Какие свойства проявляют оксиды хлора

Ñ. Ò. Æóêîâ Õèìèÿ 8-9 êëàññ

Ãëàâà 15. Ãàëîãåíû è õàëüêîãåíû. Õëîð è
ñåðà

15.1. Îáùàÿ õàðàêòåðèñòèêà ãàëîãåíîâ è
õàëüêîãåíîâ

Ãàëîãåíû («ðîæäàþùèå ñîëè») –
ýëåìåíòû VIIA ãðóïïû. Ê íèì îòíîñÿòñÿ ôòîð, õëîð,
áðîì è éîä.  ýòó æå ãðóïïó âõîäèò è íåóñòîé÷èâûé,
à ïîòîìó íå âñòðå÷àþùèéñÿ â ïðèðîäå àñòàò. Èíîãäà
ê ýòîé ãðóïïå îòíîñÿò è âîäîðîä.
Õàëüêîãåíû («ðîæäàþùèå ìåäü») – ýëåìåíòû VIA
ãðóïïû. Ê íèì îòíîñÿòñÿ êèñëîðîä, ñåðà, ñåëåí,
òåëëóð è ïðàêòè÷åñêè íå âñòðå÷àþùèéñÿ â ïðèðîäå
ïîëîíèé.
Èç âîñüìè ñóùåñòâóþùèõ â ïðèðîäå àòîìîâ ýëåìåíòîâ
ýòèõ äâóõ ãðóïï íàèáîëåå ðàñïðîñòðàíåíû àòîìû
êèñëîðîäà (w = 49,5 %), çà íèì ïî
ðàñïðîñòðàíåííîñòè ñëåäóþò àòîìû õëîðà (w = 0,19
%), äàëåå – ñåðû (w = 0,048 %), çàòåì – ôòîðà (w =
0,028 %). Àòîìîâ îñòàëüíûõ ýëåìåíòîâ â ñîòíè è òûñÿ÷è
ðàç ìåíüøå. Êèñëîðîä âû óæå èçó÷àëè â âîñüìîì
êëàññå (ãë. 10), èç îñòàëüíûõ ýëåìåíòîâ íàèáîëåå
âàæíûìè ÿâëÿþòñÿ õëîð è ñåðà – ñ íèìè âû è
ïîçíàêîìèòåñü â ýòîé ãëàâå.
Îðáèòàëüíûå ðàäèóñû àòîìîâ ãàëîãåíîâ è
õàëüêîãåíîâ íåâåëèêè è ëèøü ó ÷åòâåðòûõ àòîìîâ
êàæäîé ãðóïïû ïðèáëèæàþòñÿ ê îäíîìó àíãñòðåìó.
Ýòî ïðèâîäèò ê òîìó, ÷òî âñå ýòè ýëåìåíòû,
ïðåäñòàâëÿþò ñîáîé ýëåìåíòû, îáðàçóþùèå
íåìåòàëëû è òîëüêî òåëëóð è éîä ïðîÿâëÿþò
íåêîòîðûå ïðèçíàêè àìôîòåðíîñòè.
Îáùàÿ âàëåíòíàÿ ýëåêòðîííàÿ ôîðìóëà ãàëîãåíî⠖
ns2np5, à õàëüêîãåíî⠖ ns2np4.
Ìàëåíüêèå ðàçìåðû àòîìîâ íå ïîçâîëÿþò èì
îòäàâàòü ýëåêòðîíû, íàïðîòèâ, àòîìû ýòèõ
ýëåìåíòîâ ñêëîííû èõ ïðèíèìàòü, îáðàçóÿ
îäíîçàðÿäíûå (ó ãàëîãåíîâ) è äâóõçàðÿäíûå (ó
õàëüêîãåíîâ) àíèîíû. Ñîåäèíÿÿñü ñ íåáîëüøèìè
àòîìàìè, àòîìû ýòèõ ýëåìåíòîâ îáðàçóþò
êîâàëåíòíûå ñâÿçè. Ñåìü âàëåíòíûõ ýëåêòðîíîâ
äàþò âîçìîæíîñòü àòîìàì ãàëîãåíîâ (êðîìå ôòîðà)
îáðàçîâûâàòü äî ñåìè êîâàëåíòíûõ ñâÿçåé, à øåñòü
âàëåíòíûõ ýëåêòðîíîâ àòîìîâ õàëüêîãåíî⠖ äî
øåñòè êîâàëåíòíûõ ñâÿçåé.
 ñîåäèíåíèÿõ ôòîðà – ñàìîãî
ýëåêòðîîòðèöàòåëüíîãî ýëåìåíòà – âîçìîæíà
òîëüêî îäíà ñòåïåíü îêèñëåíèÿ, à èìåííî –I. Ó
êèñëîðîäà, êàê âû çíàåòå, ìàêñèìàëüíàÿ ñòåïåíü
îêèñëåíèÿ +II. Ó àòîìîâ îñòàëüíûõ ýëåìåíòîâ âûñøàÿ
ñòåïåíü îêèñëåíèÿ ðàâíà íîìåðó ãðóïïû.

