Химические свойства

Химические свойства. Сера может отдавать свои электроны при взаимодействии с более сильными окислителями: В этих реакциях сера является восстановителем. Нужно подчеркнуть, что оксид серы (VI) может образовываться только в присутствии Pt или V 2 O 5 и высоком давлении. При взаимодействии с металлами сера проявляет окислительные свойства: С большинством металлов сера реагирует при нагревании, но в реакции со ртутью взаимодействие происходит уже при комнатной температуре.

Это обстоятельство используется в лабораториях для удаления разлитой ртути, пары которой являются сильным ядом.(3) Несколько примеров соединений серы. Сероводород. При нагревании серы с водородом происходит обратимая реакция с очень малым выходом сероводорода H 2 S. Обычно Н 2 S получают действием разбавленных кислот на сульфиды: Эту реакцию часто проводят в аппарате Киппа. Сероводород — типичный восстановитель. В кислороде он сгорает.

Раствор сероводорода в воде представляет собой очень слабую сероводородную кислоту, которая диссоциирует ступенчато и в основном по первой ступени: Сероводородная кислота, так же как и сероводород, — типичный восстановитель. Сероводородная кислота окисляется не только сильными окислителями, например хлором, но и более слабыми, например сернистой кислотой H 2 SO 3 или ионами трехвалентного железа: Сульфиды.

Например, Na 2 S — сульфид натрия, NaHS — гидросульфид натрия. Гидросульфиды почти все хорошо растворимы в воде. Сульфиды щелочных и щелочно-земельных металлов также растворимы в воде, а остальных металлов практически нерастворимы или мало растворимы; некоторые из них не растворяются и в разбавленных кислотах. Поэтому такие сульфиды можно легко получить, пропуская сероводород через соли соответствующего металла. Некоторые сульфиды имеют характерную окраску: CuS и PbS — черную, CdS — желтую, ZnS — белую, MnS — розовую, SnS — коричневую, Sb 2 S 3 — оранжевую и т. д. На различной растворимоcти сульфидов и различной окраске многих из них основан качественный анализ катионов.(4) Оксид серы (IV). Оксид серы (IV), или сернистый газ, при обычных условиях — бесцветный газ с резким, удушливым запахом.

При охлаждении до -10° С сжижается в бесцветную жидкость. В жидком виде его хранят в стальных баллонах. SO 2 образуется при сжигании серы в кислороде или при обжиге сульфидов.

Он хорошо растворим в воде (40 объемов в 1 объеме воды при 20 °С). Оксид серы (VI). SO 3 — ангидрид серной кислоты — вещество с t пл = 16,8 °С и t кип = 44,8 °С. Оксид серы (VI), или триоксид серы, — это бесцветная жидкость, затвердевающая при температуре ниже 17° С в твердую кристаллическую массу. Оксид серы (VI) обладает всеми свойствами кислотных оксидов. Он является промежуточным продуктом производства серной кислоты. Оксид серы (VI) получают окислением SO 2 кислородом только в присутствии катализатора: Необходимость использования катализатора в этой обратимой реакции обусловлена тем, что хороший выход SO 3 (т. е. смещение равновесия вправо) можно получить только при понижении температуры, однако при низких температурах очень сильно падает скорость протекания реакции.

Молекула SO 3 имеет форму треугольника, в центре которого находится атом серы: Такое строение обусловлено взаимным отталкиванием связывающих электронных пар. На их образование атом серы предоставил все шесть внешних электронов.

Серная кислота. Оксид серы (VI) энергично соединяется с водой, образуя серную кислоту: SO 3 очень хорошо растворяется в 100%-ной серной кислоте. Раствор 80з в такой кислоте называется олеумом. Соли серной кислоты. Серная кислота, будучи двухосновной, образует два ряда солей: средние, называемые сульфатами, и кислые, называемые гидросульфатами. Сульфаты образуются при полной нейтрализации кислоты щелочью (на один моль кислоты приходится два моля щелочи), а гидросульфаты — при недостатке щелочи (на один моль кислоты — один моль щелочи): Многие соли серной кислоты имеют большое практическое значение.(2)