Sumpor. Kemijska svojstva sumpora
Izvedena
student grupe SV-53
Voditelj seminara iz kemije
Zavodi za kemiju
Profesor V.F. Zakharov
Moskva, 2002
Pronalaženje sumpora u prirodi.
Fizička svojstva sumpor.
Kemijska svojstva sumpora i njegovih spojeva.
1) Svojstva jednostavne tvari.
Svojstva oksida:
sumporni oksid (IV);
sumporov(VI) oksid.
Svojstva kiselina i njihovih soli:
sumporasta kiselina i njezine soli;
vodikov sulfid i sulfidi;
sumporne kiseline a njezina sol.
Primjena sumpora u medicini.
opće karakteristike podskupine kisika
Podskupina kisika uključuje pet elemenata: kisik, sumpor, selen, telur i polonij (polonij je radioaktivni element). To su p-elementi VI skupine D.I. Mendeljejev. Imaju grupno ime - halkogeni, što znači "tvorbene rude".
Svojstva elemenata podskupine kisika
|
Svojstva |
|||||
|
Serijski broj |
|||||
|
valentni elektroni |
|||||
|
Energija ionizacije atoma, eV |
|||||
|
Relativna elektronegativnost |
|||||
|
Oksidacijsko stanje u spojevima |
|||||
|
Polumjer atoma, nm |
Atomi halkogena imaju istu vanjsku strukturu razina energije– ns 2 np 4 . To objašnjava sličnost njihovih kemijskih svojstava. Svi halkogeni u spojevima s vodikom i metalima pokazuju oksidacijsko stanje -2, a u spojevima s kisikom i drugim aktivnim nemetalima obično +4 i +6. za kisik, kao i za fluor, oksidacijsko stanje jednako broju skupine nije tipično. Pokazuje oksidacijsko stanje obično –2 i +2 u spojevima s fluorom.
Vodikovi spojevi elemenata podskupine kisika odgovaraju formuli H 2 R (R- simbol elementa ): H 2 O, H 2 S, H 2 Se, H 2 Te. Zovu se vodikovi halcidi. Njihovim otapanjem u vodi nastaju kiseline (formule su iste). Snaga ovih kiselina raste s porastom atomskog broja elementa, što se objašnjava smanjenjem energije vezanja u nizu spojeva. H 2 R. Voda disocira na ione H + I ON - , je amfoteran elektrolit.
Sumpor, selen i telur tvore iste oblike spojeva s kisikom tipa RO 2 I RO 3 . Odgovaraju kiselinama tipa H 2 RO 3 I H 2 RO 4 . Kako se atomski broj elementa povećava, snaga ovih kiselina opada. Svi pokazuju oksidirajuća svojstva, te kiseline tipa H 2 RO 3 također restorativna.
Svojstva jednostavnih tvari prirodno se mijenjaju: s povećanjem naboja jezgre nemetalna svojstva slabe, a metalna se povećavaju. Dakle, kisik i telur su nemetali, ali potonji ima metalni sjaj i provodi elektricitet.
Lekcija kemije na temu "Sumporni oksid ( VI ). Sumporne kiseline."
Khairuddinov Boris Anatolievich.
Ciljevi:
Edukativni - stvoriti uvjete za samostalno proučavanje kemijskih svojstava sumporne kiseline, industrijskog značenja i primjene sumporne kiseline i njezinih soli.
Edukativni - promicati razvoj vještina analize sadržaja obrazovnog materijala, vođenja kemijski eksperiment, razvoj vještina sastavljanja ionskih i redoks jednadžbi kemijskih reakcija.
Edukativni - promicati razvoj kognitivne aktivnosti učenika, sposobnost formuliranja i izražavanja svojih misli, logičnog zaključivanja.
Zadaci:
Edukativni : razmotriti fizikalna i kemijska svojstva (zajednička s drugim kiselinama i specifična) sumporne kiseline, dobivanje, pokazati veliku važnost sumporne kiseline i njezinih soli u nacionalnom gospodarstvu, skrenuti pozornost učenika na ekološki problem povezan s proizvodnjom sumporne kiseline.
Edukativni : Nastaviti formiranje dijalektičko materijalističkog shvaćanja prirode kod učenika.
Edukativni : Razvoj vještina, rad s udžbenikom i dodatna literatura, pravila za rad na radnoj površini, sposobnost sistematiziranja i generaliziranja, uspostavljanja uzročno-posljedičnih veza, zaključno i kompetentno izražavanje vlastitih misli, izvođenje zaključaka, crtanje dijagrama, crtanje.
Vrsta lekcije: Kombinirano.
Oprema: Računalo, projektor, platno, prezentacija, PSHE im. D. I. Mendeljejev; tablica "Elektrokemijski niz napona metala"; alkoholne lampe, epruvete, držači, stalak za kemikalije.
Reagensi: H 2 TAKO 4 (razr. i konc.), indikatori, bakar, cink, natrijev hidroksid (otopina), natrijev karbonat, barijev klorid, šećerC 12 H 22 O 11 .
Oblici i metode rada na satu: frontalni, eksplanatorno - ilustrativni, vizualni, IKT.
TIJEKOM NASTAVE
1. Organizacijski trenutak
2. Aktualizacija znanja učenika. U prošloj lekciji proučavali smo sumporni oksid (IV) i sumpornu kiselinu, njihova fizikalna i kemijska svojstva.
Individualni rad s karticama (2 učenika po izboru) :
kartica 1
S kojom od sljedećih tvari čije su formule: H 2
O, BaO, CO 2
, može stupiti u interakciju sa sumpornim oksidom (4). Napravite jednadžbe kemijskih reakcija.
kartica 2
S kojom od sljedećih tvari, čije su formule: Pb (NO 3
)
2
, H 2
O, O 2
, CO 2
, vodikov sulfid može djelovati međusobno. Napravite jednadžbe kemijskih reakcija.
Prednja anketa:
Gdje se vodikov sulfid nalazi u prirodi?
Koje je značenje sumporovodika?
Koja su fizikalna svojstva sumpornog dioksida?
Što je oksid i koja svojstva pokazuje?
Koja sol tvori sumpornu kiselinu? Gdje se koristi sumporni dioksid i soli sumporne kiseline?
Koja su svojstva sumporne kiselineH 2 TAKO 3 ?
3. Učenje novog gradiva: Sumporni oksid (VI) - TAKO 3 (sumporni anhidrid) (slajd)
„I pusti Gospodin na Sodomu i Gomoru sumpor i oganj od Gospodina s neba.
I uništi gradove i svu okolicu i sve stanovnike gradova. I Abraham ustade ... i pogleda Sodomu i Gomoru i svu okolinu i vidje: gle, dim se diže sa zemlje kao dim iz peći ... ". (Biblija. Postanak 19: 24-28). Britanski arheolozi su 2000. godine utvrdili točnu lokaciju tih uništenih gradova na dnu Mrtvog mora.Zanimljiva hipoteza o ovoj katastrofi grčkog geografa Strabona, na temelju njegovih otkrića i istraživanja, daje zastrašujuću sliku: potres, požar, a zatim kiša sumporne kiseline. Prema Strabonu, došlo je do smrti ovih gradova.
Pitanje za učenike: Je li po Vašem mišljenju moguće potvrditi Strabonovu hipotezu sa stajališta razmatranih svojstava sumporovog oksida (VI)?Sumporni oksid ili sumporni anhidrid, u normalnim uvjetima, je bezbojna tekućina, vrije na 44,6 * C, na 16,8 * C skrućuje se u metalnu prozirnu masu. kada se zagrije iznad 50 * C, kristali se zapale bez taljenja. Izuzetno higroskopan. Sumporni anhidrid vrlo snažno, uz oslobađanje velike količine topline, komunicira s vodom, tvoreći sumpornu kiselinu. Kad se otopiTAKO 3 u vodi se oslobađa velika količina topline, a ako u vodu dodate veliku količinuTAKO 3 odmah može doći do eksplozije.TAKO 3 dobro se otapa u konc. sumporne kiseline, tvoreći takozvani oleum. Ima sva svojstva kiselih oksida: reagira s bazičnim oksidima i bazama.
U interakciji s vodom nastaje sumporna kiselina: (slajd)
TAKO 3 + H 2 O=H 2 TAKO 4
Interakcija s bazama:
2KOh+ TAKO 3 =K 2 TAKO 4 + H 2 O; nastaje oksidacijom sumpornog dioksida: 2TAKO 2 + O 2= 2 TAKO 3 mačka-r:t’, V 2 O 5 ;
4 . Motivacija za kognitivnu aktivnost:
Učitelj, nastavnik, profesor:
“Rastopit ću svaki metal.