Ïðîñòûå âåùåñòâà ýëåìåíòîâ VIIA
ãðóïïû îäíîòèïíû ïî ñòðîåíèþ. Îíè ñîñòîÿò èç
äâóõàòîìíûõ ìîëåêóë. Ïðè îáû÷íûõ óñëîâèÿõ ôòîð è
õëîð – ãàçû, áðîì – æèäêîñòü, à éîä – òâåðäîå
âåùåñòâî. Ïî õèìè÷åñêèì ñâîéñòâàì ýòè âåùåñòâà
ñèëüíûå îêèñëèòåëè. Èç-çà ðîñòà ðàçìåðîâ àòîìîâ ñ
óâåëè÷åíèåì ïîðÿäêîâîãî íîìåðà èõ îêèñëèòåëüíàÿ
àêòèâíîñòü ñíèæàåòñÿ.
Èç ïðîñòûõ âåùåñòâ ýëåìåíòîâ VIA ãðóïïû ïðè
îáû÷íûõ óñëîâèÿõ ãàçîîáðàçíû òîëüêî êèñëîðîä è
îçîí, ñîñòîÿùèå èç äâóõàòîìíûõ è òðåõàòîìíûõ
ìîëåêóë, ñîîòâåòñòâåííî; îñòàëüíûå – òâåðäûå
âåùåñòâà. Ñåðà ñîñòîèò èç âîñüìèàòîìíûõ
öèêëè÷åñêèõ ìîëåêóë S8, ñåëåí è òåëëóð èç
ïîëèìåðíûõ ìîëåêóë Sen è Ten. Ïî
ñâîåé îêèñëèòåëüíîé àêòèâíîñòè õàëüêîãåíû
óñòóïàþò ãàëîãåíàì: ñèëüíûì îêèñëèòåëåì èç íèõ
ÿâëÿåòñÿ òîëüêî êèñëîðîä, îñòàëüíûå æå ïðîÿâëÿþò
îêèñëèòåëüíûå ñâîéñòâà â çíà÷èòåëüíî ìåíüøåé
ñòåïåíè.

Ñîñòàâ âîäîðîäíûõ ñîåäèíåíèé
ãàëîãåíîâ (ÍÝ) ïîëíîñòüþ îòâå÷àåò îáùåìó ïðàâèëó,
à õàëüêîãåíû, êðîìå îáû÷íûõ âîäîðîäíûõ
ñîåäèíåíèé ñîñòàâà H2Ý, ìîãóò îáðàçîâûâàòü
è áîëåå ñëîæíûå âîäîðîäíûå ñîåäèíåíèÿ ñîñòàâà Í2Ýn
öåïî÷å÷íîãî ñòðîåíèÿ.  âîäíûõ ðàñòâîðàõ è
ãàëîãåíîâîäîðîäû, è îñòàëüíûå
õàëüêîãåíîâîäîðîäû ïðîÿâëÿþò êèñëîòíûå
ñâîéñòâà. Èõ ìîëåêóëû – ÷àñòèöû-êèñëîòû. Èç íèõ
ñèëüíûìè êèñëîòàìè ÿâëÿþòñÿ òîëüêî HCl, HBr è HI.
Äëÿ ãàëîãåíîâ îáðàçîâàíèå îêñèäîâ
íåõàðàêòåðíî, áîëüøèíñòâî èç íèõ íåóñòîé÷èâî,
îäíàêî âûñøèå îêñèäû ñîñòàâà Ý2Î7
èçâåñòíû äëÿ âñåõ ãàëîãåíîâ (êðîìå ôòîðà,
êèñëîðîäíûå ñîåäèíåíèÿ êîòîðîãî íå ÿâëÿþòñÿ
îêñèäàìè). Âñå îêñèäû ãàëîãåíî⠖ ìîëåêóëÿðíûå
âåùåñòâà, ïî õèìè÷åñêèì ñâîéñòâàì – êèñëîòíûå
îêñèäû.
 ñîîòâåòñòâèè ñî ñâîèìè âàëåíòíûìè
âîçìîæíîñòÿìè õàëüêîãåíû îáðàçóþò äâà ðÿäà
îêñèäîâ: ÝÎ2 è ÝÎ3. Âñå ýòè îêñèäû
êèñëîòíûå.

