MÄÄRATLUS

Vääveldioksiid(vääveloksiid (IV), vääveldioksiid) on tavatingimustes värvitu iseloomuliku terava lõhnaga gaas (sulamistemperatuur on (-75,5 o C), keeb - (-10,1 o C).

Vääveloksiidi (IV) lahustuvus vees on väga kõrge (normaalsetes tingimustes umbes 40 mahuosa SO 2 vee mahu kohta). Vääveldioksiidi vesilahust nimetatakse väävelhappeks.

Vääveldioksiidi keemiline valem

Vääveldioksiidi keemiline valem- SO 2 . See näitab, et selle kompleksse aine molekul sisaldab ühte väävliaatomit (Ar = 32 a.m.u.) ja kahte hapnikuaatomit (Ar = 16 a.m.u.). Keemilise valemi järgi saate arvutada vääveldioksiidi molekulmassi:

Hr (SO 2) \u003d Ar (S) + 2 × Ar (O) = 32 + 2 × 16 \u003d 32 + 32 \u003d 64

Vääveldioksiidi struktuurne (graafiline) valem

Illustreerivam on vääveldioksiidi struktuurne (graafiline) valem. See näitab, kuidas aatomid on molekulis üksteisega ühendatud. SO 2 molekuli struktuur (joonis 1) on sarnane osooni O 3 (OO 2) molekuli struktuuriga, kuid molekul on termiliselt väga stabiilne.

Riis. 1. Vääveldioksiidi molekuli struktuur, mis näitab sidemete vahelisi sidenurki ja keemiliste sidemete pikkusi.

Näidates elektronide jaotust aatomis energia alamtasemete järgi, on tavaks kujutada ainult üksikuid keemilisi elemente, kuid vääveldioksiidi puhul võib esitada ka järgmise valemi:

Näited probleemide lahendamisest

NÄIDE 1

Harjutus	Aine koostis sisaldab 32,5% naatriumi, 22,5% väävlit ja 45% hapnikku. Tuletage aine keemiline valem.
Lahendus	Elemendi X massiosa HX-kompositsiooni molekulis arvutatakse järgmise valemiga: ω (X) = n × Ar (X) / M (HX) × 100% Tähistagem ühendit moodustavate elementide moolide arvu "x" (naatrium), "y" (väävel) ja "z" (hapnik). Seejärel näeb molaarsuhe välja selline (D.I. Mendelejevi perioodilisest tabelist võetud suhteliste aatommasside väärtused ümardatakse täisarvudeks): x:y:z = ω(Na)/Ar(Na): ω(S)/Ar(S): ω(O)/Ar(O); x:y:z = 32,5/23: 22,5/32: 45/16; x:y:z = 1,4: 0,7: 2,8 = 2: 1:4 Seega näeb naatriumi, väävli ja hapniku ühendi valem välja nagu Na 2 SO 4. See on naatriumsulfaat.
Vastus	Na2SO4

NÄIDE 2

Harjutus	Magneesium ühineb lämmastikuga, moodustades magneesiumnitriidi massisuhtes 18:7. Tuletage liitvalem.
Lahendus	Selleks, et teada saada, mis vahekorras on keemilised elemendid molekuli koostises, on vaja leida nende ainekogus. On teada, et aine koguse leidmiseks tuleks kasutada valemit: Leiame magneesiumi ja lämmastiku molaarmassid (D.I. Mendelejevi perioodilisest tabelist võetud suhteliste aatommasside väärtused ümardatakse täisarvudeks). On teada, et M = Mr, mis tähendab, et M(Mg) = 24 g/mol ja M(N) = 14 g/mol. Seejärel on nende elementide aine kogus võrdne: n (Mg) = m (Mg) / M (Mg); n (Mg) \u003d 18/24 \u003d 0,75 mol n(N) = m(N)/M(N); n(N) = 7/14 = 0,5 mol Leidke molaarsuhe: n(Mg) :n(N) = 0,75: 0,5 = 1,5:1 = 3:2, need. lämmastikuga magneesiumiühendi valem on Mg3N2.
Vastus	Mg3N2

