Архитектура Аудит Военная наука Иностранные языки Медицина Металлургия Метрология
Образование Политология Производство Психология Стандартизация Технологии


Характеристика серы и ее соединений



Характеристика серы и ее соединений

Соблюдайте абзацы

Положение атома серы в периодической системе

Сера (S) – химический элемент с атомным номером 16, атомной массой 32, 06. Сера находится в третьем периоде, VI группе главной подгруппы.

Сера относится к р-элементам, т.к. в ее атоме электронами заполняется р-подуровень внешнего электронного слоя.

Сера – типичный неметаллический элемент (неметалл), т.к. находится выше «диагонали» в периодической системе элементов [1].

 

Между предыдущим разделом и заголовком следующего раздела оставляйте пустую строчку или две.

Электронное строение, валентные возможности атома серы

Сокращенная электронная формула серы 16S 3S24

Электронно-графические схемы атома серы

 

в невозбужденном состоянии:

 
 
 
 
 

4

↑ ↓

↑ ↓
3S2

 

 

в возбужденных состояниях: S*

 
 
 
 
3d1

 

3

↑ ↓

3S2

 

 
 
 
3d2

 

3

3S1

 

У атома серы на внешнем электронном слое находится шесть электронов: два на s-орбиталях и четыре на р-орбиталях. Валентные возможности серы определяются неспаренными электронами внешнего валентного уровня. 3а счет двух неспаренных электронов в основном состоянии сера в соединениях с более электроположительными элементами имеет степень окисления (–2), низшую. При возбуждении атомов число неспаренных электронов и валентные возможности атомов увеличиваются. В возбужденных состояниях, с участием d-орбиталей, степень окисления серы может быть до + 4 и +6, чаще – четная, но (+2) – нехарактерная.

Особенность серы − способность образовывать многоатомные цепи, например в полисульфидах, политионатах; при этом степень окисления серы может быть нечетной (–1) у крайних атомов и нулевой – у атомов внутри цепи.

Сера – неметалл, а неметаллы в соединениях могут иметь как отрицательные, так и положительные степени окисления.

Низшая степень окисления (–2) проявляется в H2S, сульфидах………….

………………………… и т.д. ………………………………………………

Наиболее характерны для серы низшая и высшая степени окисления [1].

 

Примеры и характеристика соединений серы

Степень окисления «ноль» сера имеет в простом веществе, S. Т.к. атом серы способен проявлять несколько степеней окисления, следовательно, в химических реакциях сера проявляет как окислительные (так покажите это)

S + 2e ® S2– E°= –0, 476 В [ссылка на справочные данные]

S +2H++ + 2e ® H2S E°=+0, 171 В [ссылка на справочные данные]

так и восстановительные свойства

S + 3H2O ® H2SO3 +4H+ + 4e E°=+0, 45 В [ссылка на справочные данные]

S + 6OH ® SO32+ 3H2O + 4e E°=–0, 66 В [ссылка на справочные данные]

Как простое вещество сера реагирует с водородом, кислородом, другими неметаллами, металлами, щелочью, концентрированной азотной кислотой, органическими веществами.

Степени окисления +4, +6 соответствуют оксидам серы SО2, SО3. Оксид серы IV (SO2) при н.у. – газ; оксид серы VI (SO3) существует в нескольких модификациях: при н.у. это твёрдое вещество с температурой плавления 16, 80С [указать ссылку]. Температура кипения жидкого SO3 44, 8 0С [указать ссылку]. Оба оксида Они являются кислотными и т.д…………………….

Поэтому соответствующие им гидратные формы (гидроксиды) относятся к оксокислотам: Н23 − сернистая кислота, Н24 − серная кислота.

Сернистая кислота Н23 очень непрочное соединение и легко распадается:

Н23® SО2↑ + Н2О

Сернистая кислота – слабый электролит, диссоциирующий в две ступени:

Н23 ↔ Н+ + НSО3-

Кдис = 1, 4*10-2 [3]

НSО3- ↔ Н+ + SО32-

Кдис = 6, 2*10-8 [3]

 

Как двухосновная кислота Н23 образует два ряда солей: средние ( сульфиты) и кислые (гидросульфиты).

