирита. Температура в печи для обжига достигает 800 о С |
Циклон | Из печи выходит печной газ, который состоит из SO2, кислорода, паров воды и мельчайших частиц оксида железа. Такой печной газ очищают от примесей. Очистку печного газа проводят в два этапа. Первый этап — очистка газа в циклоне. При этом за счет центробежной силы твердые частички ссыпаются вниз. |
Электрофильтр | Второй этап очистки газа проводится в электрофильтрах. При этом используется электростатическое притяжение, частицы огарка прилипают к наэлектризованным пластинам электрофильтра). |
Сушильная башня | Осушку печного газа проводят в сушильной башне – снизу вверх поднимается печной газ, а сверху вниз льется концентрированная серная кислота. |
Теплообменник | Очищенный обжиговый газ перед поступлением в контактный аппарат нагревают за счет теплоты газов, выходящих из контактного аппарата. |
Контактный аппарат | 2SO2 + O2 ↔ 2SO3 + Q В контактном аппарате производится окисление сернистого газа до серного ангидрида. Процесс является обратимым. Поэтому необходимо выбрать оптимальные условия протекания прямой реакции (получения SO3):
Как только смесь оксида серы и кислорода достигнет слоев катализатора, начинается процесс окисления SO2 в SO3. Образовавшийся оксид серы SO3 выходит из контактного аппарата и через теплообменник попадает в поглотительную башню. |
Поглотительная башня | Получение H2SO4 протекает в поглотительной башне. Однако, если для поглощения оксида серы использовать воду, то образуется серная кислота в виде тумана, состоящего из мельчайших капелек серной кислоты. Для того, чтобы не образовывался сернокислотный туман, используют 98%-ную концентрированную серную кислоту. Оксид серы очень хорошо растворяется в такой кислоте, образуя олеум: H2SO4·nSO3. Образовавшийся олеум сливают в металлические резервуары и отправляют на склад. Затем олеумом заполняют цистерны, формируют железнодорожные составы и отправляют потребителю. |
Общие научные принципы химического производства:
- Непрерывность.
- Противоток
- Катализ
- Увеличение площади соприкосновения реагирующих веществ.
- Теплообмен
- Рациональное использование сырья
Химические свойства
Серная кислота – это сильная двухосновная кислота .
1. Серная кислота практически полностью диссоциирует в разбавленном в растворе по первой ступени:
По второй ступени серная кислота диссоциирует частично, ведет себя, как кислота средней силы:
HSO4 – ⇄ H + + SO4 2–
2. Серная кислота реагирует с основными оксидами, основаниями, амфотерными оксидами и амфотерными гидроксидами.
Например , серная кислота взаимодействует с оксидом магния:
Еще пример : при взаимодействии серной кислоты с гидроксидом калия образуются сульфаты или гидросульфаты:
Серная кислота взаимодействует с амфотерным гидроксидом алюминия:
3. Серная кислота вытесняет более слабые из солей в растворе (карбонаты, сульфиды и др.). Также серная кислота вытесняет летучие кислоты из их солей (кроме солей HBr и HI).
Например , серная кислота взаимодействует с гидрокарбонатом натрия:
Или с силикатом натрия:
Концентрированная серная кислота реагирует с твердым нитратом натрия. При этом менее летучая серная кислота вытесняет азотную кислоту:
Аналогично – концентрированная серная кислота вытесняет хлороводород из твердых хлоридов, например , хлорида натрия:
4. Т акже серная кислота вступает в обменные реакции с солями .
Например , серная кислота взаимодействует с хлоридом бария:
5. Разбавленная серная кислота взаимодействует с металлами, которые расположены в ряду активности металлов до водорода. При этом образуются соль и водород.
Например , серная кислота реагирует с железом. При этом образуется сульфат железа (II):
Серная кислота взаимодействует с аммиаком с образованием солей аммония:
Концентрированная серная кислота является сильным окислителем . При этом она обычно восстанавливается до сернистого газа SO2. С активными металлами может восстанавливаться до серы S, или сероводорода Н2S.
Железо Fe, алюминий Al, хром Cr пассивируются концентрированной серной кислотой на холоде. При нагревании реакция возможна.