Vääveloksiid (vääveldioksiid, vääveldioksiid, vääveldioksiid) on värvitu gaas, millel on tavatingimustes terav iseloomulik lõhn (sarnane süüdatud tiku lõhnaga). Rõhu all see toatemperatuuril veeldub. Vääveldioksiid lahustub vees, moodustades ebastabiilse aine väävelhape. Samuti lahustub see aine väävelhappes ja etanoolis. See on üks peamisi komponente, mis moodustavad vulkaanilisi gaase.

1. Vääveldioksiid lahustub vees, moodustades väävelhappe. Normaalsetes tingimustes on see reaktsioon pöörduv.

SO2 (vääveldioksiid) + H2O (vesi) = H2SO3 (väävelhape).

2. Leelistega moodustab vääveldioksiid sulfiteid. Näiteks: 2NaOH (naatriumhüdroksiid) + SO2 (vääveldioksiid) = Na2SO3 (naatriumsulfit) + H2O (vesi).

3. Vääveldioksiidi keemiline aktiivsus on üsna kõrge. Vääveldioksiidi kõige ilmekamad redutseerivad omadused. Sellistes reaktsioonides suureneb väävli oksüdatsiooniaste. Näiteks: 1) SO2 (vääveldioksiid) + Br2 (broom) + 2H2O (vesi) = H2SO4 (väävelhape) + 2HBr (vesinikbromiid); 2) 2SO2 (vääveldioksiid) + O2 (hapnik) = 2SO3 (sulfit); 3) 5SO2 (vääveldioksiid) + 2KMnO4 (kaaliumpermanganaat) + 2H2O (vesi) = 2H2SO4 (väävelhape) + 2MnSO4 (mangaansulfaat) + K2SO4 (kaaliumsulfaat).

Viimane reaktsioon on näide kvalitatiivsest reaktsioonist SO2 ja SO3 suhtes. Esineb violetset värvimuutust).

4. Tugevate redutseerivate ainete juuresolekul võib vääveldioksiid avaldada oksüdeerivaid omadusi. Näiteks väävli eraldamiseks jäätmegaasidest metallurgiatööstuses kasutatakse vääveldioksiidi redutseerimist süsinikmonooksiidiga (CO): SO2 (vääveldioksiid) + 2CO (süsinikmonooksiid) = 2CO2 + S (väävel).

Fosforhappe saamiseks kasutatakse ka selle aine oksüdeerivaid omadusi: PH3 (fosfiin) + SO2 (väävelgaas) = ​​H3PO2 (fosforhape) + S (väävel).

Kus kasutatakse vääveldioksiidi?

Vääveldioksiidi kasutatakse peamiselt väävelhappe tootmiseks. Seda kasutatakse ka lahjade alkohoolsete jookide (vein ja muud keskmise hinnakategooria joogid) tootmisel. Selle gaasi omaduse tõttu tappa erinevaid mikroorganisme fumigeeritakse sellega laod ja juurviljapoed. Lisaks kasutatakse vääveloksiidi villa, siidi, õlgede (need materjalid, mida ei saa pleegitada klooriga) pleegitamiseks. Laborites kasutatakse vääveldioksiidi lahustina ja erinevate väävelhappe soolade saamiseks.

Füsioloogiline mõju

Vääveldioksiidil on tugevad toksilised omadused. Mürgistuse sümptomiteks on köha, nohu, häälekähedus, omapärane maitse suus, tugev kurguvalu. Vääveldioksiidi sissehingamine suurtes kontsentratsioonides põhjustab neelamis- ja lämbumisraskusi, kõnehäireid, iiveldust ja oksendamist ning võib tekkida äge kopsuturse.

MAC hapugaasi jaoks:
- siseruumides - 10 mg/m³;
- keskmine päevane maksimum - ühekordne atmosfääriõhus - 0,05 mg/m³.

