4.doc

گوگرد. سولفید هیدروژن، سولفیدها، هیدروسولفیدها. اکسیدهای گوگرد (IV) و (VI). اسیدهای گوگرد و سولفوریک و نمک های آنها. استرهای اسید سولفوریک تیوسولفات سدیم

4.1. گوگرد

گوگرد یکی از معدود عناصر شیمیایی است که مردم برای چندین هزار سال از آن استفاده می کنند. در طبیعت گسترده است و هم در حالت آزاد (گوگرد بومی) و هم در ترکیبات یافت می شود. مواد معدنی حاوی گوگرد را می توان به دو گروه سولفیدها (پیریت ها، درخشش ها، مخلوط) و سولفات ها تقسیم کرد. گوگرد بومی در مقادیر زیاددر ایتالیا (جزیره سیسیل) و ایالات متحده آمریکا یافت می شود. در کشورهای مستقل مشترک المنافع، ذخایر گوگرد بومی در منطقه ولگا، در ایالت ها وجود دارد آسیای مرکزی، در کریمه و مناطق دیگر.

مواد معدنی گروه اول شامل براق سرب PbS، درخشش مس Cu 2 S، درخشش نقره - Ag 2 S، مخلوط روی - ZnS، مخلوط کادمیوم - CdS، پیریت یا پیریت آهن - FeS 2، کالکوپیریت - CuFeS 2، سینابار - HgS.

مواد معدنی گروه دوم شامل گچ CaSO 4 2H 2 O، میرابیلیت (نمک گلابر) - Na 2 SO 4 10H 2 O، کیزریت - MgSO 4 H 2 O است.

گوگرد در بدن حیوانات و گیاهان یافت می شود، زیرا بخشی از مولکول های پروتئین است. ترکیبات آلیگوگرد در روغن موجود است.

اعلام وصول

1. هنگام دریافت گوگرد از ترکیبات طبیعیبه عنوان مثال از پیریت های گوگرد، تا دمای بالا گرم می شود. گوگرد پیریت تجزیه می شود و سولفید آهن (II) و گوگرد تشکیل می دهد:

2. گوگرد را می توان با اکسیداسیون سولفید هیدروژن با کمبود اکسیژن با توجه به واکنش بدست آورد:

2H 2 S + O 2 = 2S + 2H 2 O

3. در حال حاضر، به دست آوردن گوگرد از طریق کاهش دی اکسید گوگرد SO2 با کربن - محصول جانبی در ذوب فلزات از سنگ معدن گوگرد رایج است:

SO 2 + C = CO 2 + S

4. گازهای خروجی از کوره های متالورژی و کک حاوی مخلوطی از دی اکسید گوگرد و سولفید هیدروژن است. این مخلوط عبور داده می شود درجه حرارت بالابالای کاتالیزور:

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

^ مشخصات فیزیکی

گوگرد ماده ای سخت، شکننده و زرد لیمویی است. عملاً در آب نامحلول است، اما در دی سولفید کربن CS 2 آنیلین و برخی حلال های دیگر بسیار محلول است.

گرما را بد هدایت می کند و برق. گوگرد چندین تغییر آلوتروپیک ایجاد می کند:

1 . ^ گوگرد لوزی (پایدارترین)، کریستال ها به شکل هشت وجهی هستند.

هنگامی که گوگرد گرم می شود، رنگ و ویسکوزیته آن تغییر می کند: ابتدا زرد روشن ایجاد می شود و سپس با افزایش دما، تیره می شود و به قدری چسبناک می شود که با گرم شدن بیشتر از لوله آزمایش خارج نمی شود، ویسکوزیته کاهش می یابد دوباره و در دمای 444.6 درجه سانتیگراد گوگرد به جوش می آید.

2. ^ سولفور مونوکلینیک - اصلاح به شکل کریستال های سوزنی شکل زرد تیره که از خنک شدن آهسته گوگرد مذاب به دست می آید.