Alkemičar me uhvatio
U jednostavnoj glinenoj retorti.
Na glasu sam kao glavna kiselina ...
Kad se i sam otopim u vodi,
Jako mi je vruće…”
Učitelj, nastavnik, profesor: O kojoj kiselini govorimo?
studenti: Sumporne kiseline
Želim vam ispričati priču o sumpornoj kiselini. Priča se zove “Pustolovine sumporne kiseline.” (slajd)
U jednom kemijskom kraljevstvu rodila se beba Kraljice Vode i Njegovog Veličanstva šestovalentnog sumpornog oksida.
Svi su željeli da se rodi dječak – prijestolonasljednik. Ali čim je plava vrpca bila vezana za bebu, odmah je pocrvenjela. Svi su shvatili da je rođena djevojčica.
Iskustvo 1. U tikvicu s otopinom sumporne kiseline dodajte plavi lakmus. Boja promijenjena u crvenu.
Djevojčica je dobila lijepo ime - Acid, a očevo prezime - Sumpor. Prisjetimo se njegovog sastava i strukture.
fizička svojstva.
Učitelj, nastavnik, profesor: Sumporna kiselina je bezbojna, teška, nehlapljiva tekućina, higroskopna (odstranjuje vodu). Stoga se koristi za sušenje plinova. Kada se otopi u vodi, dolazi do vrlo jakog zagrijavanja.Vodu ne smijete sipati u koncentriranu sumpornu kiselinu!
– Koje je pravilo za otapanje koncentrirane sumporne kiseline?
Zašto se sumporna kiselina razrjeđuje na ovaj način?
(sumporna kiselina je skoro 2 puta teža od vode i zagrijava se kada se otopi).
Sumporna kiselina je jak elektrolit, ali kao dvobazna kiselina, disocijacija se odvija u koracima.
Napiši postupnu disocijaciju sumporne kiseline.
Tako nastaju dvije vrste soli: srednje i kisele..
Priznanica. Sumporna kiselina je odrasla i zainteresirala se za svoje brojne rođake. Zajedno s roditeljima sastavila je obiteljsko stablo - cijelo obiteljsko stablo kiseline.
(slajd)
Sumpor---→Sumpor(IV) oksid---→Sumpor(VI) oksid---→Sumporna kiselina---→Sulfati
Kisik---→Voda---→Sumporna kiselina---→Sulfati.
I Sumporna kiselina shvati da će ubuduće svog sina, prijestolonasljednika, zvati Sulfat.
Učitelj, nastavnik, profesor: Što se može koristiti kao kem. sirovina za proizvodnju sumporne kiseline? (sumpor, vodikov sulfid, sumporov dioksid, sumporni anhidrid i metalni sulfidi).
Pogledajmo sada pobližefizička i kemijska svojstvasumporne kiseline
Biti u prirodi .
Učitelj, nastavnik, profesor: Mnogi vjeruju da se sumporna kiselina dobiva samo umjetno.Ovo nije istina. Sumporna kiselina i sumporov(6) oksid nalaze se u nekim vodama vulkanskog podrijetla.
svojstva sumporne kiseline .
Učitelj, nastavnik, profesor: Prije nego što saznamo kemijska svojstva sumporne kiseline, prisjetimo se općih svojstava kiselina.
– Koja su kemijska svojstva kiselina? (s metalima, oksidima, bazama, solima).
– Kako možete znati je li došlo do kemijske reakcije? (miris, boja, plin, talog).
Koliko, koliko je malo vremena prošlo otkako je acid napunila 18 godina, a ona je samo htjela otići na put. Željela sam vidjeti svijet, pokazati se. Dugo je hodala cestom i stigla do račvanja. Uz cestu je ugledala veliki kamen na kojem je pisalo: Ako ideš desno, doći ćeš do kiselina, ako ideš lijevo, doći ćeš do soli, Ako ideš pravo, naći ćeš svoj put. Mislite na kiselinu. Kako pronaći pravi put? Pomozimo joj.
Pamtimo i poštujemo sigurnosna pravila.
Iskustvo 2 Uzmite dvije epruvete.
U jednu epruvetu staviti Zn, u drugu Cu, u obje epruvete dodati otopinu sumporne kiseline.
Što gledate?
Napišite jednadžbe kemijskih reakcija u redoks obliku.
Zaključak 1: Topljiva sumporna kiselina reagira s metalima pri čemu nastaje vodik. Sumpor u sumpornoj kiselini pokazuje samo oksidacijska svojstva. Zašto? (jer je sumpor u najvišem oksidacijskom stanju)
Zadatak 3
Iskustvo 3Ulijte otopinu NaOH u epruvetu, zatim dodajte fenolftalein.
Što gledate?
Dodajte otopinu sumporne kiseline.
Što gledate?
Zaključak 3: Topljiva sumporna kiselina reagira s bazama.
Putem je sumporna kiselina srela dva princa. Jedan se zvao natrijev karbonat, a drugi barijev klorid. Ali sumporna kiselina nije našla zajednički jezik s prvim princem - kada se približila natrijevom karbonatu, nestala je, ostavljajući za sobom samo mjehuriće plina. A drugi princ ponudio je sumpornu kiselinu i dao joj šik bijelu vjenčanicu.
Iskustvo 4Uzmite dvije epruvete.
Dodajte otopinu Na u jednu epruvetu. 2 CO 3 , u drugoj epruveti otopina BaCl 2 , dodajte otopinu sumporne kiseline u obje epruvete.
Što gledate?
Zaključak 4: Topljiva sumporna kiselina reagira sa solima.
Zaključak 5: Razrijeđena sumporna kiselina ima zajednička svojstva karakterističan za sve kiseline.
Učitelj, nastavnik, profesor: Osim toga, sumporna kiselina ima specifična svojstva. Koncentrirana sumporna kiselina može odvojiti vodu od organskih tvari, karbonizirajući ih.
Nakon vjenčanja Sumporna kiselina i njen zaručnik otišli su na put. Dan je bio vruć i odlučili su se opustiti i popiti slatki čaj. Ali čim je kiselina dotakla šećer, vidjela je nešto čudno.Iskustvo 5. Šećer ikonc.Sumporne kiseline.
Barijev klorid i njezina zaručnica Sumporna kiselina otišle su u zlatarnicu kupiti vjenčano prstenje. Kad se kiselina približila prozoru, odmah je poželjela isprobati nakit. Ali kad je na prst stavila bakreno i srebrno prstenje, oni su odmah nestali. Samo su predmeti od zlata i platine ostali nepromijenjeni. Zašto?(Učenici odgovaraju).
Nakon nekog vremena, iz sumporne kiseline i barijevog klorida rodila se divna beba, imala je snježnobijelu kosu i zvali su ga barijev sulfat. Tu je kraj bajke, a tko je slušao - bravo!
Primjena.
(Sumporna kiselina je ostala živjeti u gradu i donijela mnoge koristi.)
Učitelj, nastavnik, profesor: Sumporna kiselina je najvažniji proizvod glavne kemijske industrije: proizvodnje mineralna gnojiva, metalurgija, rafiniranje naftnih proizvoda. Njegove soli, poput bakrenog sulfata, koriste se u poljoprivredi za suzbijanje štetnika i biljnih bolesti (raditi prema tablici iz udžbenika).
1. Proizvodnja mineralnih gnojiva.
2. Pročišćavanje naftnih derivata.
3. Sinteza bojila i lijekova.
4. Proizvodnja kiselina i soli.
5. Plinovi za sušenje.
6. Metalurgija.
Popravljanje: Naše okrupnjavanje odvijat će se u obliku igre. Naš razred je podijeljen u tri tima, za svaki točan odgovor tim dobiva žeton. Naše 1. natjecanje"zagrijati se"moto “Tko malo zna, za toga je i ovo puno. Tko zna puno, a ovo nije dovoljno.
1. Koja su fizikalna svojstva sumpornekiselina? 2. Kako razlikovati sulfate od ostalih soli? 3. Upotreba sumporne kiseline.
4. Imenujte njegove alotropske modifikacije sumpora.
5. Po čemu se dva sumporna oksida razlikuju po svojstvima? 6. Kako se dobivaju i gdje se koriste?
7. Usporedite strukturu i svojstva ozona i kisika.
8. Kako se može dobiti sumporna kiselina?
9. Zašto se zove "vitriol ulje"?
10. Koje soli stvara sumporna kiselina?
«
Ako je priroda dobra, onda kemijske reakcije idu sami”, moto je našeg sljedećeg natjecanja –"Transformersi".Implementirati «
lanac»
transformacije.
