Какие физические свойства серы
Текущая версия страницы пока не проверялась опытными участниками и может значительно отличаться от версии, проверенной 6 марта 2020;
проверки требуют 5 правок.
У этого термина существуют и другие значения, см. Оксид серы.
Пространственная модель молекулы γ-SO3
Окси́д се́ры (VI) (се́рный ангидри́д, трёхо́кись се́ры, се́рный га́з) SO3 — высший оксид серы. Ангидрид серной кислоты. В обычных условиях легколетучая бесцветная жидкость с удушающим запахом. Весьма токсичен. При температурах ниже 16,9 °C застывает с образованием смеси различных кристаллических модификаций твёрдого SO3.
Получение[править | править код]
Получают, окисляя оксид серы (IV) кислородом воздуха при нагревании, в присутствии катализатора (V2O5, Pt, NaVO3, оксид железа(III) Fe2O3, NO2):
Можно получить термическим разложением сульфатов:
или взаимодействием SO2 с озоном:
Физические свойства[править | править код]
Оксид серы(VI) — в обычных условиях легколетучая бесцветная жидкость с удушающим запахом.
Находящиеся в газовой фазе молекулы SO3 имеют плоское тригональное строение с симметрией D3h (угол OSO = 120°, d(S-O) = 141 пм). При переходе в жидкое и кристаллическое состояния образуются циклический тример и зигзагообразные цепи. Тип химической связи в молекуле: ковалентная полярная химическая связь.
Твёрдый SO3 существует в α-, β-, γ- и δ-формах, с температурами плавления соответственно 16,8, 32,5, 62,3 и 95 °C и различающихся по форме кристаллов и степени полимеризации SO3. α-Форма SO3 состоит преимущественно из молекул триме́ра. Другие кристаллические формы серного ангидрида состоят из зигзагообразных цепей: изолированных у β-SO3, соединенных в плоские сетки у γ-SO3 или в пространственные структуры у δ-SO3. При охлаждении из пара сначала образуется бесцветная, похожая на лёд, неустойчивая α-форма, которая постепенно переходит в присутствии влаги в устойчивую β-форму — белые «шёлковистые» кристаллы, похожие на асбест. Обратный переход β-формы в α-форму возможен только через газообразное состояние SO3. Обе модификации на воздухе «дымят» (образуются капельки H2SO4) вследствие высокой гигроскопичности SO3.
Взаимный переход в другие модификации протекает очень медленно. Разнообразие форм триоксида серы связано со способностью молекул SO3 полимеризоваться благодаря образованию донорно-акцепторных связей. Полимерные структуры SO3 легко переходят друг в друга, и твердый SO3 обычно состоит из смеси различных форм, относительное содержание которых зависит от условий получения серного ангидрида.
Химические свойства[править | править код]
SO3 — типичный кислотный оксид, ангидрид серной кислоты. Его химическая активность достаточно велика.
При взаимодействии с водой образует серную кислоту:
Однако в данной реакции серная кислота образуется в виде аэрозоля, и поэтому в промышленности оксид серы(VI) растворяют в серной кислоте с образованием олеума, который далее растворяют в воде до образования серной кислоты нужной концентрации.
Взаимодействует с основаниями:
и оксидами:
SO3 характеризуется сильными окислительными свойствами, обычно восстанавливается до диоксида серы:
При взаимодействии с хлороводородом образуется хлорсульфоновая кислота, образуя тионилхлорид:
Применение[править | править код]
Серный ангидрид в основном используют в производстве серной кислоты и в металлургии.
Физиологическое действие[править | править код]
Триоксид серы — токсичное вещество, которое поражает слизистые оболочки и дыхательные пути, разрушает органические соединения. Хранится в запаянных стеклянных сосудах.
Литература[править | править код]
- Ахметов Н. С. «Общая и неорганическая химия» М.: Высшая школа, 2001
- Карапетьянц М. Х., Дракин С. И. «Общая и неорганическая химия» М.: Химия 1994
Оксид серы (I)[править | править код]
Основная статья: Оксид серы (I)
Оксид серы (I) — S2О — бесцветный газ, неустойчивый при комнатной температуре.
Монооксид серы[править | править код]
Основная статья: Оксид серы (II)
Монооксид серы — SO — бесцветный газ с резким, неприятным запахом. Неустойчив, бурно реагирует с кислородом, превращаясь в диоксид серы, что обуславливает редкость его нахождения в природе.
Диоксид серы. Сернистая кислота[править | править код]
Основная статья: Оксид серы (IV)
Оксид серы (IV) — SO2 (диоксид серы, сернистый газ) представляет собой бесцветный газ с резким характерным запахом. Образуется при сгорании серы:
S + O2 = SO2
Раствор сернистого газа в воде (до 40 объёмов SO2 на 1 объём воды) — неустойчивая двухосновная сернистая кислота, которая существует только в растворе:
SO2 + H2O = H2SO3 (реакция обратима)
Основная статья: Сернистая кислота
Сернистая кислота является слабой кислотой, в водных растворах она диссоциирует ступенчато с образованием гидросульфит- и сульфит-ионов
H2SO3 = H+ + HSO3-
HSO3 = H+ + SO32-
Сернистая кислота проявляет химические свойства, общие для кислот: взаимодействует с основными оксидами, основаниями, вступает в реакцию обмена с солями других кислот.
Триоксид серы[править | править код]
Основная статья: Оксид серы(VI)
Оксид серы (VI) — SO3 — высший оксид серы.
Получают, окисляя оксид серы (IV) в присутствии катализатора при температуре около 5000 C. При обычных условиях оксид серы(VI) — бесцветная едкая жидкость, которая при температуре ниже 170 C превращается в белое кристаллическое вещество. Это типичный кислотный оксид, который взаимодействует с водой с образованием серной кислоты.
Серная кислота[править | править код]
Основная статья: Серная кислота
Физические свойства[править | править код]
Тяжелая (плотность 1,83г/см3), бесцветная маслянистая жидкость без запаха. Смешивается с водой в любых соотношениях. Разогревание смеси при растворении серной кислоты в воде может сопровождаться её разбрызгиванием. Нельзя приливать воду к кислоте,следует при непрерывном перемешивании раствора вливать кислоту в воду.
Химические свойства[править | править код]
В разбавленных растворах серная кислота является сильным электролитом.
Разбавленная серная кислота проявляет все характерные свойства кислот: взаимодействует с металлами, стоящими в ряду активности до водорода, с основными оксидами, с основаниями и солями. При этом образуются соли: средние — сульфаты, кислые — гидросульфаты. Большинство сульфатов и гидросульфатов хорошо растворимы в воде, многие из них образуют кристаллогидраты. Некоторые кристаллогидраты называют купоросами.
Для качественного обнаружения серной кислоты и её солей в водных растворах используются растворимые соли бария. В результате реакции образуется белый осадок сульфата бария.
Концентрированная серная кислота является более сильным окислителем, чем разбавленная. При взаимодействии концентрированной серной кислоты с металлами водород не выделяется. С металлами, стоящими в ряду активности после водорода (кроме золота и платины), реакция протекает с образованием оксида серы (IV).
С металлами,стоящими в ряду активности до водорода, концентрированная серная кислота восстанавливается до оксида серы(IV), серы или сероводорода в зависимости от активности металла и условий протекания реакции.
Литература[править | править код]
- Ахметов Н. С. «Общая и неорганическая химия» М.: Высшая школа, 2001
- Карапетьянц М. Х., Дракин С. И. «Общая и неорганическая химия» М.: Химия 1994