SO2 - kükürt oksit (IV), kükürt dioksit, kükürt dioksit, kükürt dioksit. Kükürt dioksit. Formül, hazırlama, kimyasal özellikler Kimyasal reaksiyon so2
Sülfürün +4 oksidasyon durumu oldukça kararlıdır ve SHal 4 tetrahalidler, SOHal 2 oksodihalidler, SO 2 dioksit ve bunlara karşılık gelen anyonlarda kendini gösterir. Sülfür dioksit ve sülfürik asidin özelliklerini tanıyacağız.
1.11.1. Sülfür oksit (IV) so2 molekülünün yapısı
SO 2 molekülünün yapısı ozon molekülünün yapısına benzer. Sülfür atomu sp2 hibridizasyonu durumundadır, yörüngelerin şekli düzenli bir üçgendir ve molekülün şekli açısaldır. Kükürt atomunun yalnız bir elektron çifti vardır. S–O bağ uzunluğu 0,143 nm ve bağ açısı 119,5°'dir.
Yapı aşağıdaki rezonans yapılarına karşılık gelir:
Ozondan farklı olarak S-O bağının çokluğu 2'dir, yani asıl katkı birinci rezonans yapısından sağlanır. Molekül yüksek termal stabilite ile karakterize edilir.
Fiziki ozellikleri
Normal koşullar altında kükürt dioksit veya kükürt dioksit, keskin, boğucu bir kokuya sahip, erime noktası -75 °C, kaynama noktası -10 °C olan renksiz bir gazdır. Suda yüksek oranda çözünür; 20°C'de 1 hacim suda 40 hacim kükürt dioksit çözünür. Toksik gaz.
Kükürt (IV) oksidin kimyasal özellikleri
Kükürt dioksit oldukça reaktiftir. Kükürt dioksit - asit oksit. Hidrat oluşturmak için suda oldukça çözünür. Ayrıca suyla kısmen reaksiyona girerek bireysel formda izole edilmeyen zayıf sülfürik asit oluşturur:
S02 + H20 = H2S03 = H + + HSO3 - = 2H + + S03 2- .
Ayrışma sonucunda protonlar oluştuğundan çözelti asidik bir ortama sahip olur.
Sülfür dioksit gazı bir sodyum hidroksit çözeltisinden geçirildiğinde sodyum sülfit oluşur. Sodyum sülfit, aşırı kükürt dioksit ile reaksiyona girerek sodyum hidrosülfit oluşturur:
2NaOH + S02 = Na2S03 + H20;
Na2S03 + S02 = 2NaHSO3.
Kükürt dioksit redoks ikiliği ile karakterize edilir; örneğin indirgeyici özellikler sergiler ve bromlu suyun rengini giderir:
S02 + Br2 + 2H20 = H2S04 + 2HBr
ve potasyum permanganat çözeltisi:
5SO2 + 2KMnO4 + 2H20 = 2KНSO4 + 2MnS04 + H2S04.
oksijenle sülfürik anhidrite oksitlenir:
2SO2 + Ö2 = 2SO3.
Güçlü indirgeyici maddelerle etkileşime girdiğinde oksitleyici özellikler sergiler, örneğin:
S02 + 2CO = S + 2CO2 (500 °C'de, Al203 varlığında);
S02 + 2H2 = S + 2H20.
Kükürt (IV) oksitin hazırlanması
Kükürtün havada yanması
S + Ö2 = SO2.
Sülfür oksidasyonu
4FeS2 + 11O2 = 2Fe203 + 8SO2.
Güçlü asitlerin metal sülfitler üzerindeki etkisi
Na2S03 + 2H2S04 = 2NaHSO4 + H20 + S02.
1.11.2. Sülfürik asit ve tuzları
Sülfür dioksit suda çözündüğünde zayıf sülfürlü asit oluşur, çözünmüş SO2'nin büyük kısmı soğuduktan sonra hidratlanmış SO2 ·H20 formundadır, kristalin hidrat da açığa çıkar, çözünmüş SO2'nin yalnızca küçük bir kısmı; sülfürik asit molekülleri sülfit ve hidrosülfit iyonlarına ayrışır. Serbest durumda asit açığa çıkmaz.