1)
Zn->
ZnSO4 ->Zn(OH)2 ->ZnSO4 ->BaSO4
2) S -> SO2 -> SO3 -> H2SO4 -> K2SO4
3)S->H2S->SO2->Na2SO3->BaSO3
3. natjecanje"Kemičari i kemičarke",Moto natjecanja je "Jedna glava je dobro, ali dvije su bolje"
Grafički diktat : da "+", ne "-"
1. Sumpor (IV) oksid je sumporov dioksid?
2. Sumporov oksid (IV) - bezbojan plin oštrog mirisa, teži od zraka, otrovan?
3 . Sumporov oksid (IV) slabo topljiv u vodi? -
4. Sumporov dioksid ima svojstva kiselog oksida, njegovim otapanjem u vodi nastaje sumporna kiselina?
5. TAKO 2 reagira s bazičnim oksidima?
6.SO 2 reagira s alkalijama?
7. U sumporovom oksidu (IV)TAKO 2 oksidacijsko stanje +2? -
8. Pokazuje li sumporov dioksid svojstva oksidirajućeg i redukcijskog sredstva?
9. Prva pomoć kod trovanja plinovima: sumporovodik, sumporov dioksid: ispiranje nosa, usta 2% otopinom natrijevog bikarbonata.NaHCO 3 , mir, svjež zrak.
10. Disocira li sumporna kiselina u stupnjevima?
11.H 2 TAKO 3 stvara dva niza soli: - srednje (sulfiti), - kisele (hidrosulfiti)
Domaća zadaća: § 21, str. 78, pr. br. 2, 3.
4. Sumpor
Svojstva 16S.
|
Atomska masa |
Clarke, at.% (rasprostranjenost u prirodi) |
||
|
Elektronička konfiguracija* |
Agregatno stanje |
čvrsta |
|
|
Energija ionizacije
|
|||
|
Relativna elektronegativnost |
Gustoća |
||
|
Moguća oksidacijska stanja |
2,+1,+2, +3, +4,+6 |
Standardni elektrodni potencijal |
*Dana je konfiguracija vanjskih elektroničkih razina atoma elementa. Konfiguracija preostalih elektroničkih razina podudara se s onom za plemeniti plin koji završava prethodno razdoblje i naznačena je u zagradama.
Nalaz u prirodi.
Sumpor je široko rasprostranjen u prirodi. Čini 0,05% mase zemljine kore. U slobodnom stanju (samorodni sumpor) u velike količine nalazi se u Italiji (otoci Sicilija) i SAD-u. Postoje naslage prirodnog sumpora u regiji Volga, u državama srednje Azije, na Krimu i drugim regijama.Sumpor se često javlja u obliku spojeva s drugim elementima. Najvažnije je prirodni spojevi su metalni sulfidi: FeS 2 - željezni pirit, ili pirit; ZnS - cinkova mješavina; PbS - galenit; HgS - cinober itd. i Također soli sumporne kiseline (kristohidrati): Sa SO 4 H 2H 2 O - gips, Na2SO4 H 10H 2 O -glauberova sol, M gS O 4 H 7H 2 O -gorka sol itd.
Sumpor se nalazi u organizmima životinja i biljaka, jer je dio proteinskih molekula. Organski spojevi sumpora nalaze se u nafti.
fizička svojstva. Sumpor - čvrsta krhka tvar žute boje. Praktički je netopljiv u vodi, ali je lako topiv u ugljikovom disulfidu, anilinu i nekim drugim otapalima. Loš vodič topline i elektriciteta. Sumpor tvori nekoliko alotropskih modifikacija – sumpor rombični, monoklinski, plastični. Najstabilnija modifikacija je rombični sumpor, sve ostale modifikacije spontano se pretvaraju u njega nakon nekog vremena.
Na 444.6 °C sumpor vrije, stvarajući tamnosmeđe pare. Ako se brzo ohlade, dobije se fini prah koji se sastoji od najmanjih kristala sumpora, tzv. siva boja.
Prirodni sumpor se sastoji od mješavine četiri stabilna izotopa:
Kemijska svojstva.
Sumpor može donirati svoje elektrone u interakciji s jačim oksidansima:
U tim reakcijama sumpor je redukcijsko sredstvo. Mora se naglasiti da sumporni oksid
(VI) može nastati samo u prisutnosti Pt ili V 2 O 5 i visokog pritiska .U interakciji s metalima, sumpor se izlaže oksidativni Svojstva:
Sumpor reagira s većinom metala kada se zagrijava, ali u reakciji sa živom interakcija se događa već pri sobna temperatura. Ova se okolnost koristi u laboratorijima za uklanjanje prolivene žive, čije su pare jaki otrov.
Primjena. Sumpor se široko koristi u industriji i poljoprivredi. Otprilike polovica svoje proizvodnje koristi se za proizvodnju sumporne kiseline. Sumpor se koristi za vulkanizaciju gume: guma dobiva povećanu čvrstoću i elastičnost. U obliku sumporne boje (sitni prah) sumpor se koristi za suzbijanje bolesti vinograda i pamuka. Koristi se za dobivanje baruta, šibica, svjetlećih sastava. U medicini se za liječenje pripremaju sumporne masti kožne bolesti.
Vodikov sulfid, hidrosulfidna kiselina, sulfidi. Kada se sumpor zagrijava s vodikom, dolazi do reverzibilne reakcije:
s vrlo niskom količinom sumporovodika
H 2 S. Obično H 2 S dobiven djelovanjem razrijeđenih kiselina na sulfide:Ova reakcija se često izvodi u Kippovom aparatu.
fizička svojstva. Vodikov sulfid H
2S - bezbojni plin s mirisom pokvarena jaja, otrovno. Jedan volumen vode u normalnim uvjetimaotapa 3 volumena sumporovodika.Sumporovodik je vrlo otrovan plin koji utječe na živčani sustav. Stoga je potrebno raditi s njim u dimovodnim napama ili s hermetički zatvorenim uređajima. Dopušten sadržaj H2 S in industrijski prostori iznosi 0,01 mg na 1 litru zraka.Otopina sumporovodika u vodi naziva se sumporovodikova voda ili hidrosulfidna kiselina(otkriva svojstva slabe kiseline).
Kemijska svojstva. Vodikov sulfid – tipičan redukcijsko sredstvo. Gori u kisiku. Otopina sumporovodika u vodi je vrlo slaba hidrosulfidna kiselina, koja disocira u stupnjevima i uglavnom u prvoj fazi:
Sumporovodična kiselina je, poput sumporovodika, tipično redukcijsko sredstvo.
Sumporovodična kiselina se oksidira ne samo jakim oksidirajućim sredstvima, kao što je klor,
ali i slabiji, kao što je sumporasta kiselina
H2SO3:ili ioni željeza:
Sumporna kiselina može reagirati s bazama, bazičnim oksidima ili solima, tvoreći dvije serije soli: srednje - sulfidi, kiselo - hidrosulfidi. Većina sulfida (s izuzetkom sulfida
alkalijski i zemnoalkalijski metali, kao i amonijev sulfid) je slabo topljiv u vodi. sulfidi, Kako soli vrlo slabe kiseline podliježu hidrolizi.Nalaz u prirodi. Sumporovodik se prirodno pojavljuje u vulkanskim plinovima iu vodama nekih mineralnih izvora, kao što su Pjatigorsk, Matsesta. Nastaje tijekom raspadanja organskih tvari koje sadrže sumpor raznih biljnih i životinjskih ostataka. Ovo objašnjava karakteristiku loš miris kanalizacija, septičke jame i odlagališta smeća.
Sulfidi. Na primjer,
Na 2 S - natrijev sulfid, NaHS - natrijev hidrosulfid.Gotovo svi hidrosulfidi vrlo su topljivi u vodi. Sulfidi alkalijskih i zemnoalkalijskih metala također su topljivi u vodi, dok su ostali metali praktički netopljivi ili slabo topljivi; neki od njih se ne otapaju u razrijeđenim kiselinama. Stoga se takvi sulfidi lako mogu dobiti preskakanjem
vodikov sulfid kroz soli odgovarajućeg metala, na primjer:Neki sulfidi imaju karakterističnu boju:
CuS I PbS- crno, CDS- žuto, ZnS-bijela, MnS- ružičasta, sns- smeđa, Sb 2 S 3- naranča itd. Kod raznih topivih c Ovi sulfidi i različite boje mnogih od njih temelje se na kvalitativnoj analizi kationa.Sumporni oksid (IV). Sumporov oksid (IV) ili sumporov dioksid u normalnim je uvjetima bezbojan plin oštra, zagušljivog mirisa. Kada se ohladi na -10°C, pretvara se u bezbojnu tekućinu. U tekućem obliku čuva se u čeličnim cilindrima.
nastaje izgaranjem sumpora u kisiku ili izgaranjem sulfida. Vrlo je topiv u vodi (40 volumena u 1 volumenu vode na 20 °C).Priznanica. U laboratoriju se sumporni oksid (IV) dobiva interakcijom natrijevog hidrosulfita sa sumpornom kiselinom:
kao i zagrijavanje bakra koncentriranom sumpornom kiselinom:
Izgaranjem sumpora nastaje i sumporov oksid (IV).
