Оксид серы(IV). Сернистая кислота.

Получение оксидов 1. Горение веществ (Окисление кислородом) а) простых веществ Mg +O 2 =2MgO S+O 2 =SO 2 б) сложных веществ 2H 2 S+3O 2 =2H 2 O+2SO 2 2. Разложение сложных веществ а) солей СaCO 3 =CaO+CO 2 б) оснований Cu (OH) 2 =CuO+H 2 O в) кислородсодержащих кислот H 2 SO 3 =H 2 O+SO 2

1) Сероводород горит на воздухе голубым пламенем : 2H 2 S O 2 2H 2 O + 2S +4 O 2 2) При сгорании серы на воздухе или в кислороде : S + O 2 = SO 2 оксид серы (IV)

Оксид серы (IV)(Сернистый газ) молекулярная формула SО 2 степень окисления серы (+4). Ковалентная полярная связь Молекулярная кристаллическая решетка

Электронный баланс 1)S е S +4 Восстановитель O 2 +4 е 2O -2 Окислитель 2) S 0 -4 е S +4 Восстановитель O 2 +4 е 2O -2 Окислитель

Определение плотности по воздуху. D возд. -? М(воздуха)= 29 г/моль М(SO 2 )=64 г/моль D возд. = 64:29=2,21 D возд. =2,21 Вывод: Сернистый газ тяжелее воздуха более чем в два раза

Получение сернистого газа в промышленности. сжигание серы или обжиг сульфидов, в основном пирита: 4FeS O 2 = 2Fe 2 O 3 + 8SO 2 ZnS + O 2 = ZnO + SO 2

Получение оксида серы (IV) в лабораторных условиях воздействием сильных кислот на сульфиты и гидросульфиты. Образующаяся сернистая кислота- H 2 SO 3 сразу разлагается на SO 2 и H 2 O: Na 2 SO 3 + H 2 SO 4 = Na 2 SO 4 + H 2 SO 3 действием концентрированной серной кислоты на малоактивные металлы при нагревании Cu + 2H 2 SO 4 = CuSO 4 + SO 2 + 2H 2 O

Физические свойства. Оксид серы (IV), или сернистый газ, при нормальных условиях представляет собой бесцветный газ с характерным резким запахом (запах загорающейся спички), более чем в 2 раза тяжелее воздуха, растворяется в воде. Ядовит. При охлаждении до -10°С сжижается в бесцветную жидкость. Растворяется в воде с образованием нестойкой сернистой кислоты, растворимость 11,5 г/100 г воды при 20 °C, снижается с ростом температуры. Растворяется также в этаноле, серной кислоте.

Нахождение в природе

Химические свойства кислотных оксидов ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА КИСЛОТНЫХ ОКСИДОВ 1. Кислотный оксид +Вода= Кислота (р. соединения) СO 2 + H 2 O = H 2 CO 3, SiO 2 – не реагирует 2. Кислотный оксид + Основание = Соль + Н 2 О (р. обмена) P 2 O 5 + 6KOH = 2K 3 PO 4 + 3H 2 O 3. Основной оксид + Кислотный оксид = Соль (р. соединения) CaO + SO 2 = CaSO 3 4. Менее летучие вытесняют более летучие из их солей CaCO 3 + SiO 2 = CaSiO 3 +CO 2

Химические свойства оксида серы (IV) 1. Кислотный оксид + Вода= Кислота SO 2 + H 2 O = H 2 SO 3 2. Кислотный оксид + Щелочь = Соль + Н 2 О SO 2 + 2KOH = K 2 SO 3 + H 2 O SO 2 + 2OH - = SO H 2 O 3. Основной оксид + Кислотный оксид = Соль CaO + SO 2 = CaSO 3

Какие свойства проявляет в каждой из реакций?

Химические свойства кислот 1. Изменяют окраску индикатора. 2. Реагируют с металлами в ряду активности до H 2 (искл. HNO 3 –азотная кислота) Ме + КИСЛОТА =СОЛЬ + H 2 (р. замещения) 3. С основными (амфотерными) оксидами Ме х О у + КИСЛОТА= СОЛЬ + Н 2 О (р. обмена) 4. Реагируют с основаниями – реакция нейтрализации КИСЛОТА + ОСНОВАНИЕ= СОЛЬ+ H 2 O ( р. обмена) 5. Реагируют с солями слабых, летучих кислот - если образуется соль, выпадающая в осадок или выделяется газ: ( р. обмена) Сила кислот убывает в ряду: HI > HClO 4 > HBr > HCl > H 2 SO 4 > HNO 3 > HMnO 4 > H 2 SO 3 > H 3 PO 4 > HF > HNO 2 >H 2 CO 3 > H 2 S > H 2 SiO 3. Каждая предыдущая кислота может вытеснить из соли последующую 6. Разложение кислородсодержащих кислот при нагревании ( искл. H 2 SO 4 ; H 3 PO 4 ) КИСЛОТА = КИСЛОТНЫЙ ОКСИД + ВОДА (р. разложения )