Dibazik olduğundan iki tür tuz oluşturur: orta - sülfitler ve asidik - hidrosülfitler. Suda yalnızca alkali metallerin sülfitleri ve alkali ve alkali toprak metallerinin hidrosülfitleri çözünür.
TANIM
Kükürt dioksit(kükürt oksit (IV), kükürt dioksit) normal koşullar altında karakteristik keskin bir kokuya sahip renksiz bir gazdır (erime noktası (-75,5 o C), kaynama noktası - (-10,1 o C).
Sülfür (IV) oksidin sudaki çözünürlüğü çok yüksektir (normal koşullar altında, su hacmi başına yaklaşık 40 hacim SO2). Sülfür dioksitin sulu çözeltisine sülfürik asit denir.
Sülfür dioksitin kimyasal formülü
Sülfür dioksitin kimyasal formülü- SO 2. Bu kompleks maddenin molekülünün bir kükürt atomu (Ar = 32 amu) ve iki oksijen atomu (Ar = 16 amu) içerdiğini göstermektedir. Kimyasal formülü kullanarak kükürt dioksitin moleküler ağırlığını hesaplayabilirsiniz:
Bay(S02) = Ar(S) + 2×Ar(O) = 32 + 2×16 = 32 + 32 = 64
Sülfür dioksitin yapısal (grafik) formülü
Daha açık olanı kükürt dioksitin yapısal (grafik) formülü. Bir molekül içinde atomların birbirine nasıl bağlandığını gösterir. SO2 molekülünün yapısı (Şekil 1), ozon molekülü O3'ün (OO2) yapısına benzer, ancak molekül yüksek termal stabilite ile karakterize edilir.
Pirinç. 1. Kükürt dioksit molekülünün, bağlar arasındaki bağ açılarını ve kimyasal bağların uzunluklarını gösteren yapısı.
Bir atomdaki elektronların enerji alt seviyeleri boyunca dağılımını yalnızca bireysel kimyasal elementler için göstermek gelenekseldir, ancak kükürt dioksit için aşağıdaki formül sunulabilir:
Problem çözme örnekleri
ÖRNEK 1
| Egzersiz yapmak | Madde %32,5 sodyum, %22,5 kükürt ve %45 oksijen içermektedir. Maddenin kimyasal formülünü türetin. |
| Çözüm | NX bileşimindeki bir moleküldeki X elementinin kütle oranı aşağıdaki formül kullanılarak hesaplanır: ω (X) = n × Ar (X) / M (HX) × %100 Bileşikteki elementlerin mol sayısını “x” (sodyum), “y” (kükürt) ve “z” (oksijen) olarak gösterelim. Daha sonra molar oran şu şekilde görünecektir (bağıl atom kütlelerinin değerleri periyodik tablo DI. Mendeleev, tam sayılara yuvarlama): x:y:z = ω(Na)/Ar(Na) : ω(S)/Ar(S) : ω(O)/Ar(O); x:y:z= 32,5/23: 22,5/32: 45/16; x:y:z= 1,4: 0,7: 2,8 = 2: 1: 4 Bu, sodyum, kükürt ve oksijen bileşiğinin formülünün Na2S04 olacağı anlamına gelir. Bu sodyum sülfattır. |
| Cevap | Na2SO4 |
ÖRNEK 2
| Egzersiz yapmak | Magnezyum nitrojenle birleşerek 18:7 kütle oranında magnezyum nitrür oluşturur. Bileşiğin formülünü türetiniz. |
| Çözüm | Ne tür bir ilişki içinde olduklarını öğrenmek için kimyasal elementler molekülün bileşiminde madde miktarını bulmak gerekir. Bir maddenin miktarını bulmak için aşağıdaki formülün kullanılması gerektiği bilinmektedir: Magnezyum ve nitrojenin molar kütlelerini bulalım (D.I. Mendeleev'in Periyodik Tablosundan alınan bağıl atom kütlelerinin değerlerini tam sayılara yuvarlayacağız). M = Mr olduğu biliniyor, yani M(Mg) = 24 g/mol ve M(N) = 14 g/mol. O zaman bu elementlerin madde miktarı şuna eşittir: n (Mg) = m (Mg) / M (Mg); n (Mg) = 18/24 = 0,75 mol n(N) = m(N)/M(N); n(N) = 7/14 = 0,5 mol Molar oranı bulalım: n(Mg) :n(N) = 0,75: 0,5 = 1,5:1 = 3:2, onlar. magnezyumun nitrojenle bileşiğinin formülü Mg3N2'dir. |
| Cevap | Mg3 N2 |
Hidrojen sülfür – H2S
Kükürt bileşikleri -2, +4, +6. Sülfürlere, sülfitlere, sülfatlara kalitatif reaksiyonlar.
