Сернистый газ и серный ангидрид, свойства

 

1. Оксид серы (IV) имеет формулу SO₂.

SO₂ – сернистый газ, без цвета, имеет резкий запах, плохо растворим в воде.

Является типичным кислотным оксидом.

При растворении в воде взаимодействует с ней, образуя слабую сернистую кислоту, которая способна обратно разлагаться на воду и сернистый газ:

SO₂ + H₂O  H₂SO₃

Как кислотный оксид, способен реагировать с основными и амфотерными оксидами:

SO₂ + Na₂O = Na₂SO₃

SO₂ + ZnO = ZnSO₃

Сернистый газ хорошо реагирует со щелочами:

SO₂ + 2KOH = K₂SO₃ + H₂O

 

При недостатке щёлочи возможно образование кислых солей (гидросульфитов):

SO₂ + KOH = KНSO₃

 

Так как в SO₂ сера S находится в промежуточной степени окисления +4, то сернистый газ может проявлять как окислительные, так и восстановительные свойства.

Сернистый газ как восстановитель способен окисляться до более высшего оксида серы:

 +4  -2     0      +6 -2

2SO₂ + O₂ = 2SO₃

Как окислитель, SO₂ способен реагировать с такими сильными восстановителями, как сероводород H₂S:

                                                          +4 -2        +1 -2       0       +1  -2

SO₂ + 2H₂S = 3S + 2H₂O

Получают сернистый газ в промышленности окисление сульфидов и серы:

 +2 -2       0        +2 -2     +4 -2

2ZnS + 3O₂ = 2ZnO + 2SO₂

0   0  +4 -2

S + O₂ = SO₂

 

В лаборатории сернистый газ можно получить действием на сульфиты растворами сильных кислот:

 

Na₂SO₃ + 2HCl = 2NaCl + H₂O + SO₂↑

 

                                      

2. Оксид серы (VI) – SO₃

Оксид серы (VI) также еще называют серным ангидридом. При обычных условиях SO₃ – легколетучая бесцветная жидкость с неприятным запахом.

Серный ангидрид SO₃ является сильным кислотным оксидом.

SO₃ хорошо растворяется в воде с образованием серной кислоты:

SO₃ + H₂O = H₂SO₄

Как кислотный оксид, реагирует с основными и амфотерными оксидами:

SrO + SO₃ = SrSO₄

BeO + SO₃ = BeSO₄

Серный ангидрид хорошо реагирует с основаниями:

SO₃ + 2LiOH = Li₂SO₄ + H₂O

 

При недостатке щелочи возможно образование кислых солей (гидросульфатов):

SO₃ + LiOH = LiНSO₄

 

В молекуле SO₃ сера S находится в максимальной степени окисления +6, поэтому может проявлять только окислительные свойства и понижать степень окисления:

                                                            +6 -2  +1 -2    +4 -2   +1 -2

3SO₃ + H₂S = 4SO₂ + H₂O

                            

 

Получают SO₃ в промышленности окислением SO₂ при использовании катализаторов:

                                                                 +4 -2        0 V₂O₅ +6 -2

2SO₂ + O₂ = 2SO₃

Также SO₃ можно получать при прокаливании сульфатов:

                                                                                   t

SnSO₄ = SnO + SO₃

 

Сероводород.

Сероводородная кислота образуется при растворении в воде сероводорода H₂S. Сероводород H₂S – газ при обычных условиях с характерным запахом тухлых яиц, токсичен, плохо растворим в воде.

Получение H₂S.

1) Из простых веществ

                                                                  0     0 t +1 -2

H₂ + S = H₂S

2) Взаимодействие сульфидов с сильными кислотами

ZnS + H₂SO₄ = ZnSO₄ + H₂S↑

 

Химические свойства H ₂ S.

1) Диссоциация

H₂S является слабой кислотой, поэтому плохо распадется на ионы и считается слабым электролитом.

H₂S       2H⁺ + S^2-

2) Взаимодействие с основными оксидами

H₂S + CaO = CaS + H₂O

 

 

3) Взаимодействие с основными гидроксидами

H₂S + 2NaOH = Na₂S + 2H₂O

С амфотерными оксидами и гидроксидами сероводородная кислота реагирует плохо, так как все амфотерные оксиды и гидроксиды не растворимы, хорошо растворяются только в сильных кислотах, а H₂S является слабой кислотой.

4) Взаимодействие с металлами

                                                         0  +1  -2        +2 -2  +1 -2

Ca + H₂S = CaS + H₂O

 

5) Взаимодействие с солями

H₂S + Pb(CH₃COO)₂ = PbS↓ + 2CH₃COOH

 

6) Взаимодействие с окислителями

Сера S в сероводородной кислоте H₂S находится в минимальной степени окисления –2, поэтому H₂S может проявлять только восстановительные свойства. H₂S является сильным восстановителем, поэтому активно реагирует с окислителями.

                                             +1 -2    +1 +6 -2           +4 -2      +1 -2

H₂S + 3H₂SO₄ = 4SO₂ + 4H₂O

                                               +1 -2  +2  -2            0   0  +1  -2

H₂S + CuO = Cu + S + H₂O

 

7) Восстановительные свойства сульфидов

Сульфиды – соли сероводородной кислоты, также являются сильными восстановителями.

                    +1 -2      +1 +7  -2           +1 -2 +1   +1  +6 -2    0      +1 -2 +1

Na₂S + 2KMnO₄ + 2KOH = 2K₂MnO₄ + S + 2NaOH

                                                   +1 -2   +1  -1    0     +1 -2 +1

K₂S + H₂O₂ = S + 2KOH