Ãèäðîêñèäû ãàëîãåíîâ è õàëüêîãåíîâ
ïðåäñòàâëÿþò ñîáîé îêñîêèñëîòû.

Ñîñòàâüòå ñîêðàùåííûå ýëåêòðîííûå ôîðìóëû è
ýíåðãåòè÷åñêèå äèàãðàììû àòîìîâ ýëåìåíòîâ VIA è
VIIA ãðóïï. Óêàæèòå âíåøíèå è âàëåíòíûå ýëåêòðîíû.

15.2. Õëîð

Õëîð ñàìûé ðàñïðîñòðàíåííûé, à ïîòîìó
è âàæíåéøèé èç ãàëîãåíîâ.
 çåìíîé êîðå õëîð âñòðå÷àåòñÿ â ñîñòàâå
ìèíåðàëîâ: ãàëèòà (êàìåííîé ñîëè) NaCl, ñèëüâèíà KCl,
êàðíàëëèòà KCl·MgCl2·6H2O è ìíîãèõ äðóãèõ.
Îñíîâíîé ïðîìûøëåííûé ñïîñîá ïîëó÷åíèÿ –
ýëåêòðîëèç õëîðèäîâ íàòðèÿ èëè êàëèÿ.

Ïðîñòîå âåùåñòâî õëîð – ãàç
çåëåíîâàòîãî öâåòà ñ åäêèì óäóøàþùèì çàïàõîì.
Ïðè –101 °Ñ êîíäåíñèðóåòñÿ â æåëòî-çåëåíóþ
æèäêîñòü. Õëîð âåñüìà ÿäîâèò, âî âðåìÿ ïåðâîé
ìèðîâîé âîéíû åãî äàæå ïûòàëèñü èñïîëüçîâàòü â
êà÷åñòâå áîåâîãî îòðàâëÿþùåãî âåùåñòâà.
Õëîð – îäèí èç ñàìûõ ñèëüíûõ îêèñëèòåëåé. Îí
ðåàãèðóåò ñ áîëüøèíñòâîì ïðîñòûõ âåùåñòâ
(èñêëþ÷åíèå: áëàãîðîäíûå ãàçû, êèñëîðîä, àçîò,
ãðàôèò, àëìàç è íåêîòîðûå äðóãèå). Â ðåçóëüòàòå
îáðàçóþòñÿ ãàëîãåíèäû:
Cl2 + H2 = 2HCl (ïðè íàãðåâàíèè èëè íà
ñâåòó);
5Cl2 + 2P = 2PCl5 (ïðè ñæèãàíèè â èçáûòêå
õëîðà);
Cl2 + 2Na = 2NaCl (ïðè êîìíàòíîé òåìïåðàòóðå);
3Cl2 + 2Sb = 2SbCl3 (ïðè êîìíàòíîé
òåìïåðàòóðå);
3Cl2 + 2Fe = 2FeCl3 (ïðè íàãðåâàíèè).
Êðîìå òîãî õëîð ìîæåò îêèñëÿòü è ìíîãèå ñëîæíûå
âåùåñòâà, íàïðèìåð:
Cl2 + 2HBr = Br2 + 2HCl (â ãàçîâîé ôàçå è â
ðàñòâîðå);
Cl2 + 2HI = I2 + 2HCl (â ãàçîâîé ôàçå è â
ðàñòâîðå);
Cl2 + H2S = 2HCl + S (â ðàñòâîðå);
Cl2 + 2KBr = Br2 + 2KCl (â ðàñòâîðå);
Cl2 + 3H2O2 = 2HCl + 2H2O + O2 (â
êîíöåíòðèðîâàííîì ðàñòâîðå);
Cl2 + CO = CCl2O (â ãàçîâîé ôàçå);
Cl2 + C2H4 = C2H4Cl2 (â
ãàçîâîé ôàçå).
 âîäå õëîð ÷àñòè÷íî ðàñòâîðÿåòñÿ (ôèçè÷åñêè), à
÷àñòè÷íî îáðàòèìî ðåàãèðóåò ñ íåé (ñì. § 11.4 â). Ñ
õîëîäíûì ðàñòâîðîì ãèäðîêñèäà êàëèÿ (è ëþáîé
äðóãîé ùåëî÷è) àíàëîãè÷íàÿ ðåàêöèÿ ïðîòåêàåò
íåîáðàòèìî:

Cl2 + 2OH = Cl + ClO + H2O.

