Сера и её соединения

Положение серы в ПСХЭ

Положение серы в ПСХЭ

Строение атома серы

Окислительно-восстановительные свойства
S-2 ⇄ S0 ⇄ S+4 ⇄ S+6
S-2 → только восстановители
S0 → окислители, восстановители
S+4 → окислители, восстановители
S+6 → только окислители

Сера в природе

Самородная сера,
серный колчедан FeS2, медный колчедан CuFeS2,
свинцовый блеск PbS с цинковой обманкой ZnS (Балхаш и Восточный Казахстан)
Ангидрит CaSO4,
гипс CaSO4∙2H2O и
гипс пластинчатый

Физические свойства серы
Агрегатное состояние
ТВЕРДОЕ КРИСТАЛЛИЧЕСКОЕ
Цвет ЖЕЛТЫЙ
Запах БЕЗ ЗАПАХА
Растворимость в воде НЕ РАСТВОРЯЕТСЯ
Растворимость в сероуглероде
ХОРОШО РАСТВОРЯЕТСЯ
Теплопроводность НЕТ
Электропроводность НЕТ

Сера
ромбическая
Сера
пластическая
Сера моноклинная
Цвет – лимонно-желтый;
tпл. = 112,8ºС; ρ = 2,07г/см3
Цвет – медово-желтый;
tпл. = 119,3ºС; ρ = 1,96г/см3
Цвет – темно-коричневый;
tпл. = 444,6ºС; ρ = 1,96г/см3
Аллотропия серы

Аллотропия серы
При нагревании ромбическая сера превращается в пластическую.
При н.у. все модификации серы с течением времени превращаются в ромбическую.
Модификации серы
Ромбическая
Моноклинная
Пластическая

Реагирует с неметаллами
(искл. азот N2 и иод I2):
S + O2 = SO2
оксид серы (IV)
H2 + S = H2S
сероводород
Химические свойства серы

Реагирует с металлами
(искл. золото Аu, платина Рt):
2Na + S = Na2S – сульфид натрия
Fe + S = FeS
2Al + 3S = Al2S3
Нg + S = HgS
(демеркуризация)
Химические свойства серы

Реагирует со сложными веществами:
S + 2H2SO4(конц.) = 3SO2 + 2H2O
S + 6HNO3(конц) = H2SO4 + 6NO2 + 2H2O
3S + 6KOH = K2SO3 + 2K2S + 3H2O
3S + 2KClO3 = 2KCl + 3SO2;
Химические свойства серы

Получение серы
1. Неполное окисление сероводорода:
2H2S + O2 = 2S↓ + 2H2O (недостаток O2)
2. 2H2S + SO2 = 3S↓ + 2H2O
3. SO2 + 2С = 2СО + S↓

Применение серы

Сероводород
Бесцветный газ с запахом тухлых яиц,
тяжелее воздуха, яд
Получение
1) H2 + S → H2S↑
2) FeS + 2HCl → H2S↑ + FeCl2
Горение
Полное сгорание (при избытке O2)
2H2S-2 + 3O2 → 2S+4O2 + 2H2O
Неполное сгорание (недостаток O2)
2H2S-2 + O2 → 2S0 + 2H2O

Взаимодействие H2S с водой
Раствор H2S в воде – слабая двухосновная кислота (сероводородная кислота)
Диссоциация происходит в две ступени:
I ст. H2S⇄ H+ + HS- (гидросульфид -ион)
II ст. HS- ⇄ H+ + S2- (сульфид-ион)
Средние соли (сульфиды):
Na2S – сульфид натрия
CaS – сульфид кальция
Кислые соли (гидросульфиды):
NaHS – гидросульфид натрия
Ca(HS)2 – гидросульфид кальция

.
H2S + Ме, основные оксиды, основания:
H2S + 2NaOH изб. → Na2S + 2H2O
H2S изб. + NaOH → NaHS + H2O
сульфид натрия
гидросульфид
натрия
Кислотные свойства сероводородной кислоты
Качественная реакция на сульфид-ион
Н2S + Pb(NO3)2 → PbS↓ + 2HNO3
Pb2+ + S2- → PbS↓ черный

Многие сульфиды окрашены
(используется в аналитической химии)

Оксиды серы
0
0
0
0
0

Сернистая кислота H2S+4O3
существует только в растворе,
летучая: H2SO3 → SO2 + H2O
кислородсодержащая, двухосновная, средней силы,
в ОВР проявляет и окислительные, и восстановительные свойства,
образует соли:
средние - сульфиты (Na2SO3) и
кислые – гидросульфиты (NaНSO3).
S
O
O
O
H
H