Tundlikkus vääveldioksiidi suhtes on üksikisikute, taimede ja loomade lõikes erinev. Näiteks puudest on kõige vastupidavamad tamm ja kask ning kõige vähem vastupidavad kuusk ja mänd.

Vesiniksulfiid - H2S

Väävliühendid -2, +4, +6. Kvalitatiivsed reaktsioonid sulfiididele, sulfitidele, sulfaatidele.

Interaktsiooni vastuvõtt:

1. vesinik väävliga temperatuuril t - 300 0

2. toimides mineraalhapete sulfiididele:

Na 2S + 2HCl \u003d 2 NaCl + H2S

Füüsikalised omadused:

värvitu gaas, mädamunade lõhnaga, mürgine, õhust raskem, lahustub vees, moodustab nõrga vesiniksulfiidhappe.

Keemilised omadused

Happe-aluse omadused

1. Vesiniksulfiidi lahus vees - vesiniksulfiidhape - on nõrk kahealuseline hape, mistõttu see dissotsieerub etappidena:

H 2 S ↔ HS - + H +

HS - ↔ H - + S 2-

2. Vesinikväävelhappel on hapete üldised omadused, ta reageerib metallide, aluseliste oksiidide, aluste, sooladega:

H 2 S + Ca \u003d CaS + H 2

H 2 S + CaO \u003d CaS + H 2 O

H2S + 2NaOH \u003d Na2S + 2H2O

H 2 S + CuSO 4 \u003d CuS ↓ + H 2 SO 4

Kõik happelised soolad – hüdrosulfiidid – lahustuvad vees hästi. Tavalised soolad - sulfiidid - lahustuvad vees erineval viisil: leelis- ja leelismuldmetallide sulfiidid lahustuvad hästi, teiste metallide sulfiidid on vees lahustumatud ning vase, plii, elavhõbeda ja mõnede teiste sulfiidid raskemetallid ei lahustu isegi hapetes (v.a lämmastikhape)

CuS + 4HNO 3 \u003d Cu (NO 3) 2 + 3S + 2NO + 2H 2 O

Lahustuvad sulfiidid hüdrolüüsivad – aniooni juures.

Na 2S ↔ 2Na + + S 2-

S 2- +HOH ↔HS - +OH -

Na 2 S + H 2 O ↔ NaHS + NaOH

Kvalitatiivne reaktsioon vesiniksulfiidhappele ja selle lahustuvatele sooladele (st sulfiidioonile S 2-) on nende interaktsioon lahustuvate pliisooladega, mille tulemuseks on must PbS sade.

Na 2 S + Pb (NO 3) 2 \u003d 2NaNO 3 + PbS ↓

Pb 2+ + S 2- = PbS↓

Näitab ainult taastavaid omadusi, tk. väävliaatomil on madalaim oksüdatsiooniaste -2

1. hapnikuga

a) puudub

2H 2S -2 + O 2 0 \u003d S 0 + 2H 2 O -2

b) liigse hapnikuga

2H 2S + 3O 2 \u003d 2SO 2 + 2H 2O

2. halogeenidega (broomivee värvimuutus)

H 2 S -2 + Br 2 \u003d S 0 + 2HBr -1

3. koos konts. HNO3

H2S + 2HNO3 (k) \u003d S + 2NO2 + 2H2O

b) tugevate oksüdeerivate ainetega (KMnO 4, K 2 CrO 4 happelises keskkonnas)

2KMnO4 + 3H2SO4 + 5H2S \u003d 5S + 2MnSO4 + K2SO4 + 8H2O

c) vesiniksulfiidhapet oksüdeerivad mitte ainult tugevad oksüdeerivad ained, vaid ka nõrgemad, näiteks raud (III) soolad, väävelhape jne.

2FeCl3 + H2S = 2FeCl2 + S + 2HCl

H2SO3 + 2H2S \u003d 3S + 3H2O

Kviitung

1. väävli põlemine hapnikus.