 ðåçóëüòàòå îáðàçóåòñÿ ðàñòâîð
õëîðèäà è ãèïîõëîðèòà êàëèÿ.  ñëó÷àå ðåàêöèè ñ
ãèäðîêñèäîì êàëüöèÿ îáðàçóåòñÿ ñìåñü CaCl2 è
Ca(ClO)2, íàçûâàåìàÿ õëîðíîé èçâåñòüþ.

Ñ ãîðÿ÷èìè êîíöåíòðèðîâàííûìè
ðàñòâîðàìè ùåëî÷åé ðåàêöèÿ ïðîòåêàåò èíà÷å:

3Cl2 + 6OH = 5Cl + ClO3 + 3H2O.

 ñëó÷àå ðåàêöèè ñ KOH òàê ïîëó÷àþò
õëîðàò êàëèÿ, íàçûâàåìûé áåðòîëåòîâîé ñîëüþ.
Õëîðîâîäîðîä – åäèíñòâåííîå âîäîðîäíîå
ñîåäèíåíèå õëîðà. Ýòîò áåñöâåòíûé ãàç ñ
óäóøàþùèì çàïàõîì õîðîøî ðàñòâîðèì â âîäå
(íàöåëî ðåàãèðóåò ñ íåé, îáðàçóÿ èîíû îêñîíèÿ è
õëîðèä-èîíû (ñì. § 11.4). Åãî ðàñòâîð â âîäå íàçûâàþò
ñîëÿíîé èëè õëîðîâîäîðîäíîé êèñëîòîé. Ýòî îäèí
èç âàæíåéøèõ ïðîäóêòîâ õèìè÷åñêîé òåõíîëîãèè,
òàê êàê ðàñõîäóåòñÿ ñîëÿíàÿ êèñëîòà âî ìíîãèõ
îòðàñëÿõ ïðîìûøëåííîñòè. Îãðîìíîå çíà÷åíèå îíà
èìååò è äëÿ ÷åëîâåêà, â ÷àñòíîñòè ïîòîìó, ÷òî
ñîäåðæèòñÿ â æåëóäî÷íîì ñîêå, ñïîñîáñòâóÿ
ïåðåâàðèâàíèþ ïèùè.
Õëîðîâîäîðîä ðàíüøå ïîëó÷àëè â ïðîìûøëåííîñòè,
ñæèãàÿ õëîð â âîäîðîäå. Â íàñòîÿùåå âðåìÿ
ïîòðåáíîñòü â ñîëÿíîé êèñëîòå ïî÷òè ïîëíîñòüþ
óäîâëåòâîðÿåòñÿ çà ñ÷åò èñïîëüçîâàíèÿ
õëîðîâîäîðîäà, îáðàçóþùåãîñÿ â êà÷åñòâå
ïîáî÷íîãî ïðîäóêòà ïðè õëîðèðîâàíèè ðàçëè÷íûõ
îðãàíè÷åñêèõ âåùåñòâ, íàïðèìåð, ìåòàíà:

CH4 + Cl2 = CH3 + HCl

È ëàáîðàòîðèè õëîðîâîäîðîä ïîëó÷àþò
èç õëîðèäà íàòðèÿ, îáðàáàòûâàÿ åãî
êîíöåíòðèðîâàííîé ñåðíîé êèñëîòîé:
NaCl + H2SO4 = HCl + NaHSO4 (ïðè êîìíàòíîé
òåìïåðàòóðå);
2NaCl + 2H2SO4 = 2HCl + Na2S2O7 + H2O
(ïðè íàãðåâàíèè).
Âûñøèé îêñèä õëîðà Cl2O7 –
áåñöâåòíàÿ ìàñëÿíèñòàÿ æèäêîñòü, ìîëåêóëÿðíîå
âåùåñòâî, êèñëîòíûé îêñèä. Â ðåçóëüòàòå ðåàêöèè ñ
âîäîé îáðàçóåò õëîðíóþ êèñëîòó HClO4,
åäèíñòâåííóþ îêñîêèñëîòó õëîðà, ñóùåñòâóþùóþ
êàê èíäèâèäóàëüíîå âåùåñòâî; îñòàëüíûå
îêñîêèñëîòû õëîðà èçâåñòíû òîëüêî â âîäíûõ
ðàñòâîðàõ. Ñâåäåíèÿ îá ýòèõ êèñëîòàõ õëîðà
ïðèâåäåíû â òàáëèöå 35.