Etkileşim üzerine makbuz:
1. t – 300 0'da kükürtlü hidrojen
2. Mineral asitlerin sülfitlerine etki ederken:
Na 2 S+2HCl =2 NaCl+H 2 S
çürük yumurta kokusuna sahip, zehirli, havadan ağır, suda çözünerek zayıf hidrojen sülfür asit oluşturan renksiz bir gaz.
Kimyasal özellikler
Asit-baz özellikleri
1. Sudaki bir hidrojen sülfit çözeltisi - hidrosülfit asit - zayıf bir dibazik asittir, bu nedenle adım adım ayrışır:
H2S ↔HS - + H +
HS - ↔ H - + S 2-
2. Hidrojen sülfür asit Genel Özellikler asitler, metallerle, bazik oksitlerle, bazlarla, tuzlarla reaksiyona girer:
H 2 S + Ca = CaS + H 2
H 2 S + CaO = CaS + H 2 O
H2S + 2NaOH = Na2S + 2H20
H 2 S + CuSO 4 = CuS↓ + H 2 SO 4
Tüm asit tuzları - hidrosülfitler - suda oldukça çözünür. Normal tuzlar - sülfürler - suda farklı şekillerde çözünür: alkali ve alkali toprak metallerinin sülfürleri oldukça çözünür, diğer metallerin sülfürleri suda çözünmez ve bakır, kurşun, cıva ve diğer bazı ağır metallerin sülfürleri suda bile çözünmez. asitler (nitrik asit hariç)
CuS+4HNO 3 =Cu(NO 3) 2 +3S+2NO+2H 2 O
Çözünür sülfitler anyonda hidrolize uğrar.
Na 2 S ↔ 2Na + + S 2-
S 2- +HOH ↔HS - +OH -
Na 2 S + H 2 O ↔ NaHS + NaOH
Hidrosülfit asit ve onun çözünür tuzlarına (yani sülfür iyonu S2-'ye) yönelik kalitatif bir reaksiyon, bunların çözünür kurşun tuzları ile etkileşimidir, bu da siyah bir PbS çökeltisinin oluşmasıyla sonuçlanır.
Na 2 S + Pb(NO 3) 2 = 2NaNO 3 + PbS↓
Pb 2+ + S 2- = PbS↓
Yalnızca onarıcı özellikleri gösterir, çünkü kükürt atomu vardır en düşük derece oksidasyon -2
1. oksijen ile
a) dezavantajlı
2H 2 S -2 +O 2 0 = S 0 +2H 2 O -2
b) aşırı oksijenle
2H 2 S+3O 2 =2SO 2 +2H 2 O
2. halojenli (bromlu suyun renginin değişmesi)
H 2 S -2 +Br 2 =S 0 +2HBr -1
3. kons. HNO3
H 2 S+2HNO 3 (k) = S+2NO 2 +2H 2 O
b) güçlü oksitleyici maddelerle (asitli ortamda KMnO 4, K 2 CrO 4)
2KMnO 4 +3H 2 SO 4 +5H 2 S = 5S+2MnSO 4 +K 2 SO 4 +8H 2 O
c) hidrosülfit asit, yalnızca güçlü oksitleyici maddelerle değil, aynı zamanda daha zayıf olanlarla, örneğin demir (III) tuzları, sülfürik asit vb. ile de oksitlenir.