O2 dobiven prženjem pirita FeS 2 ili sumporne rude obojenih metala (cinkova smjesa ZnS, olovni sjaj PbS itd.). Oksid nastao pod tim uvjetima sumpor (IV) SO 2 koristi se uglavnom za proizvodnju sumpornog oksida (VI) SO 3 i sumporna kiselina. Strukturna formula molekule S O2:Kao što vidimo, pri stvaranju veza u molekuli S
O2 sudjeluju četiri elektrona od sumpora i četiri elektrona od dva atoma kisika. Međusobno odbijanje veznih elektronskih parova i slobodnog elektronskog para atoma sumpora daje molekuli kutni oblik.Sumporni oksid
(iv) pokazuje sva svojstva kiselih oksida.Sumporne kiseline.
Sumporni oksid (IV) - sumporni anhidrid H2SO3,dakle pri otapanju SO 2 u vodi dolazi do djelomične reakcije s vodom i nastaje slaba sumporna kiselina:koji je nestabilan, lako se ponovno raspada
SO 2 i H 2 A. U vodenoj otopini sumpornog dioksida istovremeno postoje sljedeće ravnoteže:Konstanta disocijacije
H2SO3 u prvom koraku je jednako K 1 \u003d 1,6 Poglavlje 10 -2, prema drugom - K 2 \u003d 6.3 Poglavlje 10 -8. Budući da je dvobazna kiselina, daje dvije serije soli: srednje - sulfiti i kiselo - hidrosulfiti.Sulfiti nastaju kada se kiselina potpuno neutralizira s alkalijom:
Hidrosulfiti se dobivaju s nedostatkom lužina (u usporedbi s količinom potrebnom za potpunu neutralizaciju kiseline):
Poput sumpornog oksida (IV), sumporna kiselina i njezine soli jaki su redukcijski agensi. Istodobno se povećava stupanj oksidacije sumpora. Da, H
2 SO 3 lako se oksidira u sumpornu kiselinu čak i uz pomoć atmosferskog kisika:Stoga otopine sumporne kiseline koje su duže vrijeme pohranjene uvijek sadrže sumpornu kiselinu.
Oksidacija sumporaste kiseline s bromom i kalijevim permanganatom odvija se još lakše:
Kemijske reakcije karakteristične za
SO2 Sumporna kiselina i njezine soli mogu se podijeliti u tri skupine:1. Reakcije koje se odvijaju bez promjene oksidacijskog stanja, na primjer:
Reakcije praćene povećanjem oksidacijskog stanja sumpora od 4+ do 6+:3. Reakcije koje se javljaju s smanjenjem oksidacijskog stanja sumpora, na primjer, gore navedena interakcija
SO2 s H2S.Tako,
SO2, sumporna kiselina i njezine soli mogu pokazivati i oksidirajuća i redukcijska svojstva.Primjena. Sumporni oksid (IV) i sumporna kiselina obezbojavaju mnoge boje, tvoreći s njima bezbojne spojeve. Potonji se mogu ponovno razgraditi pri zagrijavanju ili na svjetlu, uslijed čega se obnavlja boja. Stoga je učinak izbjeljivanja S
O 2 i H 2 SO 3 različito od izbjeljivačkog djelovanja klora. Obično se vuna, svila i slama izbjeljuju sumpornim (IV) oksidom (ovi materijali se uništavaju klornom vodom).Sumporni oksid (IV) ubija mnoge mikroorganizme. Stoga, za uništavanje gljivica plijesni, fumigiraju vlažne podrume, podrume, vinske bačve itd. Također se koriste u transportu i skladištenju voća i bobica. U velikim količinama, sumporni oksid (IV) se koristi za proizvodnju sumporne kiseline.
Važnu primjenu ima otopina kalcijevog hidrosulfita Ca (H
PA 3) 2 (sulfitna tekućina), koja se koristi za preradu drvenih vlakana i papirne mase.sumporni oksid (
VI). SO 3 - sumporni anhidrid - tvar s t pl = 16,8 °C i t bp = 44,8 °C. sumporni oksid (VI), ili sumporov trioksid, je bezbojna tekućina koja se skrućuje na temperaturama nižim od 17 °C u čvrstu kristalnu masu. Sumporov oksid (VI) ima sva svojstva kiselih oksida. To je posrednikproizvodnja sumporne kiseline.Sumporni oksid (VI) dobiva se oksidacijom
SO2 kisik samo u prisutnosti katalizatora:Potreba za korištenjem katalizatora u ovoj reverzibilnoj reakciji je zbog činjenice da dobar prinos
SO 3 (tj. pomicanje ravnoteže udesno) može se postići samo smanjenjem temperature, međutim, s niske temperature vrlo spor protok reakcije.Molekula
SO 3 ima oblik trokuta u čijem je središtu atom sumpora:Ova struktura je posljedica međusobnog odbijanja veznih elektronskih parova. Atom sumpora osigurao je svih šest vanjskih elektrona za njihovu formaciju.
Sumporne kiseline.
Sumporni oksid (VI) snažno se spaja s vodom i stvara sumpornu kiselinu:
fizička svojstva. Sumporna kiselina je teška bezbojna uljasta tekućina. Izuzetno higroskopan. Upija vlagu uz oslobađanje velike količine topline, dakle
Nemojte dodavati vodu u koncentriranu kiselinu kiselina će prskati. Za razrjeđivanje potrebno dodajte sumpornu kiselinu u malim količinama u vodu.Bezvodna sumporna kiselina otapa do 70% sumpornog oksida (VI). Na normalnim temperaturama je neisparljiv i bez mirisa. Zagrijavanjem se odvaja SO 3 do otopine koja sadrži 98,3% H 2 SO 4 . Bezvodni H2SO4 gotovo da ne provodi struju.
Kemijska svojstva. Koncentrirana sumporna kiselina pougljuje organske tvari - šećer, papir, drvo, vlakna iitd. oduzimajući im elemente vode. U tom slučaju nastaju hidrati sumporne kiseline. Pougljenje šećera može se izraziti jednadžbom
Dobiveni ugljen djelomično stupa u interakciju s kiselinom:
Stoga kiselina koja ide u prodaju ima smeđu boju od
prašina i organska tvar slučajno zahvaćena i u njemu pougljenila.Sušenje plinova temelji se na apsorpciji (uklanjanju) vode sumpornom kiselinom.
Kao jaka nehlapljiva kiselina
H2SO4 istiskuje druge kiseline iz suhih soli:Međutim, ako je N
2 SO 4 dodano otopine soli , nema istiskivanja kiselina.Prilikom interakcije koncentrirana sumporna kiselina s raznim metalima, u pravilu, reducira se na
SO2:koncentrirana
sumporna kiselina oksidira bakar, srebro, ugljik, fosfor:
Razrijeđeno
sumporna kiselina oksidira samo metale koji su u nizu napona lijevo od vodika, zbog H + iona:Od svih sulfata barijev sulfat ima najmanju topljivost - zato se njegovo stvaranje u obliku bijelog taloga koristi kao kvalitativna reakcija na sulfatni ion:
Vrijednost sumporne kiseline.
Sumporna kiselina je najvažniji proizvod glavne kemijske industrije, koja se bavi proizvodnjom anorganskih kiselina, lužina, soli mineralnih gnojiva i klora.Po raznolikosti primjene sumporna kiselina zauzima prvo mjesto među kiselinama. Najveća količina se troši za dobivanje fosfornih i dušičnih gnojiva. Budući da je nehlapljiva kiselina, sumporna kiselina se koristi za proizvodnju drugih kiselina - klorovodične, fluorovodične, fosforne, octene, itd. Velik dio se koristi za pročišćavanje naftnih proizvoda - benzina, kerozina i ulja za podmazivanje - od štetnih nečistoća. Sumporna kiselina se u strojogradnji koristi za čišćenje metalne površine od oksida prije premazivanja (niklanje, kromiranje itd.). Sumporna kiselina se koristi u proizvodnji eksploziva, umjetnih vlakana, boja, plastike i mnogih drugih. Služi za punjenje baterija. U poljoprivredi se koristi za suzbijanje korova (herbicid).