Òàáëèöà 35.Êèñëîòû õëîðà è èõ ñîëè

Áîëüøèíñòâî õëîðèäîâ ðàñòâîðèìî â
âîäå. Èñêëþ÷åíèå ñîñòàâëÿþò AgCl, PbCl2, TlCl è Hg2Cl2.
Îáðàçîâàíèå áåñöâåòíîãî îñàäêà õëîðèäà ñåðåáðà
ïðè äîáàâëåíèè ê èññëåäóåìîìó ðàñòâîðó ðàñòâîðà
íèòðàòà ñåðåáðà – êà÷åñòâåííàÿ ðåàêöèÿ íà
õëîðèä-èîí:

Ag + Cl  = AgCl

Èç õëîðèäîâ íàòðèÿ èëè êàëèÿ â
ëàáîðàòîðèè ìîæíî ïîëó÷èòü õëîð:

2NaCl + 3H2SO4 + MnO2 = 2NaHSO4
+ MnSO4 + 2H2O + Cl2

 êà÷åñòâå îêèñëèòåëÿ ïðè ïîëó÷åíèè
õëîðà ïî ýòîìó ñïîñîáó ìîæíî èñïîëüçîâàòü íå
òîëüêî äèîêñèä ìàðãàíöà, íî è KMnO4, K2Cr2O7,
KClO3.
Ãèïîõëîðèòû íàòðèÿ è êàëèÿ âõîäÿò â ñîñòàâ
ðàçëè÷íûõ áûòîâûõ è ïðîìûøëåííûõ îòáåëèâàòåëåé.
Õëîðíàÿ èçâåñòü òàêæå èñïîëüçóåòñÿ êàê
îòáåëèâàòåëü, êðîìå òîãî åå èñïîëüçóþò êàê
äåçèíôèöèðóþùåå ñðåäñòâî.
Õëîðàò êàëèÿ èñïîëüçóþò â ïðîèçâîäñòâå ñïè÷åê,
âçðûâ÷àòûõ âåùåñòâ è ïèðîòåõíè÷åñêèõ ñîñòàâîâ.
Ïðè íàãðåâàíèè îí ðàçëàãàåòñÿ:
4KClO3 = KCl + 3KClO4;
2KClO3 = 2KCl + O2(â ïðèñóòñòâèè MnO2).
Ïåðõëîðàò êàëèÿ òîæå ðàçëàãàåòñÿ, íî ïðè áîëåå
âûñîêîé òåìïåðàòóðå:  KClO4 = KCl + 2O2.

1.Ñîñòàâüòå ìîëåêóëÿðíûå óðàâíåíèÿ ðåàêöèé, äëÿ
êîòîðûõ â òåêñòå ïàðàãðàôà ïðèâåäåíû èîííûå
óðàâíåíèÿ.
2.Ñîñòàâüòå óðàâíåíèÿ ðåàêöèé, äàííûõ â òåêñòå
ïàðàãðàôà îïèñàòåëüíî.
3.Ñîñòàâüòå óðàâíåíèÿ ðåàêöèé, õàðàêòåðèçóþùèõ
õèìè÷åñêèå ñâîéñòâà à) õëîðà, á) õëîðîâîäîðîäà (è
ñîëÿíîé êèñëîòû), â) õëîðèäà êàëèÿ è ã) õëîðèäà
áàðèÿ.
Õèìè÷åñêèå ñâîéñòâà ñîåäèíåíèé õëîðà

15.3. Ñåðà

 ðàçëè÷íû óñëîâèÿõ óñòîé÷èâû
ðàçëè÷íûå àëëîòðîïíûå ìîäèôèêàöèè ýëåìåíòà
ñåðà. Ïðè îáû÷íûõ óñëîâèÿõ ïðîñòîå âåùåñòâî
ñåðà ïðåäñòàâëÿåò ñîáîé æåëòîå õðóïêîå
êðèñòàëëè÷åñêîå âåùåñòâî, ñîñòîÿùåå èç
âîñüìèàòîìíûõ ìîëåêóë:

