Это кислотные соединения серы. У серы несколько соединений с кислородом , но важнейшие из них ( IV ) SO2 и ( VI ) SO3 .
Оксиды серы ( IV ) получают при нагревании серы на воздухе :
S + O2 = SO2
Что такое оксид серы
В лаборатории оксид серы 4 получают действием соляной кислоты на сульфиты :
Na2SO3 + 2HCl = SO2↑+ 2NaCl + H2O
или взаимодействием концентрированной серной кислоты с медью :
2H2SO4 + Cu = SO2↑ + CuSO4 + 2H2O
В сернокислотном производстве оксид серы 4 ( IV ) получают обжигом пирита :
4FeS2 + 11O2 = 2Fe2O3 + 8SO2↑
Также оксид серы 4 получают как побочный продукт при коксовании углей .
SO2 — бесцветный газ с запахом горящей серы , сжижается при -10,09°C , затвердевает при — 70°C .
Он ядовит , вдыхание воздуха , содержание более 0,2% оксида серы ( IV ) вызывает заболевание .
Молекулы оксида серы ( IV ) не ассоциированы и построены аналогично молекуле озона.
Атомы в молекуле SO2 образуют равнобедренный треугольник , в котором расстояние S-O равны 1,43 А , а угол O — S — O составляет 119 градусов.
Поскольку сера в степени окисления + 4 может терять два электрона или присоединять шесть электронов , оксид серы ( IV ) в одной реакции ведёт себя как восстановитель , а в других — как окислитель.
Оксид серы 4 ( IV ) обесцвечивает органические пигменты и его применяют иногда для отбеливания шёлка , шерсти и соломы , так как они разрушаются под воздействием хлора.
В отличие от хлора оксид серы ( IV ) не разрушает красители , а лишь образует с ними непрочные , бесцветные соединения , которые разлагаются под действием тепла и света и первоначальная окраска растительного пигмента восстанавливается.
Взаимодействие оксида серы 4 с водой
Оксид серы и вода при 20°C в 1 объёме растворяется 39,4 объёма оксида серы ( IV ) , часть которой химически взаимодействует с водой и образуется двухосновная сернистая кислота средней силы :
SO2 + H2O ⇄ H2SO3 ⇄ H⁺ + HSO3 ⇄ 2H⁺ + SO3
Сернистая кислота нестойкая , существует только в водных растворах , при нагревании её раствора равновесие смещается влево и выделяется оксид серы ( IV ).
В окислительно — восстановительных реакциях сернистая кислота обычно играет роль восстановителя и окисляется до серной кислоты :
+4 0 +6 — 1
H2SO3 + Cl2 + H2O = H2SO4 + 2HCl
Она постепенно окисляется до серной кислоты даже кислородом воздуха , но , взаимодействуя с более сильными восстановителями , например с сероводородом , сернистая кислота ведёт себя как окислитель и восстанавливается до свободной серы :
+4 -2 0
H2SO3 + 2H2S = 3S↓ + 3H2O
Сульфиты
Средние соли сернистой кислоты называют сульфитами ( например , Na2SO3 — сульфит натрия ) , а кислые гидросульфитами ( NaHSO3 — гидросульфит натрия ).
Сульфиты — также активные восстановители.
Тиосерная кислота
Тиосерная кислота H2S2O3 — неустойчивая даже в водных растворах и считается производным серной кислоты , в молекуле которой один атом кислорода замещён атомом серы.
Соли тиосерной кислоты — тиосульфаты более стойки . При кипячении раствора сульфита натрия с серой получается тиосульфат натрия , который при понижении температуры выкристаллизовывается в виде Na2S2O3 · 2H2O
Взаимодействие соединений тиосерной кислоты с сильными кислотами
Сильные кислоты ( соляная кислота ) вытесняют из тиосульфатов тиосерную кислоту :
Na2S2O3 + 2HCl = H2S2O3 + 2NaCl
Которая разлагается с выделением двуокиси серы и свободной серы :
H2S2O3 = S↓+ SO2↑ + H2O
Тиосульфат натрия или гипосульфит широко использовался в применении в фотографии.
Действие его как закрепителя основано на свойстве растворять неразложившийся бромид серебра с образованием комплексной соли :
AgBr + 2Na2S2O3 + Na3[Ag(S2O3)2] + NaBr
Тиосульфат натрия легко окисляется хлором и бромом , (а также другими сильными окислителями ) до серной кислоты ( или сульфатов ) :
Na2S2O3 + 4Cl2 + 5H2O = 2H2SO4 + 6HCl + 2NaCl
На этой реакции основано применение тиосульфата натрия для удаления остатков хлора , кроме того он использовался в ветеринарии и медицине .
Оксид серы (VI )
Окисление оксида серы 4 ( IV ) SO2 до оксида серы 6 ( VI ) SO3 при обычных условиях протекает медленно , однако эта реакция ускоряется при нагревании ( до 450°C ).
В присутствии катализаторов ( мелко раздробленной платины , оксидов ванадия , хрома или железа ).
Различают две модификации оксида серы ( VI ) .
Одна из них жидкая , плотностью 1,92 г/см³, кипит при 44,9°C , а при 16,8°C затвердевает в кристаллы , напоминающие лёд.
Она состоит из (SO3)3 , т.е. состоит из циклических тримерных молекул и называется льдовидной модификацией , но при хранении SO3 полимеризуется :
xSO3 ⇄ (SO3)x
и получается асбестовидная модификация оксида серы ( VI ) , представляющие собой шелковистые кристаллы и состоящих из длинных цепей , образованных тетраэдрами SO4 .
Оксид серы ( VI ) жадно соединяется с водой , образуя серную кислоту :
SO3 + H2O = H2SO4