2. vesiniksulfiidi põletamine liigses O 2-s

2H 2S + 3O 2 \u003d 2SO 2 + 2H 2O

3. sulfiidoksüdatsioon

2CuS + 3O 2 \u003d 2SO 2 + 2CuO

4. sulfitide vastastikmõju hapetega

Na 2 SO 3 + H 2 SO 4 \u003d Na 2 SO 4 + SO 2 + H 2 O

5. metallide vastastikmõju tegevuste jadas pärast (H 2) konts. H2SO4

Cu + 2H 2 SO 4 \u003d CuSO 4 + SO 2 + 2H 2 O

Füüsikalised omadused

Gaas, värvitu, lämmatava põlenud väävli lõhnaga, mürgine, õhust rohkem kui 2 korda raskem, vees hästi lahustuv (toatemperatuuril lahustub ühes mahus umbes 40 mahuosa gaasi).

Keemilised omadused:

Happe-aluse omadused

SO 2 on tüüpiline happeline oksiid.

1. leelistega, moodustades kahte tüüpi sooli: sulfiteid ja hüdrosulfite

2KOH + SO 2 \u003d K 2 SO 3 + H 2 O

KOH + SO 2 \u003d KHSO 3 + H 2 O

2.aluseliste oksiididega

K 2 O + SO 2 \u003d K 2 SO 3

3. veega tekib nõrk väävelhape

H 2 O + SO 2 \u003d H 2 SO 3

Väävelhape esineb ainult lahuses, on nõrk hape,

omab kõiki hapete ühiseid omadusi.

4. kvalitatiivne reaktsioon sulfitioonile - SO 3 2 - mineraalhapete toime

Na 2 SO 3 + 2HCl \u003d 2Na 2 Cl + SO 2 + H 2 O põlenud väävli lõhn

redoksomadused

OVR-is võib see olla nii oksüdeerija kui ka redutseerija, sest SO 2-s oleva väävliaatomi vahepealne oksüdatsiooniaste on +4.

Oksüdeeriva ainena:

SO2 + 2H2S = 3S + 2H2S

Restauraatorina:

2SO 2 +O 2 \u003d 2SO 3

Cl 2 + SO 2 + 2H 2 O \u003d H 2 SO 4 + 2HCl

2KMnO4 + 5SO2 + 2H2O \u003d K2SO4 + 2H2SO4 + 2MnSO4

Vääveloksiid (VI) SO 3 (väävelanhüdriid)

Kviitung:

Vääveldioksiidi oksüdatsioon

2SO 2 + O 2 = 2SO 3 ( t 0, kat)

Füüsikalised omadused

Värvitu vedelik, temperatuuril alla 17 0 С muutub see valgeks kristalseks massiks. Termiliselt ebastabiilne ühend, laguneb täielikult temperatuuril 700 0 C. See lahustub hästi vees, veevabas väävelhappes ja reageerib sellega, moodustades oleumi

SO 3 + H 2 SO 4 \u003d H 2 S 2 O 7

Keemilised omadused

Happe-aluse omadused

Tüüpiline happeline oksiid.

1. leelistega, moodustades kahte tüüpi sooli: sulfaate ja hüdrosulfaate

2KOH + SO 3 \u003d K 2 SO 4 + H 2 O

KOH + SO 3 \u003d KHSO 4 + H 2 O

2.aluseliste oksiididega

CaO + SO 2 \u003d CaSO 4

3. veega

H 2 O + SO 3 \u003d H 2 SO 4

redoksomadused

Vääveloksiid (VI) - tugev oksüdeerija, tavaliselt redutseeritakse SO 2 -ks

3SO 3 + H 2 S = 4SO 2 + H 2 O

Väävelhape H2SO4

Väävelhappe saamine

Tööstuses toodetakse hapet kontaktmeetodil:

1. püriidi põletamine

4FeS 2 + 11O 2 \u003d 2Fe 2O 3 + 8SO 2

2. SO 2 oksüdeerimine SO 3-ks

2SO 2 + O 2 = 2SO 3 ( t 0, kat)