Ýòî òàê íàçûâàåìàÿ ðîìáè÷åñêàÿ ñåðà
(èëè -ñåðà) S8.(Íàçâàíèå
ïðîèñõîäèò îò êðèñòàëëîãðàôè÷åñêîãî òåðìèíà,
õàðàêòåðèçóþùåãî ñèììåòðèþ êðèñòàëëîâ ýòîãî
âåùåñòâà). Ïðè íàãðåâàíèè îíà ïëàâèòñÿ (113 °Ñ),
ïðåâðàùàÿñü â ïîäâèæíóþ æåëòóþ æèäêîñòü,
ñîñòîÿùóþ èç òàêèõ æå ìîëåêóë. Ïðè äàëüíåéøåì
íàãðåâàíèè ïðîèñõîäèò ðàçðûâ öèêëîâ è
îáðàçîâàíèå î÷åíü äëèííûõ ïîëèìåðíûõ ìîëåêóë –
ðàñïëàâ òåìíååò è ñòàíîâèòñÿ î÷åíü âÿçêèì. Ýòî
òàê íàçûâàåìàÿ -ñåðà Sn.
Êèïèò ñåðà (445 °Ñ) â âèäå äâóõàòîìíûõ ìîëåêóë S2,
àíàëîãè÷íûõ ïî ñòðîåíèþ ìîëåêóëàì êèñëîðîäà.
Ñòðîåíèå ýòèõ ìîëåêóë òàêæå, êàê è ìîëåêóë
êèñëîðîäà, íå ìîæåò áûòü îïèñàíî â ðàìêàõ ìîäåëè
êîâàëåíòíîé ñâÿçè. Êðîìå òîãî ñóùåñòâóþò è
äðóãèå àëëîòðîïíûå ìîäèôèêàöèè ñåðû.
 ïðèðîäå âñòðå÷àþòñÿ ìåñòîðîæäåíèÿ ñàìîðîäíîé
ñåðû, èç êîòîðûõ åå è äîáûâàþò. Áîëüøàÿ ÷àñòü
äîáûâàåìîé ñåðû èñïîëüçóåòñÿ äëÿ ïðîèçâîäñòâà
ñåðíîé êèñëîòû. ×àñòü ñåðû èñïîëüçóþò â ñåëüñêîì
õîçÿéñòâå äëÿ çàùèòû ðàñòåíèé. Î÷èùåííàÿ ñåðà
ïðèìåíÿåòñÿ â ìåäèöèíå äëÿ ëå÷åíèÿ êîæíûõ
çàáîëåâàíèé.
Èç âîäîðîäíûõ ñîåäèíåíèé ñåðû íàèáîëüøåå
çíà÷åíèå èìååò ñåðîâîäîðîä (ìîíîñóëüôàí) H2S.
Ýòî áåñöâåòíûé ÿäîâèòûé ãàç ñ çàïàõîì òóõëûõ ÿèö.
 âîäå îí ìàëîðàñòâîðèì. Ðàñòâîðåíèå ôèçè÷åêîå. Â
íåçíà÷èòåëüíîé ñòåïåíè â âîäíîì ðàñòâîðå
ïðîèñõîäèò ïðîòîëèç ìîëåêóë ñåðîâîäîðîäà è â åùå
ìåíüøåé ñòåïåíè – îáðàçóþùèõñÿ ïðè ýòîì
ãèäðîñóëüôèä-èîíîâ (ñì. ïðèëîæåíèå 13). Òåì íå
ìåíåå, ðàñòâîð ñåðîâîäîðîäà â âîäå íàçûâàþò
ñåðîâîäîðîäíîé êèñëîòîé (èëè ñåðîâîäîðîäíîé
âîäîé).

Íà âîçäóõå ñåðîâîäîðîä ñãîðàåò:

2H2S + 3O2 = 2H2O + SO2
(ïðè èçáûòêå êèñëîðîäà).

Êà÷åñòâåííîé ðåàêöèåé íà
ïðèñóòñòâèå ñåðîâîäîðîäà â âîçäóõå ñëóæèò
îáðàçîâàíèå ÷åðíîãî ñóëüôèäà ñâèíöà (ïî÷åðíåíèå
ôèëüòðîâàëüíîé áóìàæêè, ñìî÷åííîé ðàñòâîðîì
íèòðàòà ñâèíöà:

H2S + Pb2 + 2H2O = PbS + 2H3O

Ðåàêöèÿ ïðîòåêàåò â ýòîì íàïðàâëåíèè
èç-çà î÷åíü ìàëîé ðàñòâîðèìîñòè ñóëüôèäà ñâèíöà.

Êðîìå ñåðîâîäîðîäà, ñåðà îáðàçóåò è
äðóãèå ñóëüôàíû H2Sn, íàïðèìåð,
äèñóëüôàí H2S2, àíàëîãè÷íûé ïî
ñòðîåíèþ ïåðîêñèäó âîäîðîäà. Ýòî òîæå î÷åíü
ñëàáàÿ êèñëîòà; åå ñîëüþ ÿâëÿåòñÿ ïèðèò FeS2.