При взаимодействии с неактивными металлами концентрированная серная кислота восстанавливается до сернистого газа:
При взаимодействии с щелочноземельными металлами и магнием концентрированная серная кислота восстанавливается до серы:
При взаимодействии с щелочными металлами и цинком концентрированная серная кислота восстанавливается до сероводорода:
6. Качественная реакция на сульфат-ионы – взаимодействие с растворимыми солями бария. При этом образуется белый кристаллический осадок сульфата бария:
Видеоопыт взаимодействия хлорида бария и сульфата натрия в растворе (качественная реакция на сульфат-ион) можно посмотреть здесь.
7. Окислительные свойства концентрированной серной кислоты проявляются и при взаимодействии с неметаллами.
Например , концентрированная серная кислота окисляет фосфор, углерод, серу. При этом серная кислота восстанавливается до оксида серы (IV):
Уже при комнатной температуре концентрированная серная кислота окисляет галогеноводороды и сероводород:
Сернистая кислота
Сернистая кислота H2SO3 – это двухосновная кислородсодержащая кислота. При нормальных условиях — неустойчивое вещество, которое распадается на диоксид серы и воду.
Валентность серы в сернистой кислоте равна IV, а степень окисления +4.
Химические свойства
1. Сернистая кислота H2SO3 в водном растворе – двухосновная кислота средней силы. Частично диссоциирует по двум ступеням:
HSO3 – ↔ SO3 2– + H +
2. Сернистая кислота самопроизвольно распадается на диоксид серы и воду:
Соли серной кислоты – сульфаты
Серная кислота образует два типа солей: средние – сульфаты, кислые – гидросульфаты.
1. Качественная реакция на сульфат-ионы – взаимодействие с растворимыми солями бария. При этом образуется белый кристаллический осадок сульфата бария:
Видеоопыт взаимодействия хлорида бария и сульфата натрия в растворе (качественная реакция на сульфат-ион) можно посмотреть здесь.
2. Сульфаты таких металлов, как медь Cu, алюминий Al, цинк Zn, хром Cr, железо (II) Fe подвергаются термическому разложению на оксид металла, диоксид серы SO2 и кислород O2;
При разложении сульфата железа (II) в FeSO4 Fe (II) окисляется до Fe (III)
Сульфаты самых тяжелых металлов разлагаются до металла.
3. За счет серы со степенью окисления +6 сульфаты проявляют окислительные свойства и могут взаимодействовать с восстановителями.
Например , сульфат кальция при сплавлении реагирует с углеродом с образованием сульфида кальция и угарного газа:
CaSO4 + 4C → CaS + 4CO
4. Многие средние сульфаты образуют устойчивые кристаллогидраты:
CuSO4 ∙ 5H2O − медный купорос
FeSO4 ∙ 7H2O − железный купорос
ZnSO4 ∙ 7H2O − цинковый купорос
Взаимодействие серы с ртутью уравнение
Урок изучения нового материала с мультимедийным сопровождением
Цель урока: Сформировать у учащихся основные представления о сере, как о химическом элементе и простом веществе.
Задачи урока:
- Образовательные — рассмотреть положение химического элемента серы в Периодической системе химических элементов Д.И.Менделеева, строение атома. Изучить аллотропные видоизменения и сравнительную характеристику кристаллической и пластической серы. Рассмотреть окислительно-восстановительную двойственность серы. Познакомить учащихся с практическим применением серы. Формировать умения проводить эксперимент.
- Развивающие — развитие умения слушать, формулировать высказывание, анализировать, вырабатывать свою точку зрения и аргументировать свою позицию.
- Воспитательные — воспитывать бережное отношение к окружающей среде, предоставляя сведения о возможном использовании серы вчера, сегодня, завтра. Показать значимость химических знаний для современного человека.
Тип урока: изучение нового материала.
Формы организации познавательной деятельности: фронтальная эвристическая беседа, работа в малых группах (по парам), самостоятельная работа обучающего характера.
Оборудование: экран, компьютер, мультимедийный проектор, компьютерная презентация в программе PowerPoint, коллекция минералов, реактивы: сера, железо, пробирки, штатив для пробирок, шпатель, химический стакан, спиртовка, держатель для пробирок.
Ход и содержание урока
1. Организационный момент
2. Актуализация знаний и мотивация на получение новых знаний
Учитель: Тему сегодняшнего урока вы узнаете, отгадав загадку, представленную на слайде 1: Бедному А совсем неудобно в своей квартире: сверху его грозится сжечь Б, справа – отравить ядовитый Д, а живущий слева тихий Е иногда начинает буянить и уж совсем не ясно чего от него ждать – либо отравит, либо подожжёт квартиру (он ведь входит в состав спичек). Но когда Е успокаивается, то начинает светиться бледно-зеленым светом и всех этим радует. Кто такой А и кто его соседи [2]?