Уравнение диссоциации сернистой кислоты. H 2 SО 3 H + + HSО 3 - HSО 3 - H + + SО 3 2- Это слабая кислота, существует только в водных растворах. Даёт 2 типа солей: HSО 3 - SО 3 2- гидросульфиты сульфиты

Качественная реакция на сульфиты. Взаимодействие соли с сильной кислотой, при этом выделяется газ с резким запахом Na 2 SO 3 +H 2 SO 4 =Na 2 SO 4 +S0 2 +H 2 O 2NaHSO 3 +H 2 SO 4 =Na 2 SO 4 +2SO 2 +2H 2 O Ионное: 2HSO H + =2SO 2 +2H 2 O

Окислительные свойства оксида серы (IV). 2H 2 S + S O 2 2H 2 O + 3S S е S 0 Окислитель S е S 0 Восстановитель

Восстановительные свойства оксида серы (IV) 2SO 2 + O 2 = 2SO 2 SO 2 + Br 2 + 2H 2 O = H 2 SO 4 + 2HBr 5 SO 2 + 2KMn SO 4 + 2H 2 O = 2H 2 SO 4 + 2Mn SO 4 + K 2 SO 4 S е S +6 Восстановитель 2SO 2 + O 2 = 2SO 2 SO 2 + Br 2 + 2H 2 O = H 2 SO 4 + 2HBr 5 SO 2 + 2KMn SO 4 + 2H 2 O = 2H 2 SO 4 + 2Mn SO 4 + K 2 SO 4

Применение оксида серы (IV). Большая часть оксида серы (IV) используется для производства серной кислоты. Используется также в качестве консерванта (пищевая добавка Е220). Так как этот газ убивает микроорганизмы, им окуривают овощехранилища и склады. Оксид серы (IV) используется для отбеливания соломы, шелка и шерсти, то есть материалов, которые нельзя отбеливать хлором. Применяется он также и в качестве растворителя в лабораториях. Оксид серы (IV) применяется также для получения различных солей сернистой кислоты.

Физиологическое действие на организм. SO 2 очень токсичен. Симптомы при отравлении сернистым газом насморк, кашель, охриплость, сильное першение в горле и своеобразный привкус. При вдыхании сернистого газа более высокой концентрации удушье, расстройство речи, затруднение глотания, рвота, возможен острый отек легких. При кратковременном вдыхании оказывает сильное раздражающее действие, вызывает кашель. Интересно, что чувствительность по отношению к SO 2 весьма различна у отдельных людей, животных и растений. Так, среди растений наиболее устойчивы по отношению к сернистому газу береза и дуб, наименее роза, сосна и ель.

Воздействие на атмосферу. Из-за образования в больших количествах в качестве отходов диоксид серы является одним из основных газов, загрязняющих атмосферу. Наибольшую опасность представляет собой загрязнение соединениями серы, которые выбрасываются в атмосферу при сжигании угольного топлива, нефти и природного газа, а также при выплавке металлов и производстве серной кислоты. Антропогенное загрязнение серой в два раза превосходит природное. Серный ангидрид образуется при постепенном окислении сернистого ангидрида кислородом воздуха с участием света. Конечным продуктом реакции является аэрозоль серной кислоты в воздухе, раствор в дождевой воде (в облаках). Выпадая с осадками, она подкисляет почву, обостряет заболевания дыхательных путей, скрыто угнетающе воздействует на здоровье человека. Выпадение аэрозоля серной кислоты из дымовых факелов химических предприятий чаще отмечается при низкой облачности и высокой влажности воздуха. Растения около таких предприятий обычно бывают густо усеяны мелкими некротическими пятнами, образовавшимися в местах оседания капель серной кислоты, что доказывает присутствие ее в окружающей среде в существенных количествах. Пирометаллургические предприятия цветной и чёрной металлургии, а также ТЭЦ ежегодно выбрасывают в атмосферу десятки миллионов тонн серного ангидрида. Наибольших концентраций сернистый газ достигает в северном полушарии, особенно над территорией США, Европы, Китая, европейской части России и Украины. В южном полушарии содержание его значительно ниже.