 ñîîòâåòñòâèè ñ âàëåíòíûìè
âîçìîæíîñòÿìè ñâîèõ àòîìîâ ñåðà îáðàçóåò äâà îêñèäà:
SO2 è SO3. Äèîêñèä ñåðû (òðèâèàëüíîå
íàçâàíèå – ñåðíèñòûé ãàç) – áåñöâåòíûé ãàç ñ
ðåçêèì çàïàõîì, âûçûâàþùèì êàøåëü. Òðèîêñèä ñåðû
(ñòàðîå íàçâàíèå – ñåðíûé àíãèäðèä) – òâåðäîå
êðàéíå ãèãðîñêîïè÷íîå íåìîëåêóëÿðíîå âåùåñòâî,
ïðè íàãðåâàíèè ïåðåõîäÿùåå â ìîëåêóëÿðíîå. Îáà
îêñèäà êèñëîòíûå. Ïðè ðåàêöèè ñ âîäîé îáðàçóþò
ñîîòâåòñòâåííî ñåðíèñòóþ è ñåðíóþ êèñëîòû.
 ðàçáàâëåííûõ ðàñòâîðàõ ñåðíàÿ êèñëîòà –
òèïè÷íàÿ ñèëüíàÿ êèñëîòà ñî âñåìè õàðàêòåðíûìè
äëÿ íèõ ñâîéñòâàìè.
×èñòàÿ ñåðíàÿ êèñëîòà, à òàêæå åå
êîíöåíòðèðîâàííûå ðàñòâîðû – î÷åíü ñèëüíûå
îêèñëèòåëè, ïðè÷åì àòîìàìè-îêèñëèòåëÿìè çäåñü
ÿâëÿþòñÿ íå àòîìû âîäîðîäà, à àòîìû ñåðû,
ïåðåõîäÿùèå èç ñòåïåíè îêèñëåíèÿ +VI â ñòåïåíü
îêèñëåíèÿ +IV. Â ðåçóëüòàòå ïðè ÎÂÐ ñ
êîíöåíòðèðîâàííîé ñåðíîé êèñëîòîé îáû÷íî
îáðàçóåòñÿ äèîêñèä ñåðû, íàïðèìåð:

Cu + 2H2SO4 = CuSO4 + SO2+ 2H2O;
2KBr + 3H2SO4 = 2KHSO4 + Br2 + SO2 + 2H2O.

Òàêèì îáðàçîì, ñ êîíöåíòðèðîâàííîé
ñåðíîé êèñëîòîé ðåàãèðóþò äàæå ìåòàëëû, ñòîÿùèå
â ðÿäó íàïðÿæåíèé ïðàâåå âîäîðîäà (Cu, Ag, Hg). Âìåñòå
ñ òåì ñ êîíöåíòðèðîâàííîé ñåðíîé êèñëîòîé íå
ðåàãèðóþò íåêîòîðûå äîâîëüíî àêòèâíûå ìåòàëëû
(Fe, Cr, Al è äð.), ýòî ñâÿçàíî ñ òåì, ÷òî íà ïîâåðõíîñòè
òàêèõ ìåòàëëîâ ïîä äåéñòâèåì ñåðíîé êèñëîòû
îáðàçóåòñÿ ïëîòíàÿ çàùèòíàÿ ïëåíêà,
ïðåïÿòñòâóþùàÿ äàëüíåéøåìó îêèñëåíèþ. Ýòî
ÿâëåíèå íàçûâàåòñÿ ïàññèâàöèåé.
Áóäó÷è äâóõîñíîâíîé êèñëîòîé, ñåðíàÿ êèñëîòà
îáðàçóåò äâà ðÿäà ñîëåé: ñðåäíèå è êèñëûå.
Êèñëûå ñîëè âûäåëåíû òîëüêî äëÿ ùåëî÷íûõ
ýëåìåíòîâ è àììîíèÿ, ñóùåñòâîâàíèå äðóãèõ êèñëûõ
ñîëåé âûçûâàåò ñîìíåíèå.
Áîëüøèíñòâî ñðåäíèõ ñóëüôàòîâ ðàñòâîðèìî â âîäå
è, òàê êàê ñóëüôàò-èîí ïðàêòè÷åñêè íå ÿâëÿåòñÿ
àíèîííûì îñíîâàíèåì, íå ïîäâåðãàþòñÿ ãèäðîëèçó
ïî àíèîíó.
Êà÷åñòâåííîé ðåàêöèåé íà ñóëüôàò-èîí
ÿâëÿåòñÿ îñàæäåíèå èññëåäóåìûì ðàñòâîðîì
ñóëüôàòà áàðèÿ èç ïîäêèñëåííîãî ñîëÿíîé
êèñëîòîé ðàñòâîðà õëîðèäà áàðèÿ.