Далее скажите о растворимости этих солей

В воде растворимы сульфиты калия, натрия, аммония. Как и подавляющее большинство солей они являются сильными электролитами и в водных растворах диссоциируют полностью и необратимо:

 

запишите несколько уравнений диссоциации растворимых сульфитов, например, сульфита натрия и сульфита аммония

 

Малорастворимы сульфиты щелочноземельных металлов, магния, ряда d-металлов, например, серебра:

 

MgSО3(тв.) ⇄ Mg2+(насыщ. р-р) + SО32(насыщ. р-р) ПР= [Mg2+]·[SО32–] =............. [ссылка]

И ещё несколько примеров

 

Растворимость гидросульфитов выше, чем сульфитов. Например Ca(HSO3)2 хорошо растворим в воде, в отличие от CaSО3. Диссоциация Ca(HSO3)2: Ca(HSO3)2 ® Ca2+ + 2HSО3

HSО3 ⇄ H+ + SО32–

 

А вот теперь расскажите об окислительно-восстановительных свойствах

 

Т.к. сера в составе SО2, сернистой кислоты и сульфитов находится в промежуточной степени окисления +4, можно говорить об ее окислительно-восстановительной двойственности: (покажите это)

окислительные свойства:

H2SO3 +4H+ + 4e ® S + 3H2O E°=+0, 45 В [ссылка на справочные данные]

SO32+ 3H2O + 4e ®S + 6OH E°= –0, 66 В[ссылка на справочные данные]

восстановительные свойства:

H2SO3 + H2O ® SO42– + 4H+ + 2e E°= …… В [ссылка на справочные данные]

SO32– + 2OH ® SO42– + H2O + 2e E°= …… В [ссылка на справочные данные]

 

Серная кислота Н24 – сильный электролит, в концентрированных растворах диссоциирует в две ступени:

Н24 ↔? Н+ + НSО4- (если сильный, почему тогда знак ↔, а не ®? )

НSО4- ↔ Н+ + SО42-

Кдис. 2 = 1, 2*10-2 [3]

 

Серная кислота является сильным окислителем, т.к. содержит атомы серы в высшей степени окисления. Особенно сильно окислительные свойства проявляются у концентрированной серной кислоты В окислительно-восстановительных реакциях концентрированная серная кислота может (в зависимости от активности восстановителя) восстанавливаться до S, SО2, Н2S:

(покажите это; приведите уравнения соответствующих полуреакций и E°).

SO42– + 4H+ + 2e ® SO2 + 2H2O E°= …… В [ссылка на справочные данные]

SO42– + 8H+ + 6e ® S + 4H2O E°= …… В [ссылка на справочные данные]

SO42– + 10H+ + 8e ® H2S + 4H2O E°= …… В [ссылка на справочные данные]

 

Дайте информацию о солях серной кислоты в том стиле, как это было сделано для солей сернистой кислоты

Серная кислота образует два типа солей: сульфаты (ВаSО4 – сульфат бария, ПР ВаSО4 = 1, 1*10-10 ) и гидросульфаты [3].

Для серы характерно образование поликислот: дисерная или пиросерная кислота Н2S2О7, пероксомоносерная кислота Н25, пероксодисерная кислота Н2S2О8 [2].

Дисерная или пиросерная кислота: Пероксодисерная кислота:

 

Примеры реакций и расчетов

Список литературы

 

1. Матвейчук, Ю. В. Прикладные аспекты неорганической химии: конспект лекций для студентов специальности «Химическая технология органических веществ, материалов и изделий» специализации 1–48 01 02 02 «Технология химических волокон» / Ю.В. Матвейчук. − Могилев: МГУП, 2015. – 60 с.

2. Ахметов, Н. С. Общая и неорганическая химия: учеб. для студентов вузов / Н. С. Ахметов. – М.: Высшая школа, 2006. – 743 с.

3. Лурье, Ю.Ю. Справочник по аналитической химии / Ю.Ю. Лурье. − М.: Химия, 1989. – 448 с.

4. Реми, Г. Курс неорганической химии: в II т. / Г. Реми; перевод с нем. А. И. Григорьева [и др.]; под ред. А. В. Новоселовой. М.: Мир, 1974. –776с.

5. Ясинецкий, В. В. Теоретические основы химии: конспект лекций для студентов химико-технологических специальностей / В.В. Ясинецкий. − Могилев: УО МГУП, 2010. – 176 с.

6. Ясинецкий, В. В. неорганическая химия: методические указания к выполнению курсовой работы для студентов специальности «Химическая технология органических веществ, материалов и изделий» специализации 1–48 01 02 02 «Технология химических волокон» дневной и заочной форм обучения / В. В. Ясинецкий, Ю. В. Матвейчук. – Могилев: МГУП, 2015. – 36с.

Характеристика серы и ее соединений

Соблюдайте абзацы


Поделиться:



Последнее изменение этой страницы: 2017-03-17; Просмотров: 1172; Нарушение авторского права страницы


lektsia.com 2007 - 2024 год. Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав! (0.043 с.)
Главная | Случайная страница | Обратная связь