2FeCl3 + H2S = 2FeCl2 + S + 2HCl
H2S03 + 2H2S = 3S + 3H20
Fiş
1. kükürtün oksijende yanması.
2. O2 fazlalığında hidrojen sülfürün yanması
2H 2 S+3O 2 = 2SO 2 +2H 2 O
3. sülfür oksidasyonu
2CuS+3O2 = 2SO2 +2CuO
4. Sülfitlerin asitlerle etkileşimi
Na 2 SO 3 +H 2 SO 4 =Na 2 SO 4 +SO 2 +H 2 O
5. (H 2)'den sonra aktivite serisindeki metallerin kons. H2SO4
Cu+2H 2 SO 4 = CuSO 4 + SO 2 +2H 2 O
Fiziki ozellikleri
Gaz, renksiz, boğucu yanık kükürt kokusuna sahip, zehirli, havadan 2 kat daha ağır, suda oldukça çözünür (oda sıcaklığında, bir hacimde yaklaşık 40 hacim gaz çözünür).
Kimyasal özellikler:
Asit-baz özellikleri
SO2 tipik bir asidik oksittir.
1. alkalilerle iki tür tuz oluşturur: sülfitler ve hidrosülfitler
2KOH+SO2 = K2SO3 +H2O
KOH+S02 = KHSO3 +H20
2.bazik oksitlerle
K 2 O+S02 = K 2 SO 3
3. Su ile zayıf sülfürik asit oluşur
H 2 O+S02 = H 2 SO 3
Sülfürik asit sadece çözelti halinde bulunur ve zayıf bir asittir.
Asitlerin tüm genel özelliklerine sahiptir.
4. sülfit iyonuna kalitatif reaksiyon - SO3 2 - mineral asitlerin etkisi
Na 2 SO 3 +2HCl= 2Na 2 Cl+SO 2 +H 2 O yanmış kükürt kokusu
Redoks özellikleri
ORR'de hem oksitleyici hem de indirgeyici bir madde olabilir, çünkü SO2'deki kükürt atomunun ara oksidasyon durumu +4'tür.
Oksitleyici bir madde olarak:
S02 + 2H2S = 3S + 2H2S
İndirgeyici ajan olarak:
2SO2 +O2 = 2SO3
Cl2 +S02 +2H2O = H2S04 +2HCl
2KMnO 4 +5SO 2 +2H 2 O = K 2 SO 4 +2H 2 SO 4 +2MnSO 4
Sülfür oksit (VI) SO3 (sülfürik anhidrit)
Fiş:
Kükürt dioksitin oksidasyonu
2SO 2 + O 2 = 2SO 3 ( t 0 kat)
Fiziki ozellikleri
Renksiz bir sıvı, 17 0 C'nin altındaki sıcaklıklarda beyaz kristal bir kütleye dönüşür. Termal olarak kararsız bileşik, 700 0 C'de tamamen ayrışır. Suda ve susuz sülfürik asitte yüksek oranda çözünür ve onunla reaksiyona girerek oleum oluşturur.
S03 + H2S04 = H2S207
Kimyasal özellikler
Asit-baz özellikleri
Tipik asit oksit.
1. alkalilerle iki tür tuz oluşturur: sülfatlar ve hidrosülfatlar
2KOH+S03 = K2S04 +H20
KOH+S03 = KHSO4 +H20
2.bazik oksitlerle
CaO+S02 = CaS04
3. su ile
H 2 Ö + SO 3 = H 2 SO 4
Redoks özellikleri
Kükürt oksit (VI) güçlü bir oksitleyici maddedir ve genellikle SO2'ye indirgenir.