Учащиеся: А – это сера, Б – кислород, Д – хлор, Е – фосфор.
Учитель: Вы правы – это сера. Как вы догадались?
Учащиеся: По свойствам, а также по положению химических элементов в Периодической системе Д.И.Менделеева. Нам известно, что кислород газ, поддерживающий горение. Химический элемент кислород в Периодической системе находится над серой. Справа по группе с серой расположен хлор. Хлор является токсичным удушливым веществом, при попадании в лёгкие вызывает ожог лёгочной ткани, удушье. Слева по группе расположен фосфор, входящий в состав спичек и способный к свечению.
Учитель: Сегодня нам предстоит знакомство со свойствами химического элемента и вещества серы (слайд 2).
3. Изучение нового материала
Открытие серы (учащийся выступает с сообщением об истории открытия серы)
Характеристика химического элемента (слайд 3)
Учитель предлагает учащимся охарактеризовать положение серы в Периодической системе (порядковый номер, номер периода, группы, подгруппа, относительная атомная масса) и рассмотреть строение атома (заряд ядра, количество протонов, нейтронов, электронов, строение электронной оболочки).
Учитель: На основе строения атома, предположите возможные степени окисления серы и сделайте выводы об основных свойствах серы (ответы учащихся).
Нахождение серы в природе (слайд 4)
Сера широко распространена в природе: массовая доля этого элемента в земной коре составляет 0,05%. Встречается сера в свободном (самородном) состоянии и связанном виде: сульфатном и сульфидном.
По мере объяснения материала появляются картинки слайда, и учитель рассказывает о важнейших природных соединениях серы, а также об использовании этих минералов человеком. Например: формула киновари HgS. Киноварь с древности применялась в качестве красной краски, как источник для получения ртути.
Пиритовые руды (пирит FeS2, халькопирит FeCuS2) являются одним из основных видов сырья, используемого для получения серной кислоты.
Физические свойства – учащиеся знакомятся с физическими свойствами простого вещества – серы, выполняя лабораторный опыт.
Лабораторный опыт 1. Рассмотрите образец серы, определите:
- агрегатное состояние при н.у.
- цвет.
- растворимость в воде.
Вывод: Сера — это твердое вещество, желтого цвета, нерастворимая в воде.
Учитель: На слайде 5 мы видим, что сера существует в трёх аллотропных модификациях. А что такое аллотропия? Какие ещё вы знаете элементы, образующие аллотропные модификации?
Учащиеся: Аллотропия – свойство химического элемента образовывать несколько простых веществ. Кислород имеет две аллотропные модификации: кислород (О2) и озон (О3); углерод – алмаз и графит.
Учитель демонстрирует получение пластической серы из ромбической.
Химические свойства серы (слайды 6-10)
Учитель: Ребята, а как вы думаете, с какими веществами реагирует сера?
Учащиеся: С металлами, неметаллами, возможно со сложными веществами.
Учитель: Какими свойствами — окислительными или восстановительными обладает сера? (учащиеся выдвигают гипотезы)
А) Сера при обычных условиях реагирует со всеми щелочными и щелочноземельными металлами, медью, ртутью, серебром (слайд 7).
- S 0 + 2 Na 0 = Na +1 2 S -2
- S 0 + 2 e = 1 окислитель
- Na 0 – 1 e = Na +1 2 восстановитель
- S + Hg = HgS
Ребята, а где может использоваться данная реакция? Вспомните, какими свойствами обладает ртуть (ответы учащихся).
Учитель: Итак, ртуть обладает высокой летучестью. Её пары ядовиты. Эта реакция лежит в основе удаления и обезвреживания ртути, например из разбитого медицинского термометра. Капельки ртути, видимые глазом, можно собрать на лист бумаги. Места, из которых ее нельзя извлечь, засыпают порошком серы. Сера и ртуть вступают в реакцию при соприкосновении. В результате образуется химически инертное и безвредное вещество.
При нагревании сера реагирует с другими металлами, например с железом. Демонстрационный эксперимент. Взаимодействие железа и серы.