Soli sumporne kiseline. Sumporna kiselina, budući da je dvobazna, tvori dva niza soli: srednji, tzv sulfati, i kiselo, tzv hidrosulfati . Sulfati nastaju kada se kiselina potpuno neutralizira lužinom (dva mola lužine su za jedan mol kiseline), a hidrosulfati nastaju s nedostatkom lužine (jedan mol kiseline je jedan mol lužine):
Mnoge soli sumporne kiseline imaju veliki praktični značaj.
Sumpor
SUMPOR-s; i.
1. Kemijski element (S); zapaljiva tvar žuta boja(koristi se u industriji, vojnim poslovima, poljoprivredi, medicini).
2. Žuta masna tvar koja se stvara na stijenkama ušnog kanala. Prozirni ušni vosak.
◁ Sumpor (vidi).
sumpor(lat. sumpor), kemijski element VI skupina periodnog sustava. Žuti kristali. Stabilan u dvije modifikacije - rombični (gustoća 2,07 g / cm 3, t pl 112,8 ° C) i monoklinska (gustoća 1,96 g / cm 3, t pl 119°C). Netopljivo u vodi. Otporan na zrak; kada izgara, daje SO 2, stvara sulfide s metalima. U prirodi - prirodni sumpor, sulfidi, sulfati. Sumpor se tali iz samorodnih ruda; također se dobivaju oksidacijom sumporovodika sadržanog u prirodnoj, nafti, koksni plin, i druge metode. Oko 50% sumpora koristi se za dobivanje sumporne kiseline, 25% - za dobivanje sulfita (koriste se u industriji papira), ostatak - za borbu protiv biljnih bolesti, vulkanizaciju, sintezu boja, proizvodnju šibica itd.
SUMPORSUMPOR (lat. Sulphur), S, kemijski element s atomskim brojem 16, atomske mase 32,066. Kemijski simbol za sumpor je S, izgovara se "es". Prirodni sumpor se sastoji od četiri stabilna nuklida (cm. NUKLID): 32 S (sadržaj 95,084 % po masi), 33 S (0,74 %), 34 S (4,16 %) i 36 S (0,016 %). Polumjer atoma sumpora je 0,104 nm. Ionski radijusi: S 2– ion 0,170 nm (koordinacijski broj 6), S 4+ ion 0,051 nm (koordinacijski broj 6) i S 6+ ion 0,026 nm (koordinacijski broj 4). Sekvencijalne energije ionizacije neutralnog atoma sumpora od S 0 do S 6+ su 10,36, 23,35, 34,8, 47,3, 72,5, odnosno 88,0 eV. Sumpor se nalazi u VIA skupini periodnog sustava D. I. Mendeljejeva, u 3. periodi, i spada u red halkogena. Konfiguracija vanjskog elektronskog sloja 3 s 2
3str 4
. Najkarakterističnija oksidacijska stanja u spojevima su –2, +4, +6 (valencije II, IV odnosno VI). Vrijednost elektronegativnosti sumpora prema Paulingu je 2,6. Sumpor je jedan od nemetala.
U svom slobodnom obliku, sumpor je žuti krhki kristal ili žuti prah.
Povijesna referenca
Sumpor se u prirodi javlja u slobodnom (nativnom) stanju, pa je čovjeku bio poznat već u antičko doba. Sumpor je privukao pozornost karakterističnom bojom, plava boja plamen i specifičan miris koji se javlja pri gorenju (miris sumpornog dioksida). Vjerovalo se da zapaljeni sumpor tjera zle duhove. Biblija govori o korištenju sumpora za čišćenje grešnika. Kod osoba srednjeg vijeka miris "sumpora" bio je povezan s podzemljem. Korištenje gorućeg sumpora za dezinfekciju spominje Homer. U starom Rimu tkanine su izbjeljivane sumpornim dioksidom.
Sumpor se od davnina koristi u medicini - pacijenti su fumigirani njegovim plamenom, uključen je u razne masti za liječenje kožnih bolesti. U 11.st Avicena (Ibn Sina (cm. IBN SINA)), a potom su europski alkemičari vjerovali da se metali, uključujući zlato i srebro, sastoje od sumpora i žive u različitim omjerima. Tako je sumpor igrao važna uloga u pokušajima alkemičara da pronađu "kamen mudraca" i pretvore obične metale u dragocjene. U 16. stoljeću Paracelzus (cm. Paracelzus) smatra sumpor, uz živu i "sol", jednim od glavnih "početaka" prirode, "dušom" svih tijela.
Praktična važnost sumpora dramatično je porasla nakon izuma crnog baruta (koji nužno uključuje sumpor). Bizant je 673. godine, braneći Carigrad, spalio neprijateljsku flotu uz pomoć tzv. grčke vatre – mješavine salitre, sumpora, smole i drugih tvari – čiji plamen voda nije ugasila. U srednjem vijeku u Europi se koristio crni barut, koji je po sastavu bio blizak mješavini grčke vatre. Od tada počinje široka uporaba sumpora u vojne svrhe.
Najvažniji spoj sumpora, sumporna kiselina, odavno je poznat. Jedan od tvoraca jatrokemije (cm. JATROKEMIJA), redovnik Vasilij Valentin, u 15. stoljeću. detaljno je opisao dobivanje sumporne kiseline kalcinacijom željezni sulfat(stari naziv za sumpornu kiselinu je vitriol).
Elementarnu prirodu sumpora utvrdio je 1789. A. Lavoisier (cm. Lavoisier Antoine Laurent). U naslovima kemijski spojevi, koji sadrži sumpor, često sadrži prefiks "tio" (na primjer, reagens Na 2 S 2 O 3 koji se koristi u fotografiji naziva se natrijev tiosulfat). Podrijetlo ovog prefiksa povezuje se s grčkim nazivom za sumpor - theion.
Biti u prirodi
Sumpor je dosta rasprostranjen u prirodi. U zemljinoj kori njegov sadržaj se procjenjuje na 0,05% težine. Značajne naslage prirodnog sumpora često se nalaze u prirodi (obično u blizini vulkana); u Europi se nalaze u južnoj Italiji, na Siciliji. Velika nalazišta prirodnog sumpora nalaze se u SAD-u (u državama Louisiana i Texas), kao iu središnjoj Aziji, Japanu i Meksiku. U prirodi se sumpor nalazi iu placerima iu obliku kristalnih slojeva, ponekad tvoreći nevjerojatno lijepe skupine prozirnih žutih kristala (tzv. druze).
U vulkanskim područjima plin sumporovodik H 2 S često se promatra iz podzemlja; u istim se regijama vodikov sulfid nalazi u otopljenom obliku u sumpornim vodama. Vulkanski plinovi često sadrže i sumporni dioksid SO 2 .
Naslage raznih sulfidnih spojeva rasprostranjene su na površini našeg planeta. Najčešći među njima su: željezni pirit (pirit (cm. PIRIT)) FeS 2, bakreni pirit (halkopirit) CuFeS 2, olovni sjaj (cm. GALENA) PbS, cinober (cm. CINABAR) HgS, sfalerit (cm. sfalerit) ZnS i njegova kristalna modifikacija vurcit (cm. WURTZIT), antimonit (cm. ANTIMONIT) Sb 2 S 3 i drugi. Poznata su i brojna nalazišta raznih sulfata, na primjer kalcijevog sulfata (gips CaSO 4 2H 2 O i anhidrit CaSO 4), magnezijevog sulfata MgSO 4 (gorka sol), barijevog sulfata BaSO 4 (barit), stroncijevog sulfata SrSO 4 (celestin), natrijevog sulfata Na 2 SO 4 10H 2 O (mirabilit) itd.
Ugljen sadrži prosječno 1,0-1,5% sumpora. Sumpor se može naći i u ulju. Brojna polja prirodnog zapaljivog plina (na primjer, Astrakhan) sadrže vodikov sulfid kao primjesu.
Sumpor je jedan od elemenata koji su neophodni živim organizmima, budući da je sastavni dio proteina. Proteini sadrže 0,8-2,4% (težinski) kemijski vezanog sumpora. Biljke dobivaju sumpor iz sulfata u tlu. Neugodni mirisi koji proizlaze iz raspadanja životinjskih leševa uglavnom su posljedica otpuštanja sumpornih spojeva (sumporovodik i merkaptani (cm. TIOLI)) nastaje tijekom razgradnje proteina. Morska voda sadrži oko 8,7 10 -2% sumpora.
Priznanica
Sumpor se uglavnom dobiva taljenjem iz stijena koje sadrže prirodni (elementarni) sumpor. Takozvana geotehnološka metoda omogućuje vam dobivanje sumpora bez podizanja rude na površinu. Ova metoda je predložena krajem 19. stoljeća. Američki kemičar G. Frash, koji se suočio sa zadatkom izvlačenja sumpora iz naslaga južnih Sjedinjenih Država na površinu zemlje, gdje je pjeskovito tlo uvelike kompliciralo njegovo izdvajanje tradicionalnom metodom rudnika.