3. گوگرد پلاستیکیاگر گوگرد گرم شده تا جوش در آن ریخته شود تشکیل می شود آب سرد. به راحتی مانند لاستیک کشیده می شود (شکل 19 را ببینید).

گوگرد طبیعی از مخلوطی از چهار ایزوتوپ پایدار تشکیل شده است: 32 16 S، 33 16 S، 34 16 S، 36 16 S.

^ خواص شیمیایی

اتم گوگرد با داشتن سطح انرژی خارجی ناقص، می تواند دو الکترون اضافه کند و درجه ای از خود نشان دهد.

اکسیداسیون -2. گوگرد این درجه از اکسیداسیون را در ترکیبات با فلزات و هیدروژن نشان می دهد (Na2S, H2S). هنگامی که الکترون ها به اتم عنصر الکترونگاتیو تر منتقل می شوند یا خارج می شوند، حالت اکسیداسیون گوگرد می تواند +2، +4، +6 باشد.

در سرما، گوگرد نسبتاً بی اثر است، اما با افزایش دما، واکنش پذیری آن افزایش می یابد. 1. با فلزات، گوگرد خاصیت اکسید کننده از خود نشان می دهد. این واکنش ها سولفید تولید می کند (با طلا، پلاتین و ایریدیم واکنش نمی دهد): Fe+S=FeS

2. در شرایط عادی، گوگرد با هیدروژن برهمکنش نمی کند، اما در دمای 150-200 درجه سانتی گراد یک واکنش برگشت پذیر رخ می دهد:

3. در واکنش با فلزات و هیدروژن، گوگرد به عنوان یک عامل اکسید کننده معمولی رفتار می کند و در حضور عوامل اکسید کننده قوی خاصیت کاهندگی از خود نشان می دهد.

S+3F 2 = SF 6 (با ید واکنش نمی دهد)

4. احتراق گوگرد در اکسیژن در دمای 280 درجه سانتیگراد و در هوا در دمای 360 درجه سانتیگراد اتفاق می افتد. این مخلوطی از SO 2 و SO 3 تولید می کند:

S+O 2 =SO 2 2S+3O 2 =2SO 3

5. هنگامی که بدون دسترسی به هوا گرم می شود، گوگرد مستقیماً با فسفر و کربن ترکیب می شود و خواص اکسید کننده از خود نشان می دهد:

2P+3S=P 2 S 3 2S + C = CS 2

6. هنگام تعامل با مواد پیچیده، گوگرد عمدتاً به عنوان یک عامل کاهنده رفتار می کند:

7. گوگرد قادر به واکنش های نامتناسب است. بنابراین، هنگامی که پودر گوگرد با مواد قلیایی جوشانده می شود، سولفیت ها و سولفیدها تشکیل می شوند:

کاربرد

گوگرد به طور گسترده در صنعت و کشاورزی استفاده می شود. حدود نیمی از تولید آن برای تولید اسید سولفوریک استفاده می شود. از گوگرد برای ولکانیزه کردن لاستیک استفاده می شود: در این حالت لاستیک به لاستیک تبدیل می شود.

به صورت رنگ گوگردی (پودر ریز) از گوگرد برای مبارزه با بیماری های باغ های انگور و پنبه استفاده می شود. برای به دست آوردن باروت، کبریت، ترکیبات نورانی. در پزشکی پمادهای گوگردی برای درمان بیماری های پوستی تهیه می کنند.

4.2. سولفید هیدروژن، سولفیدها، هیدروسولفیدها

سولفید هیدروژن آنالوگ آب است. فرمول الکترونیکی آن

این را در آموزش نشان می دهد پیوندهای H-S-Hدو الکترون p از سطح بیرونی اتم گوگرد درگیر هستند. مولکول H 2 S شکل زاویه ای دارد، بنابراین قطبی است.