(Рассмотреть дома реакции взаимодействия серы с железом и ртутью, как окислительно-восстановительные)
Б) Взаимодействие с неметаллами (слайд 8).
Учащиеся самостоятельно записывают уравнения реакции серы с водородом и кислородом, составляют окислительно – восстановительные схемы. Затем идет проверка выполненного задания.
В) Взаимодействие со сложными веществами (слайд 9, 10)
Самостоятельная работа – учащиеся по вариантам составляют электронный баланс и расставляют коэффициенты в уравнениях реакций:
- 1 вариант – взаимодействие серы с концентрированной азотной кислотой
- 2 вариант – взаимодействие серы с бертолетовой солью (хлоратом калия)
- 3 вариант – взаимодействие серы с углем и нитратом калия
Далее идет взаимопроверка выполненного задания по слайду 10. Учитель рассказывает о применении данных химических реакций: реакция взаимодействия нитрата калия (калийной селитры), серы и древесного угля лежит в основе получения дымного пороха, который в настоящее время используется в фейерверках.
Взаимодействие серы с бертолетовой солью лежит в основе “работы” спичек. Смесь красного фосфора и сульфида сурьмы (III) Sb2S3 с помощью клея наносят на боковую поверхность спичечного коробка. Головку спички готовят из бертолетовой соли, серы, стеклянного порошка и клея. Под действием трения красный фосфор загорается благодаря кислороду бертолетовой соли. Он и поджигает головку спички. В ней вспыхивает сера или сульфид сурьмы (III). А затем уже загорается дерево.
Применение серы (слайд 11)
Среди вещей, окружающих человека, много таких, для изготовления которых нужны сера и ее соединения. Ткани и лекарства, косметика и пластмассы, бумага и резина, эбонит и спички, порох и краска – вот не полный перечень вещей и веществ, для производства которых нужна сера. Для того чтобы изготовить, например, автомобиль, требуется израсходовать около 14 кг серы.
Главный потребитель серы – химическая промышленность. Примерно половина добываемой в мире серы идет на производство серной кислоты. Чтобы получить 1 т H2SО4, нужно сжечь около 300 кг серы.
Сера применяется и в сельском хозяйстве в качестве минеральных удобрений и препаратов для борьбы с вредителями.
Один из учащихся на доске решает задачу: Для освобождения зернохранилищ от вредителей зерна может быть использован сернистый газ SO2, для чего необходимо, чтобы в каждом кубометре помещения содержалось не менее 50 г SO2.
Какую массу серы потребуется сжечь в хранилище высотой 10 м и площадью 900 м 2 , чтобы полностью избавить помещение от вредителей?
Дано: | Решение: |
m (SO2) = 50 г | 1. Вычислим объём зернохранилища: V = h*S |
h (хранилища) =10 м | V (хранилища) = 10 * 900 = 9000 (м 3 ) |
S (хранилища) =900 м 2 | 2. Необходимая масса SO2 составляет: |
m (SO2) = 50 * 9000 = 450000 | |
Найти: | 3. х г 450000 г |
m (S) -? | S + O2 = SO2 |
1 моль 1 моль | |
32 г/моль 64 г/моль | |
32 г 64 г | |
m (S) = 225000 (г) или 225 кг | |
Ответ: масса серы = 225 кг |
Биологическое значение серы (слайд 12)
Учитель: Сера – жизненно важный элемент. Она входит в состав белков. Особенно много серы в белках волос, шерсти, ногтей (входит в состав коллагена, кератина и меланина). Является составной частью биологически активных веществ организма: витаминов и гормонов (инсулин).
Сера участвует в окислительно-восстановительных процессах организма. При её недостатке в организме наблюдается хрупкость и ломкость костей, выпадение волос. Она улучшает работу нервной системы; повышает иммунитет; оказывает противоаллергическое воздействие; укрепляет мышечную ткань (особенно в период активного роста у детей и подростков)
Учитель: В завершение давайте проведем творческую работу: составьте синквейн по теме урока.
Пример синквейна, выполненного учащимися:
Сера
- Желтая, кристаллическая
- Дезинфицирует, горит, структурирует
- Сера является представителем халькогенов
- Макроэлемент
5. Подведение итогов урока.
Комментированное выставление оценок.
Домашнее задание: параграф 22, выполните упражнения 1, 2 на странице 49.
http://chemege.ru/sera/
http://urok.1sept.ru/articles/593712