Frasch je predložio korištenje pregrijane vodene pare za podizanje sumpora na površinu. Pregrijana para dovodi se kroz cijev u podzemni sloj koji sadrži sumpor. Sumpor se topi (talište mu je malo ispod 120 °C) i diže se kroz cijev koja se nalazi unutar one kroz koju se vodena para pumpa u podzemlje. Kako bi se osiguralo podizanje tekućeg sumpora, kroz najtanje unutarnja guma pumpati komprimirani zrak.
Prema drugoj (toplinskoj) metodi, koja je bila posebno raširena početkom 20.st. na Siciliji se sumpor topi, ili sublimira, iz drobljenog kamena u posebnim glinenim pećima.
Postoje i druge metode za izdvajanje prirodnog sumpora iz stijene, na primjer, ekstrakcijom ugljičnim disulfidom ili metodama flotacije.
Zbog činjenice da je industrijska potražnja za sumporom vrlo visoka, razvijene su metode za njegovu proizvodnju iz sumporovodika H 2 S i sulfata.
Metoda oksidacije sumporovodika u elementarni sumpor prvi put je razvijena u Velikoj Britaniji, gdje značajne količine naučili su dobivati sumpor iz Na 2 CO 3 preostalog nakon proizvodnje sode prema metodi francuskog kemičara N. Leblanca. (cm. Leblanc Nicola) kalcijev sulfid CaS. Leblancova metoda temelji se na redukciji natrijevog sulfata ugljenom u prisutnosti vapnenca CaCO 3 .
Na 2 SO 4 + 2C \u003d Na 2 S + 2CO 2;
Na 2 S + CaCO 3 \u003d Na 2 CO 3 + CaS.
Soda se zatim ispire vodom, a vodena suspenzija slabo topljivog kalcijevog sulfida tretira se ugljičnim dioksidom:
CaS + CO 2 + H 2 O \u003d CaCO 3 + H 2 S
Nastali vodikov sulfid H 2 S pomiješan sa zrakom prolazi u peći preko sloja katalizatora. U ovom slučaju, zbog nepotpune oksidacije sumporovodika, nastaje sumpor:
2H2S + O2 \u003d 2H2O + 2S
Slična se metoda koristi za dobivanje elementarnog sumpora iz vodikovog sulfida povezanog s prirodnim plinovima.
Budući da moderna tehnologija treba sumpor visoke čistoće, razvijen učinkovite metode rafiniranje sumpora. U ovom se slučaju posebno koriste razlike u kemijskom ponašanju sumpora i nečistoća. Dakle, arsen i selen se uklanjaju tretiranjem sumpora mješavinom dušične i sumporne kiseline.
Koristeći metode koje se temelje na destilaciji i rektifikaciji, moguće je dobiti sumpor visoke čistoće s udjelom nečistoća od 10–5–10–6% po težini.
Fizička i kemijska svojstva
Atomi sumpora imaju jedinstvenu sposobnost formiranja stabilnih homolanaca, tj. lanaca koji se sastoje samo od S atoma (energija S–S veze je oko 260 kJ/mol). Homolanci sumpora imaju cik-cak oblik, jer u njihovom formiranju sudjeluju elektroni smješteni u susjednim atomima u međusobno okomitim p-orbitalama. Ovi lanci mogu doseći veliku duljinu ili, obrnuto, formirati zatvorene prstenove S 20 , S 8 , S 6 , S 4 .
Stoga sumpor tvori nekoliko desetaka i kristalnih i amorfnih modifikacija, koje se razlikuju kako po sastavu molekula i polimernih lanaca tako i po načinu pakiranja u čvrstom stanju.
Pri normalnom tlaku i temperaturama do 98,38 ° C, a-modifikacija sumpora je stabilna (inače se ova modifikacija naziva rombičnom), koja tvori limun-žute kristale. Nju kristalna ćelija ortorombski, parametri jedinične ćelije a = 1,04646, b = 1,28660, c = 2,4486 nm. Gustoća 2,07 kg / dm 3. Iznad 95,39 ° C, b-modifikacija sumpora (tzv. monoklinski sumpor) je stabilna. Na sobnoj temperaturi, parametri jedinične ćelije monoklinskog b-S su a = 1,090, b = 1,096, c = 1,102 nm, t = 83,27 °C. Gustoća b-S 1,96 kg / dm 3.
Strukture i a- i b-modifikacije sumpora sadrže neplanarne osmeročlane cikličke molekule S 8 . Takve molekule pomalo nalikuju krunama.
Ove dvije modifikacije sumpora razlikuju se u međusobnoj orijentaciji molekula S 8 u kristalnoj rešetki.
Druga modifikacija sumpora - takozvani romboedarski sumpor - može se dobiti izlijevanjem otopine natrijevog tiosulfata Na 2 S 2 O 3 u koncentriranu solnu kiselinu na 0 ° C, nakon čega slijedi ekstrakcija sumpora toluenom. (cm. TOLUEN). Nakon isparavanja otapala pojavljuju se romboedarski kristali koji sadrže molekule S 6 u obliku naslonjača.
Amorfni sumpor (gustoća 1,92 g / cm 3) i gumeni plastični sumpor dobivaju se naglim hlađenjem rastaljenog sumpora (ulijevanje taline u hladna voda). Ove modifikacije sastoje se od nepravilnih cik-cak lanaca S n . S produljenim izlaganjem temperaturama od 20-95 ° C, sve modifikacije sumpora pretvaraju se u a-sumpor.
Talište rombičnog a-sumpora je 112,8 °C, a monoklinskog b-sumpora 119,3 °C. U oba slučaja nastaje lako pokretna žuta tekućina koja potamni na temperaturi od oko 160 ° C; njegova se viskoznost povećava, a na temperaturama iznad 200 ° C rastaljeni sumpor postaje tamno smeđi i viskozan, poput smole. To se objašnjava činjenicom da se prvo prstenaste molekule S 8 uništavaju u talini. Rezultirajući fragmenti međusobno se spajaju u duge lance S µ od nekoliko stotina tisuća atoma. Daljnje zagrijavanje rastaljenog sumpora (iznad temperature od 250 °C) dovodi do djelomičnog prekida lanaca, a tekućina ponovno postaje pokretljivija. Na sl. prikazana je temperaturna ovisnost viskoznosti tekućeg sumpora. Na oko 190 °C njegova je viskoznost oko 9000 puta veća nego na 160 °C.
Na temperaturi od 444,6 ° C rastaljeni sumpor vrije. Ovisno o temperaturi, u njegovim se parama mogu naći molekule S 8 , S 6 , S 4 i S 2 . Promjena u sastavu molekula uzrokuje promjenu boje sumpornih para iz narančastožute u slamnatožutu. Na temperaturama iznad 1500 °C molekule S2 disociraju na atome.
Molekule S 2 su paramagnetske (cm. PARAMAGNETSKI) a građeni su slično kao i molekula O 2 . U svim ostalim stanjima sumpor je dijamagnetičan. (cm. DIJAMAGNETSKI).
Sumpor je praktički netopljiv u vodi. Neke od njegovih modifikacija otapaju se u organskim tekućinama (toluen, benzen), a posebno dobro u ugljikovom disulfidu CS 2 i tekućem amonijaku NH 3.
Sumpor je prilično aktivan nemetal. Čak i uz umjereno zagrijavanje, oksidira mnoge jednostavne tvari, ali sam se vrlo lako oksidira kisikom i halogenima.
S + O 2 \u003d SO 2, S + 3F 2 \u003d SF 6,
2S + Cl 2 \u003d S 2 Cl 2 (s primjesom SCl 2)
S vodikom, kada se zagrijava, sumpor stvara sumporovodik H 2 S iu maloj količini sulfane (spojevi sastava H 2 S n):
H 2 + S H 2 S.
Primjeri reakcija sumpora s metalima:
2Na + S = Na 2 S, Ca + S = CaS, Fe + S = FeS
Sulfidi koji nastaju u tim reakcijama karakteriziraju ne konstantan, već, u pravilu, varijabilni sastav. Stoga se sastav kalcijevog sulfida može kontinuirano mijenjati od CaS do CaS 5 . Polisulfidi tipa CaS n ili Na 2 S n, u interakciji, na primjer, s klorovodičnom kiselinom, tvore H 2 S sulfane n, a vrijednost n može biti od 1 do oko 10.
Koncentrirana sumporna kiselina zagrijavanjem oksidira sumpor u SO2:
S + 2H 2 SO 4 \u003d 2H 2 O + 3 SO 2.