^ بودن در طبیعت

سولفید هیدروژن به طور طبیعی در گازهای آتشفشانی و در آب برخی از چشمه های معدنی مانند پیاتیگورسک، ماتسستا وجود دارد. در طی تجزیه مواد آلی حاوی گوگرد از بقایای مختلف حیوانی و گیاهی تشکیل می شود. این ویژگی را توضیح می دهد بوی بد فاضلاب، حوضچه ها و زباله ها.

اعلام وصول

1. سولفید هیدروژن را می توان با ترکیب مستقیم گوگرد با هیدروژن هنگام گرم شدن به دست آورد:

2. اما معمولاً از اثر اسید کلریدریک یا سولفوریک رقیق روی سولفید آهن (III) بدست می آید:

این واکنش اغلب در دستگاه کیپ انجام می شود.

^ مشخصات فیزیکی

در شرایط عادی، سولفید هیدروژن گازی بی رنگ با بوی قوی و مشخص تخم مرغ های فاسد است. بسیار سمی است، هنگام استنشاق به هموگلوبین متصل می شود و باعث فلج می شود که اغلب

که منجر به مرگ می شود. در غلظت های کم خطر کمتری دارد. لازم است با آن در هودهای بخار یا دستگاه های مهر و موم شده هرمتیک کار کنید. محتوای مجاز H 2 S در محل تولید 0.01 میلی گرم در 1 لیتر هوا است.

سولفید هیدروژن در آب نسبتا محلول است (در دمای 20 درجه سانتیگراد، 2.5 حجم سولفید هیدروژن در 1 حجم آب حل می شود).

محلول سولفید هیدروژن در آب، آب سولفید هیدروژن یا اسید هیدروسولفید نامیده می شود (خواص اسید ضعیفی را نشان می دهد).

^ خواص شیمیایی

1، هنگامی که به شدت گرم می شود، سولفید هیدروژن تقریباً به طور کامل تجزیه می شود و گوگرد و هیدروژن را تشکیل می دهد.

2. گاز سولفید هیدروژن در هوا با شعله آبی می سوزد و اکسید گوگرد (IV) و آب را تشکیل می دهد:

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

با کمبود اکسیژن، گوگرد و آب تشکیل می شود: 2H 2 S + O 2 = 2S + 2H 2 O

3. سولفید هیدروژن یک عامل احیا کننده نسبتاً قوی است. این نکته مهم اوست خاصیت شیمیاییرا می توان اینگونه توضیح داد. در محلول، H2S نسبتاً به راحتی الکترون ها را به مولکول های اکسیژن هوا می دهد:

در این حالت، اکسیژن موجود در هوا، سولفید هیدروژن را به گوگرد اکسید می کند، که آب سولفید هیدروژن را کدر می کند:

2H 2 S + O 2 = 2S + 2H 2 O

این همچنین این واقعیت را توضیح می دهد که سولفید هیدروژن در طی تجزیه مواد آلی به مقدار بسیار زیادی در طبیعت تجمع نمی یابد - اکسیژن موجود در هوا آن را به گوگرد آزاد اکسید می کند.

4، سولفید هیدروژن به شدت با محلول های هالوژن واکنش می دهد، به عنوان مثال:

H 2 S+I 2 =2HI+S گوگرد آزاد می شود و محلول ید تغییر رنگ می دهد.

5. عوامل اکسید کننده مختلف به شدت با سولفید هیدروژن واکنش می دهند: زمانی که در معرض اسید نیتریکگوگرد آزاد تشکیل می شود.

6. محلول سولفید هیدروژن به دلیل تفکیک، واکنش اسیدی دارد:

H 2 SН + +HS - HS - H + +S -2

معمولاً مرحله اول غالب است. این یک اسید بسیار ضعیف است: ضعیف تر از اسید کربنیک، که معمولا H 2 S را از سولفیدها جابجا می کند.

سولفیدها و هیدروسولفیدها

اسید هیدروژن سولفید به عنوان یک اسید دوبازیک دو سری نمک تشکیل می دهد:

سولفیدهای متوسط ​​(Na 2 S)؛

اسیدی - هیدروسولفیدها (NaHS).