ÏÀÑÑÈÂÀÖÈß
1.Ñîñòàâüòå ñòðóêòóðíûå ôîðìóëû à) ñåðîâîäîðîäà,
á) äèñóëüôàíà, â) ïèðèòà, ã) ñóëüôàòà àëþìèíèÿ, ä)
ãèäðîñóëüôàòà àììîíèÿ.
2.Ñîñòàâüòå ìîëåêóëÿðíûå óðàâíåíèÿ ðåàêöèé, äëÿ
êîòîðûõ â òåêñòå ïàðàãðàôà ïðèâåäåíû èîííûå
óðàâíåíèÿ. 3.Ñîñòàâüòå óðàâíåíèÿ ðåàêöèé, äàííûõ
â òåêñòå ïàðàãðàôà îïèñàòåëüíî.
4.Ñîñòàâüòå óðàâíåíèÿ ðåàêöèé, õàðàêòåðèçóþùèõ
õèìè÷åñêèå ñâîéñòâà à) ñåðû, á) ñåðîâîäîðîäà (è
ñåðîâîäîðîäíîé êèñëîòû), â) äèîêñèäà ñåðû è ã)
ñåðíîé êèñëîòû.
Õèìè÷åñêèå ñâîéñòâà ñîåäèíåíèé ñåðû.

15.4. Ïðîèçâîäñòâî ñåðíîé êèñëîòû

Ñîâðåìåííûå ïðîìûøëåííûå ìåòîäû
ïðîèçâîäñòâà ñåðíîé êèñëîòû îñíîâàíû íà
ïîëó÷åíèè äèîêñèäà ñåðû (1-é ýòàï), îêèñëåíèè åãî â
òðèîêñèä (2-é ýòàï) è âçàèìîäåéñòâèè òðèîêñèäà
ñåðû ñ âîäîé (3-é) ýòàï.

Äèîêñèä ñåðû ïîëó÷àþò ñæèãàÿ â
êèñëîðîäå ñåðó èëè ðàçëè÷íûå ñóëüôèäû:

S + O2 = SO2;
4FeS2 + 11O2 = 2Fe2O3 + 8SO2.

Ïðîöåññ îáæèãà ñóëüôèäíûõ ðóä â
öâåòíîé ìåòàëëóðãèè âñåãäà ñîïðîâîæäàåòñÿ
îáðàçîâàíèåì äèîêñèäà ñåðû, êîòîðûé è èäåò íà
ïðîèçâîäñòâî ñåðíîé êèñëîòû.
 îáû÷íûõ óñëîâèÿõ îêèñëèòü êèñëîðîäîì äèîêñèä
ñåðû íåâîçìîæíî. Îêèñëåíèå ïðîâîäÿò ïðè
íàãðåâàíèè â ïðèñóòñòâèè êàòàëèçàòîðà – îêñèäà
âàíàäèÿ(V) èëè ïëàòèíû. Íåñìîòðÿ íà òî, ÷òî ðåàêöèÿ

2SO2 + O2 2SO3 + Q

îáðàòèìà, âûõîä äîñòèãàåò 99 %.
Åñëè ïðîïóñêàòü îáðàçóþùóþñÿ ãàçîâóþ ñìåñü
òðèîêñèäà ñåðû ñ âîçäóõîì ÷åðåç ÷èñòóþ âîäó,
áîëüøàÿ ÷àñòü òðèîêñèäà ñåðû íå ïîãëîùàåòñÿ.
×òîáû ïðåäîòâðàòèòü ïîòåðè, ãàçîâóþ ñìåñü
ïðîïóñêàþò ÷åðåç ñåðíóþ êèñëîòó èëè åå
êîíöåíòðèðîâàííûå ðàñòâîðû. Ïðè ýòîì îáðàçóåòñÿ
äèñåðíàÿ êèñëîòà:

SO3 + H2SO4 = H2S2O7.

Ðàñòâîð äèñåðíîé êèñëîòû â ñåðíîé
íàçûâàþò îëåóìîì è ÷àñòî ïðåäñòàâëÿþò êàê
ðàñòâîð òðèîêñèäà ñåðû â ñåðíîé êèñëîòå.
Ðàçáàâëÿÿ îëåóì âîäîé, ìîæíî ïîëó÷èòü êàê ÷èñòóþ
ñåðíóþ êèñëîòó, òàê è åå ðàñòâîðû.

1.Cîñòàâüòå ñòðóêòóðíûå ôîðìóëû
à) äèîêñèäà ñåðû, á) òðèîêñèäà ñåðû,
â) ñåðíîé êèñëîòû, ã) äèñåðíîé êèñëîòû.