бесцветная, маслянистая, тяжелая жидкость,
без запаха,
обладает гигроскопическим свойством,
хорошо растворяется в воде,
кислородсодержащая, двухосновная, сильная, окислитель
Серная кислота H2S+6O4
S
O
O
O
O
H
H

S, H2S, FeS2 → SO2 → SO3 → H2SO4
1-я стадия. Печь для обжига колчедана.
Получение оксида серы (II) : 4FeS2 + 11O2 2Fe2O3 + 8SO2 + Q
2-я стадия. Получение серного ангидрида (450°С - 500°С; кат. V2O5):
2SO2 + O2 ⇄ 2SO3
3-я стадия. Поглотительная башня:
Получение олеума
nSO3 + H2SO4(конц) (H2SO4 ·nSO3)(олеум)
Получение серной кислоты

1. Диссоциация H2SO4 ⇄ H+ + НSO4-
HSO-4 ⇄ H+ + SO42- Лакмус красный.
2. H2SO4 с Ме (до водорода)
H2SO4+ Mg = MgSO4+ H2
2H++ SO42-+ Mg = Mg2++ SO42-+ H2
2H++ Mg = Mg2++ H2
3. H2SO4 с о.о., а.о.
H2SO4+ Na2O = Na2SO4+ H2O
2H++ SO42-+ Na2O = 2Na++SO42-+ H2O
2H++ Na2O = 2Na++ H2O
Химические свойства серной кислоты

4. H2SO4 с основаниями
H2SO4+2NaOH = Na2 SO4+ 2H2O
2H+ + SO42-+ 2Na+ + 2OH- =2Na++SO42-+ 2H2O
2H+ + 2OH- = 2H2O
5. H2SO4 с солями
H2SO4 + CaCO3 = CaSO4+ H2O + CO2
2H++ SO42- + CaCO3 = CaSO4 + H2O + CO2
Качественная реакция на сульфат-ион
H2SO4 + BaCl2 = BaSO4 + 2HCl
2H++ SO42-+ Ba 2+ +2Cl- = BaSO4 + 2H+ + 2Cl-
SO42-+ Ba 2+ = BaSO4 белый молочный осадок
Химические свойства серной кислоты

Взаимодействие H2SO4 с металлами
разб.H2SO4 + Cu ≠
2конц.H2S+6O4 + Cu0 = Cu+2S+6O4 + S+4O2 + 2H2O

C12H22O11(сахароза)+H2SO4 →12С(уголь) +H2SO4 *11H2O
Органические вещества обугливаются !!!
C + 2H2SO4 = CO2 + 2SO2 + 2H2O
S + 2H2SO4 = 3SO2 + 2H2O
2P + 5H2SO4 = 2H3PO4 + 5SO2 + 2H2O
Свойства конц. H2SO4

Применение серной кислоты
- в производстве минеральных удобрений;
- как электролит в свинцовых аккумуляторах;
- в металлургии при прокате стали;
- для получения различных минеральных кислот и солей;
- в производстве химических волокон, красителей, дымообразующих веществ и взрывчатых веществ;
- в текстильной, кожевенной отраслях промышленности;
- в металлообрабатывающей промышленности;
- используется как осушитель воздуха;
- в нефтяной промышленности;
- в пищевой промышленности;
- в промышленном органическом синтезе в реакциях.

Сумма всех электронов (SO3)= 16+8*3= 40
Сумма всех электронов (Н2SO4)= 1*2+16+8*4= 50

S+ Ме
S+ НеМе
S в воде не растворяется, не смачивается

S-2 → только восстановители
S0 → окислители, восстановители
S+4 → окислители, восстановители
S+6 → только окислители
S+4О2 обладает двойственными ОВ свойствами
S+6О3 обладает окислительными свойствами

H2SO4 ⇄ H+ + НSO4- гидросульфат-ион
HSO-4 ⇄ H+ + SO42- сульфат-ион
Соли: гидросульфаты, сульфаты.

Са(ОН)2 ⇄ СаОН+ + ОН-
2Са(ОН)2 + Н2SО4 = (СаОН)2SО4 + 2Н2О
2 + 1+ 1 + 2 = 6

Серная кислота реагирует
с металлами (до Н),
основными и амфотерными оксидами, основаниями.
Ответ: А.

2H2SO4 + Cu = CuSO4 + SO2 + 2H2O
Сумма коэффициентов
2 + 1 + 1 + 1 + 2 = 7

Обжиг пирита
4FeS2 + 11O2 → 2Fe2O3 + 8SO2 + Q

гипс CaSO4∙2H2O

Н2S → SО2 → SО3 → Н2SО4 → SО2