3SO3 + H2S = 4SO2 + H2O
Sülfürik asit H2S04
Sülfürik asitin hazırlanması
Endüstride asit temas yöntemiyle üretilir:
1. pirit ateşlemesi
4FeS2 +11O2 = 2Fe203 + 8SO2
2. SO2'nin SO3'e oksidasyonu
2SO 2 + O 2 = 2SO 3 ( t 0 kat)
3. SO3'ün sülfürik asitte çözünmesi
N S03 + H2S04 = H2S04 ∙ N SO 3 (oleum)
H2SO4∙ N S03 + H20 = H2S04
Fiziki ozellikleri
H2SO4 ağır yağlı bir sıvıdır, kokusuz ve renksiz, higroskopiktir. Su ile her oranda karışabilir; konsantre sülfürik asit suda çözündüğünde açığa çıkar. çok sayıdaısı, bu yüzden dikkatlice suya dökülmelidir, tersi değil (önce su, sonra asit, aksi takdirde büyük sorun olur)
H2S04 içeriği% 70'ten az olan sudaki bir sülfürik asit çözeltisine genellikle% 70'den fazla konsantre olan seyreltik sülfürik asit denir.
Kimyasal özellikler
Asit baz
Seyreltik sülfürik asit her şeyi ortaya çıkarır karakteristik özellikler güçlü asitler. İÇİNDE sulu çözelti ayrışır:
H 2 SO 4 ↔ 2H + + SO 4 2-
1. bazik oksitlerle
MgO + H2S04 = MgS04 + H20
2. gerekçeli
2NaOH +H2S04 = Na2S04 + 2H20
3. tuzlarla
BaCl2 + H2S04 = BaS04 ↓ + 2HCl
Ba 2+ + SO 4 2- = BaSO 4 ↓ (beyaz çökelti)
Sülfat iyonu SO4'e kalitatif reaksiyon 2-
Daha fazlası sayesinde Yüksek sıcaklık diğer asitlerle karşılaştırıldığında kaynatma, sülfürik asit ısıtıldığında onları tuzlardan uzaklaştırır:
NaCl + H2S04 = HCl + NaHSO4
Redoks özellikleri
Seyreltik H2S04'te oksitleyici maddeler H+ iyonlarıdır ve konsantre H2S04'te oksitleyici maddeler S042 sülfat iyonlarıdır.
Hidrojene kadar aktivite serisindeki metaller seyreltik sülfürik asitte çözünür, sülfatlar oluşur ve hidrojen açığa çıkar
Zn + H2S04 = ZnS04 + H2
Konsantre sülfürik asit, özellikle ısıtıldığında kuvvetli bir oksitleyici maddedir. Birçok metali, metal olmayanları, inorganik ve organik maddeleri oksitler.
H 2 SO 4 (k) oksitleyici ajan S +6
Daha aktif metallerle sülfürik asit, konsantrasyona bağlı olarak çeşitli ürünlere indirgenebilir.
Zn + 2H 2 SO 4 = ZnS04 + SO 2 + 2H 2 O
3Zn + 4H2S04 = 3ZnS04 + S + 4H2O
4Zn + 5H2S04 = 4ZnS04 + H2S + 4H2O
Konsantre sülfürik asit, bazı metal olmayan maddeleri (sülfür, karbon, fosfor vb.) oksitleyerek sülfür okside indirger (IV)
S + 2H2S04 = 3SO2 + 2H20
C + 2H2S04 = 2SO2 + C02 + 2H20
Bazı karmaşık maddelerle etkileşim
H 2 SO 4 + 8HI = 4I 2 + H 2 S + 4 H 2 O
H 2 SO 4 + 2HBr = Br 2 + SO 2 + 2H 2 O
Sülfürik asit tuzları
2 tür tuz: sülfatlar ve hidrosülfatlar
Sülfürik asit tuzları, tuzların tüm genel özelliklerine sahiptir. Isı ile ilişkileri özeldir. Aktif metallerin sülfatları (Na, K, Ba) 1000 0 C'nin üzerine ısıtıldığında bile ayrışmaz, daha az aktif metallerin (Al, Fe, Cu) tuzları hafif ısıtmayla bile ayrışır
Kükürt oksit (kükürt dioksit, kükürt dioksit, kükürt dioksit), normal koşullar altında keskin karakteristik bir kokuya sahip (yanan kibrit kokusuna benzer) renksiz bir gazdır. Oda sıcaklığında basınç altında sıvılaşır. Kükürt dioksit suda çözünür ve kararsız sülfürik asit oluşur. Bu madde aynı zamanda sülfürik asit ve etanolde de çözünür. Bu, volkanik gazları oluşturan ana bileşenlerden biridir.