Kraljevska votka (mješavina dušične i klorovodične kiseline) oksidira sumpor u sumpornu kiselinu.
razrijeđena dušična kiselina, klorovodična kiselina bez oksidirajućih sredstava i sumporne kiseline na hladnom sa sumporom ne stupaju u interakciju. Kada se zagrijava u kipućoj vodi ili otopinama lužina, sumpor disproporcionira:
3S + 6NaOH 2Na 2 S + Na 2 SO 3 + 3H 2 O;
Sumpor se može pridružiti sulfidima
Na 2 S + (n–1) S = Na 2 S n
i za sulfite:
Na 2 SO 3 + S \u003d Na 2 S 2 O 3
Kao rezultat ove reakcije iz natrijevog sulfita Na2SO3 nastaje natrijev tiosulfat Na 2 S 2 O 3.
Kada se zagrijava, sumpor reagira s gotovo svim elementima, osim s inertnim plinovima, jodom, dušikom, platinom i zlatom.
Poznato je nekoliko sumpornih oksida. Osim stabilnog sumpornog dioksida SO 2 [drugi nazivi: sumporni dioksid, sumporni anhidrid, sumporni oksid (IV)] i sumpornog trioksida SO 3 [drugi nazivi: sumporni plin, sumporni anhidrid, sumporni oksid (VI)], nestabilni oksidi S 2 O (propuštanjem struje SO 2 kroz tinjajuće pražnjenje) i S 8 O (tijekom interakcije H Dobivena su 2 S sa SOCl 2). Peroksidi SO 4 i S 2 O 7 nastaju prolaskom SO 2 pomiješanog s kisikom kroz tinjajuće pražnjenje ili oksidacijom SO 2 ozonom.
Kiseli sumporni dioksid SO 2 odgovara nestabilnoj kiselini srednje jakosti H 2 SO 3 (sumporasta kiselina):
H 2 O + SO 2 H 2 SO 3,
i kiseli sumporni trioksid SO 3 – jaka dvobazna sumporna kiselina (cm. SUMPORNE KISELINE) H2SO4:
SO 3 + H 2 O \u003d H 2 SO 4
I sumporna kiselina H 2 SO 3 i sumporna H 2 SO 4 odgovaraju dvama redovima soli: kiselim [odnosno hidrosulfitima NaHSO 3, Ca (HSO 3) 2, itd. i hidrosulfatima KHSO 4, NaHSO 4 i drugima] i srednjim [sulfitima Na 2 SO 3, K 2 SO 3 i sulfatima CaSO 4, Fe 2 (SO 4) 3].
Sumpor je uključen u mnoge organski spojevi(vidi članke tiofen (cm. TIOFEN), Tioli (cm. TIOLI) i drugi).
Primjena
Oko polovice proizvedenog sumpora koristi se za proizvodnju sumporne kiseline, oko 25% za proizvodnju sulfita, 10-15% za suzbijanje štetnika poljoprivrednih kultura (uglavnom vinove loze i pamuka) (ovdje je najvažnije rješenje plavi vitriol CuSO 4 ·5H 2 O), oko 10% se koristi u industriji gume za vulkanizaciju gume. Sumpor se koristi u proizvodnji boja i pigmenata, eksploziva (još uvijek je u sastavu baruta), umjetnih vlakana i fosfora. (cm. fosfori). Sumpor se koristi u proizvodnji šibica jer je dio smjese od koje se izrađuju glave šibica. Sumpor se još uvijek nalazi u nekim mastima za liječenje kožnih bolesti. Da bi se čelicima dala posebna svojstva, u njih se uvode mali dodaci sumpora (iako je, u pravilu, dodatak sumpora u čelicima nepoželjan).
Biološka uloga
Sumpor je stalno prisutan u svim živim organizmima, kao važan biogeni element. (cm. BIOGENI ELEMENTI). Njegov sadržaj u biljkama je 0,3-1,2%, u životinjama 0,5-2% (morski organizmi sadrže više sumpora od kopnenih). Biološko značenje sumpora određeno je prvenstveno činjenicom da je dio aminokiseline metionina. (cm. METIONIN) i cistein (cm. CISTEIN) a posljedično i u sastavu peptida (cm. PEPTIDI) i bjelančevine. Disulfidne veze –S–S– u polipeptidnim lancima sudjeluju u formiranju prostorne strukture proteina, a sulfhidrilne skupine (–SH) imaju važnu ulogu u aktivnim centrima enzima. Osim toga, sumpor je uključen u molekule hormona, važnih tvari. Puno sumpora nalazi se u keratinu kose, kostiju i živčanog tkiva. Anorganski spojevi sumpora neophodni su za mineralnu ishranu biljaka. Služe kao supstrati za oksidativne reakcije koje provode prirodne sumporne bakterije. (cm. SEROBAKTERIJE).
Tijelo prosječnog čovjeka (tjelesne težine 70 kg) sadrži oko 1402 g sumpora. Dnevne potrebe odrasle osobe za sumporom su oko 4.
No, po svom negativnom utjecaju na okoliš i čovjeka, sumpor (točnije njegovi spojevi) zauzima jedno od prvih mjesta. Glavni izvor onečišćenja sumporom je izgaranje ugljena i drugih goriva koja sadrže sumpor. Istodobno, oko 96% sumpora sadržanog u gorivu ulazi u atmosferu u obliku sumporovog dioksida SO 2 .
U atmosferi se sumporni dioksid postupno oksidira u sumporni oksid (VI). Oba oksida - i sumporov oksid (IV) i sumporov oksid (VI) - u interakciji s vodenom parom stvaraju kiselu otopinu. Te otopine tada ispadaju kao kisela kiša. Jednom kada uđu u tlo, kisele vode inhibiraju razvoj faune i biljaka u tlu. Zbog toga se stvaraju nepovoljni uvjeti za razvoj vegetacije, posebno u sjevernim krajevima, gdje se oštroj klimi pridodaje i kemijsko onečišćenje. Kao rezultat toga, šume umiru, travnati pokrivač se remeti, a stanje vodenih tijela se pogoršava. Kisele kiše uništavaju spomenike od mramora i drugih materijala, štoviše, uzrokuju uništavanje čak i kamenih zgrada i metalnih proizvoda. Stoga je potrebno poduzeti različite mjere za sprječavanje ulaska sumpornih spojeva iz goriva u atmosferu. Da bi se to postiglo, nafta i naftni proizvodi se pročišćavaju od sumpornih spojeva, a plinovi nastali tijekom izgaranja goriva se pročišćavaju.
Sam po sebi sumpor u obliku prašine nadražuje sluznicu, dišne organe i može uzrokovati ozbiljne bolesti. MDK sumpora u zraku je 0,07 mg/m 3 . seragl, ja... Naglasak ruske riječi
Žena jedna od jednostavnih (nekompliciranih, nerazgradivih) tvari, topljivi i visoko zapaljivi fosil vulkanskog rođenja; kao roba naziv joj je: gorivi sumpor. Barut se pravi od salitre i sumpora, s ugljenom. Drška sumpora lijevana sa štapićima. | Sera, sera... Dahlov eksplanatorni rječnik
SUMPOR- SUMPOR, Sumpor, kem. element VÍ gr. Mendeljejevljev sustav, simbol S, redni broj 16, at. V. 32.07. Poznato od davnina. U prirodi se javlja u obliku vodenih naslaga (neptunskih) i vulkanskih. podrijetlo. Također se nalazi u… Velika medicinska enciklopedija
SUMPOR- kem. element, simbol S (lat. Sumpor), at. n. 16, na. m. 32.06. Postoji u obliku nekoliko alotropskih modifikacija; među njima je monoklinski sumpor (gustoća 1960 kg/m3, ttop = 119°C) i rombični sumpor (gustoća 2070 kg/m3, ίπι = 112,8… … Velika politehnička enciklopedija
- (označava se S), kemijski element VI skupine PERIODNOG SISTEMA, nemetal poznat od antike. U prirodi se pojavljuje i kao pojedinačni element i kao sulfidni minerali poput galenita i pirita, te sulfatni minerali, ... ... Znanstveni i tehnički enciklopedijski rječnik
U mitologiji irskih Kelta, Sera je otac Parthalona (vidi poglavlje 6). Prema nekim izvorima, upravo je Sera, a ne Parthalon, bio Dilgnadin muž. (
Sumpor je dosta rasprostranjen u prirodi. Njegov sadržaj u zemljinoj kori iznosi 0,0048 mas. %. Značajan dio sumpora javlja se u samorodnom stanju.
Sumpor se javlja i u obliku sulfida: pirita, halkopirita i sulfata: gipsa, celestina i barita.
