Сернистый ангидрид SO2 и сернистая кислота H2SO3
Сернистый ангидрид, называемый также двуокисью серы и сернистым газом, образуется непосредственно из серы и кислорода при сжигании серы в воздухе или кислороде. Он получается также при прокаливании на воздухе («обжигании») различных сернистых металлов, например железного колчедана:
4FeS2 + 11O2 = 2Fe2O3 + 8SO2
С помощью этой реакции сернистый ангидрид получают обычно в промышленном масштабе.
Сернистый ангидрид представляет собой бесцветный газ с резким, всем знакомым запахом горящей серы. Он довольно легко сгущается в бесцветную жидкость, кипящую при —10°. При испарении жидкого сернистого ангидрида происходит сильное понижение температуры (до —50°).
Сернистый ангидрид хорошо растворяется в воде. При 20° 1 объем воды растворяет около 40 объемов сернистого ангидрида, который частично вступает в реакцию с водой, образуя сернистую кислоту:
SO2 + H2O ⇄ H2SO4
При нагревании, вследствие уменьшения растворимости сернистого ангидрида, равновесие этой реакции смещается влево и постепенно весь растворенный сернистый ангидрид снова выделяется из раствора.
Сернистый ангидрид применяется для беления соломы, шерсти, шелка и как дезинфицирующее средство, убивающее зародыши многих микроорганизмов; сернистым ангидридом окуривают для уничтожения плесневых грибков сырые подвалы и погреба, винные бочки, бродильные чаны и пр.
Сернистая кислота H2SO3 — очень непрочное соединение. Она известна только в водных растворах. При всех попытках выделить сернистую кислоту из воды или получить как-либо иначе в чистом виде она сейчас же распадается на сернистый ангидрид и воду. Так, например, при действии концентрированной серной кислоты на сернистокислый натрий вместо сернистой кислоты выделяется сернистый ангидрид:
Na2SO3 + H2SO4 = Na2SO4 + SO2 +H2O
Раствор сернистой кислоты необходимо хорошо предохранять от доступа воздуха, иначе сернистая кислота, поглощая из воздуха кислород, довольно быстро окислится в серную кислоту:
2H2SO3 + О2 = 2H2SO4
Легко окисляясь, сернистая кислота является хорошим восстановителем. Так, например, свободные галогены восстанавливаются ею в галогеноводородные кислоты:
H2SO3 + Cl2 + Н2O = H2SO4 + 2НСl
или в ионной форме
SO»3 + Сl2 + Н2O = SO»4 + 2Сl’ + 2Н•
Однако иногда сернистая кислота может играть и роль окислителя, например при взаимодействии с таким сильным восстановителем, как сероводород:
H2SО3 + 2H2S = 3S + 3H2О
В этом случае положительные четырехвалентные атомы серы (в молекулах H2SО3) отнимают электроны от отрицательно заряженных ионов S— вследствие чего и те и другие превращаются в электронейтральные атомы серы.
Сернистая кислота двухосновна и образует два ряда солей — средние и кислые соли. Если пропускать сернистый газ в раствор какой-нибудь щелочи, например едкого натра, до насыщения, то получается кислая соль:
NaOH + SO2 = NaHSО3
При избытке щелочи образуется нормальная соль.
Нормальные соли сернистой кислоты называются сульфитами, а кислые — гидросульфитами.
Как и свободная сернистая кислота, сульфиты легко окисляются кислородом воздуха, переходя в сульфаты —соли серной кислоты. При нагревании сульфиты разлагаются с образованием сульфидов и сульфатов (реакция самоокисления-самовосстановления) :
4Na2SO3 = Na2S + 3Na2SO4
Некоторые соли сернистой кислоты имеют важное техническое значение и приготовляются в больших количествах. Гидросульфит натрия NaHSO3 применяется под названием антихлора для уничтожения следов хлора в отбеленных тканях, так как он восстанавливает хлор в хлористый водород:
NaHSO3 + Cl2 + Н2O = NaHSO4 + 2HCl
Гидросульфит кальция Ca(HSO3)2 применяется для переработки древесины в так называемую сульфитную целлюлозу, аз которой потом получается бумага.
Вы читаете, статья на тему Сернистый ангидрид