3. SO 3 lahustamine väävelhappes

n SO 3 + H 2 SO 4 \u003d H 2 SO 4 ∙ n SO 3 (oleum)

H 2 SO 4 ∙ n SO 3 + H 2 O \u003d H 2 SO 4

Füüsikalised omadused

H 2 SO 4 on raske õline vedelik, lõhnatu ja värvitu, hügroskoopne. Seguneb veega mis tahes vahekorras, kui kontsentreeritud väävelhape lahustatakse vees, eraldub see suur hulk kuumus, nii et see tuleb hoolikalt vette valada, mitte vastupidi (kõigepealt vesi, siis hape, muidu juhtub suur häda)

Väävelhappe lahust vees, mille H 2 SO 4 sisaldus on alla 70%, nimetatakse tavaliselt lahjendatud väävelhappeks, üle 70% on kontsentreeritud.

Keemilised omadused

Happe-alus

Lahjendatud väävelhappel on kõik tugevatele hapetele iseloomulikud omadused. Dissotsieerub vesilahuses:

H 2 SO 4 ↔ 2H + + SO 4 2-

1. aluseliste oksiididega

MgO + H 2 SO 4 \u003d MgSO 4 + H 2 O

2. alustega

2NaOH + H2SO4 \u003d Na2SO4 + 2H2O

3. sooladega

BaCl 2 + H 2 SO 4 \u003d BaSO 4 ↓ + 2HCl

Ba 2+ + SO 4 2- = BaSO 4 ↓ (valge sade)

Kvalitatiivne reaktsioon sulfaadioonile SO 4 2-

Tänu rohkematele kõrge temperatuur keedes, võrreldes teiste hapetega, tõrjub väävelhape need kuumutamisel sooladest välja:

NaCl + H2SO4 \u003d HCl + NaHS04

redoksomadused

Lahjendatud H 2 SO 4-s on oksüdeerivad ained H + ioonid ja kontsentreeritud H 2 SO 4 - sulfaadioonid SO 4 2

Lahjendatud väävelhappes lahustuvad metallid, mis on aktiivsuse järjekorras kuni vesinikuni, samas tekivad sulfaadid ja eraldub vesinik

Zn + H2SO4 \u003d ZnSO4 + H2

Kontsentreeritud väävelhape on tugev oksüdeerija, eriti kuumutamisel. See oksüdeerib paljusid metalle, mittemetalle, anorgaanilisi ja orgaanilisi aineid.

H 2 SO 4 (to) oksüdeerija S +6

Aktiivsemate metallidega saab väävelhapet olenevalt kontsentratsioonist redutseerida mitmesugusteks toodeteks.

Zn + 2H 2SO 4 \u003d ZnSO 4 + SO 2 + 2H 2 O

3Zn + 4H2SO4 = 3ZnSO4 + S + 4H2O

4Zn + 5H2SO4 = 4ZnSO4 + H2S + 4H2O

Kontsentreeritud väävelhape oksüdeerib mõned mittemetallid (väävel, süsinik, fosfor jne), redutseerides vääveloksiidiks (IV)

S + 2H 2 SO 4 \u003d 3SO 2 + 2 H 2 O

C + 2H 2SO 4 \u003d 2SO 2 + CO 2 + 2H 2 O

Koostoime mõnede keerukate ainetega

H 2 SO 4 + 8HI \u003d 4I 2 + H 2 S + 4 H 2 O

H 2 SO 4 + 2 HBr \u003d Br 2 + SO 2 + 2H 2 O

Väävelhappe soolad

2 tüüpi sooli: sulfaadid ja hüdrosulfaadid

Väävelhappe sooladel on kõik soolade ühised omadused. Nende seos küttega on eriline. Aktiivsete metallide sulfaadid (Na, K, Ba) ei lagune isegi kuumutamisel üle 1000 0 C, vähemaktiivsete metallide soolad (Al, Fe, Cu) lagunevad ka vähesel kuumutamisel