Mnogi sumporni spojevi nalaze se u nafti (tiofen C 4 H 4 S, organski sulfidi) i naftnim plinovima (vodikov sulfid).
Sumporni oksid (VI) (sumporni anhidrid, sumporni trioksid, sumporni plin) SO 3 - viši sumporni oksid, vrsta kemijske veze: kovalentna
Prostorni model molekule γ -SO3
polarni kemijska veza. U normalnim uvjetima, vrlo hlapljiva, bezbojna tekućina zagušljivog mirisa. Na temperaturama nižim od 16,9 ° C, skrućuje se stvaranjem smjese različitih kristalnih modifikacija krutog SO 3.
Molekule SO 3 u plinovitoj fazi imaju ravnu trigonalnu strukturu simetrije D 3h (kut OSO = 120°, d(S-O) = 141 pm.) Pri prijelazu u tekuće i kristalno stanje nastaje ciklički trimer i cik-cak lanci.
Čvrsti SO 3 postoji u α-, β-, γ- i δ-oblicima, s talištem od 16,8, 32,5, 62,3 i 95 °C, redom, te se razlikuju po obliku kristala i stupnju polimerizacije SO 3. α-oblik SO 3 sastoji se uglavnom od trimernih molekula. Ostali kristalni oblici sumpornog anhidrida sastoje se od cik-cak lanaca: izoliranih na β-SO 3 , povezanih u ravne mreže na γ-SO 3 ili u trodimenzionalne strukture na δ-SO 3 . Hlađenjem iz para prvo nastaje bezbojni, ledolik, nestabilan α-oblik, koji u prisutnosti vlage postupno prelazi u stabilni β-oblik – bijele „svilenkaste“ kristale, slične azbestu. Obrnuti prijelaz β-forme u α-formu moguć je samo kroz plinovito stanje SO 3 . Obje modifikacije "dime" u zraku (stvaraju se kapljice H 2 SO 4) zbog visoke higroskopnosti SO 3. Uzajamni prijelaz na druge modifikacije odvija se vrlo sporo. Raznolikost oblika sumporovog trioksida povezana je sa sposobnošću polimerizacije molekula SO 3 zbog stvaranja donor-akceptorskih veza. Polimerne strukture SO 3 lako se transformiraju jedna u drugu, a kruti SO 3 obično se sastoji od smjese razne forme, čiji relativni sadržaj ovisi o uvjetima dobivanja sumpornog anhidrida.
kiselo-bazni: SO 3 je tipični kiseli oksid, sumporni anhidrid. Njegova kemijska aktivnost je prilično visoka. Kada reagira s vodom, nastaje sumporna kiselina:
Međutim, u ovoj reakciji nastaje sumporna kiselina u obliku aerosola, pa se u industriji sumporni oksid (VI) otapa u sumpornoj kiselini da nastane oleum, koji se dalje otapa u vodi da nastane sumporna kiselina željene koncentracije.
Onečišćenje biosfere spojevima sumpora
Sumporov dioksid so2 Onečišćenje atmosfere spojevima sumpora ima važne posljedice za okoliš. U atmosferu uglavnom ulaze sumporni dioksid i sumporovodik. Nedavno su pozornost počeli privlačiti i drugi spojevi sumpora koji nastaju kao rezultat mikrobioloških procesa. Glavni prirodni izvori sumpornog dioksida su vulkanska aktivnost, kao i procesi oksidacije sumporovodika i drugih sumpornih spojeva. Prema nekim proračunima, kao posljedica vulkanske aktivnosti, godišnje u atmosferu uđe oko 4 milijuna tona sumpornog dioksida. Ali mnogo više - oko 200-215 milijuna tona sumporovog dioksida - nastaje iz vodikovog sulfida, koji ulazi u atmosferu tijekom razgradnje organske tvari.
Industrijski izvori sumpornog dioksida odavno su po intenzitetu nadmašili vulkane i sada su jednaki ukupnom intenzitetu svih prirodnih izvora. U prirodi ne postoji fosilno gorivo koje bi se sastojalo samo od ugljikovodika. Uvijek postoji primjesa drugih elemenata, a jedan od njih je sumpor. Čak i prirodni plin sadrži barem tragove sumpora. Sirova nafta, ovisno o nalazištu, sadrži od 0,1 do 5,5 posto sumpora, a ugljen od 0,2 do 7 posto sumpora. Stoga se izgaranjem goriva dobiva 80-90 posto cjelokupnog antropogenog sumpornog dioksida, a najviše se proizvodi izgaranjem ugljena (70 posto ili više). Preostalih 10-20 posto otpada na taljenje obojenih metala i proizvodnju sumporne kiseline. Sirovine za proizvodnju bakra, olova i cinka uglavnom su rude koje sadrže veliki broj sumpor (do 45 posto). Iste rude i drugi minerali bogati sumporom služe kao sirovine za proizvodnju sumporne kiseline.
Sumporni dioksid je vrlo otrovan, predstavlja prijetnju zdravlju, pa čak i životu ljudi i životinja te oštećuje vegetaciju. U SSSR-u, za sumporni dioksid u atmosferi, najveće dopuštene koncentracije (MPC) za jednu izloženost su 0,5 miligrama po kubičnom metru, prosječno dnevno je 0,05, što, u smislu volumetrijskih koncentracija, daje 0,17 odnosno 0,017 ppm,
Uobičajena koncentracija sumpornog dioksida u nižim slojevima atmosfere je 0,2 ppm. Međutim, njegova distribucija diljem svijeta vrlo je neravnomjerna. Prema mjerenjima na pozadinskim promatračkim (monitoring) stanicama koje se nalaze u različitim regijama svijeta i koje se nalaze na udaljenosti od izravnih antropogenih izvora ovog plina, koncentracije se razlikuju desetke i stotine puta. Najveće koncentracije zabilježene su na sjevernoj hemisferi, a maksimalne vrijednosti postižu u istočnim i središnjim područjima Sjedinjenih Država, u srednjoj Europi (10-14 mikrograma po kubnom metru, ili 3,4-4,8 ppm). U područjima gdje su veći gradovi i industrijska središta manje (zapad SAD, europsko područje SSSR-a itd.), koncentracija sumpornog dioksida je red veličine niža (1-4 mikrograma po kubičnom metru, ili 0,34-1,37 ppm), au nekim čistijim područjima, poput Kavkaza i Bajkalskog jezera, manja je od 0,1 mikrograma po kubnom metru, odnosno 0,034 ppm. Na južnoj hemisferi koncentracija sumpornog dioksida je 1,5-2 puta manja nego na sjevernoj hemisferi, nad oceanom je znatno niža nego nad kontinentom, a nad oceanom koncentracija raste s visinom, dok nad kontinentima opada,
Opće karakteristike elemenata VA skupine.
Glavna podskupina V skupine periodnog sustava D.I. Mendeljejev uključuje pet elemenata: tipične p-elemente dušik N, fosfor P, kao i njima slične elemente velikih perioda arsen As, antimon Sb i bizmut Bi. Imaju zajednički naziv pniktogeni. Atomi ovih elemenata imaju 5 elektrona na vanjskoj razini (konfiguracija br s2 n str 3).
U spojevima, elementi pokazuju oksidacijsko stanje od -3 do +5. Najtipičniji stupnjevi su +3 i +5. Za bizmut je karakterističnije oksidacijsko stanje +3.
Idući od N prema Bi, radijus atoma se redovito povećava. Povećanjem veličine atoma smanjuje se energija ionizacije. To znači da slabi vezivanje elektrona vanjske energetske razine s jezgrom atoma, što dovodi do slabljenja nemetalnih i jačanja metalnih svojstava u nizu od dušika do Bi.
Dušik i fosfor su tipični nemetali; stvaratelji kiseline. Arsen ima izraženija nemetalna svojstva. Kod antimona se nemetalna i metalna svojstva pojavljuju približno u istoj mjeri. Bizmut karakterizira prevlast metalnih svojstava.
Atom dušika ima tri nesparena elektrona. Prema tome, valencija dušika je tri. Zbog nedostatka d-podrazine na vanjskoj razini, njegovi se elektroni ne mogu odvojiti. Međutim, kao rezultat interakcije donor-akceptor, dušik postaje četverovalentan.
Atomi fosfora i sljedeći elementi VA skupine imaju slobodne orbitale na d-podrazini i, prelazeći u pobuđeno stanje, 3s-elektroni će se odvojiti. U nepobuđenom stanju za sve elemente skupine 5A valencija je 3, a u pobuđenom stanju za sve, osim za dušik, jednaka je pet.
Elementi ove skupine tvore plinovite vodikove spojeve (hidride) tipa EN 3, u kojima je stupanj njihove oksidacije -3.