1. Sülfür dioksit suda çözünerek sülfürik asit oluşturur. Normal koşullar altında bu reaksiyon tersine çevrilebilir.
SO2 (kükürt dioksit) + H2O (su) = H2SO3 (sülfürlü asit).
2. Alkalilerle kükürt dioksit sülfitler oluşturur. Örneğin: 2NaOH (sodyum hidroksit) + SO2 (kükürt dioksit) = Na2SO3 (sodyum sülfit) + H2O (su).
3. Kükürt dioksitin kimyasal aktivitesi oldukça yüksektir. Sülfür dioksitin indirgeyici özellikleri en belirgindir. Bu tür reaksiyonlarda kükürtün oksidasyon durumu artar. Örneğin: 1) SO2 (kükürt dioksit) + Br2 (brom) + 2H2O (su) = H2SO4 (sülfürik asit) + 2HBr (hidrojen bromür); 2) 2SO2 (kükürt dioksit) + O2 (oksijen) = 2SO3 (sülfit); 3) 5SO2 (kükürt dioksit) + 2KMnO4 (potasyum permanganat) + 2H2O (su) = 2H2SO4 (sülfürik asit) + 2MnSO4 (mangan sülfat) + K2SO4 (potasyum sülfat).
Son reaksiyon, SO2 ve SO3'e verilen kalitatif reaksiyonun bir örneğidir. Çözeltinin rengi mor olur.)
4. Güçlü indirgeyici maddelerin varlığında kükürt dioksit oksitleyici özellikler sergileyebilir. Örneğin metalurji endüstrisinde egzoz gazlarından kükürtün çıkarılması için kükürt dioksitin karbon monoksit (CO) ile indirgenmesini kullanırlar: SO2 (kükürt dioksit) + 2CO (karbon monoksit) = 2CO2 + S (kükürt).
Ayrıca bu maddenin oksitleyici özellikleri fosfor asit elde etmek için kullanılır: PH3 (fosfin) + SO2 (kükürt dioksit) = H3PO2 (fosforik asit) + S (kükürt).
Kükürt dioksit nerede kullanılır?
Kükürt dioksit esas olarak sülfürik asit üretmek için kullanılır. Ayrıca düşük alkollü içeceklerin (şarap ve diğer orta fiyatlı içecekler) üretiminde de kullanılır. Bu gazın çeşitli mikroorganizmaları öldürme özelliğinden dolayı depoların ve sebze depolarının dezenfekte edilmesinde kullanılır. Ayrıca yün, ipek ve samanın (klorla ağartılamayan malzemeler) ağartılmasında kükürt oksit kullanılır. Laboratuvarlarda kükürt dioksit çözücü olarak ve çeşitli kükürt dioksit tuzları elde etmek için kullanılır.
Fizyolojik etkiler
Kükürt dioksit güçlü toksik özelliklere sahiptir. Zehirlenme belirtileri öksürük, burun akıntısı, ses kısıklığı, ağızda tuhaf bir tat ve şiddetli boğaz ağrısıdır. Yüksek konsantrasyonda kükürt dioksit solunduğunda yutma ve boğulma güçlüğü, konuşma bozukluğu, bulantı ve kusma meydana gelir ve akut akciğer ödemi gelişebilir.
Kükürt dioksitin MPC'si:
- iç mekanda - 10 mg/m³;
- ortalama günlük maksimum bir kerelik atmosferik hava- 0,05 mg/m³.
Sülfür dioksite duyarlılık bireyler, bitkiler ve hayvanlar arasında değişir. Örneğin ağaçlar arasında en dayanıklı olanlar meşe ve huş, en az dayanıklı olanlar ise ladin ve çamdır.