این نمک ها را می توان به دست آورد: - با واکنش هیدروکسیدها با سولفید هیدروژن: 2NaOH+H 2 S=Na 2 S+2H 2 O

برهمکنش مستقیم گوگرد با فلزات:

واکنش تبادل نمک ها با H2S یا بین نمک ها:

Pb(NO 3) 2 + Na 2 S = PbS + 2 NaNO 3

CuSO 4 + H 2 S = CuS + H 2 SO 4 Cu 2 + + H 2 S = CuS + 2H +

هیدروسولفیدها تقریباً همه در آب بسیار محلول هستند.

سولفیدهای فلزات قلیایی و قلیایی خاکی نیز به راحتی در آب محلول و بی رنگ هستند.

سولفیدهای فلزات سنگین عملاً نامحلول یا کمی محلول در آب هستند (FeS، MnS، ZnS). برخی از آنها در اسیدهای رقیق (CuS، PbS، HgS) حل نمی شوند.

به عنوان نمک های اسید ضعیف، سولفیدهای موجود در محلول های آبی به شدت هیدرولیز می شوند. به عنوان مثال، سولفیدهای فلزات قلیایی هنگامی که در آب حل می شوند واکنش قلیایی دارند:

Na 2 S + ННNaHS + NaOH

همه سولفیدها، مانند خود سولفید هیدروژن، عوامل کاهنده انرژی هستند:

3PbS -2 +8HN +5 O 3 (رقیق شده) =3PbS +6 O 4 +4H2O+8N +2 O

برخی از سولفیدها دارای رنگ مشخصی هستند: CuS و PbS - سیاه و سفید، CdS - زرد، ZnS - سفید، MnS - صورتی، SnS - قهوه ای، Al 2 S 3 - نارنجی. تجزیه و تحلیل کیفی کاتیون ها بر اساس حلالیت مختلف سولفیدها و رنگ های مختلف بسیاری از آنها است.

^ 4.3. اکسید گوگرد (IV) و اسید گوگرد

اکسید گوگرد (IV) یا دی اکسید گوگرد در شرایط عادی یک گاز بی رنگ با بوی تند و خفه کننده است. وقتی تا 10- درجه سانتیگراد خنک شود، به مایع بی رنگ تبدیل می شود.

اعلام وصول

1. در شرایط آزمایشگاهی، اکسید گوگرد (IV) از نمک‌های اسید سولفوره با تصفیه آنها با اسیدهای قوی به دست می‌آید:

Na 2 SO 3 + H 2 SO 4 = Na 2 SO 4 + S0 2  + H 2 O 2NaHSO 3 + H 2 SO 4 = Na 2 SO 4 + 2SO 2  + 2H 2 O 2HSO - 3 +2H + =2SO 2  + 2H 2 O

2. همچنین، دی اکسید گوگرد از برهمکنش اسید سولفوریک غلیظ هنگام گرم شدن با فلزات کم فعال تشکیل می شود:

Cu+2H 2 SO 4 = CuSO 4 + SO 2  + 2H 2 O

Cu+4H + +2SO 2- 4 =Cu 2+ + SO 2- 4 +SO 2 +2H 2 O

3. اکسید گوگرد (IV) نیز هنگام سوختن گوگرد در هوا یا اکسیژن تشکیل می شود:

4. در شرایط صنعتی، SO 2 از بو دادن پیریت FeS 2 یا سنگ معدن گوگرد فلزات غیر آهنی (مخلوط روی ZnS، درخشش سرب PbS و غیره) به دست می آید.

4FeS 2 + 11O 2 = 2Fe 2 O 3 + 8SO 2

فرمول ساختاری مولکول SO2:

چهار الکترون گوگرد و چهار الکترون از دو اتم اکسیژن در تشکیل پیوند در یک مولکول SO 2 شرکت می کنند. دافعه متقابل جفت الکترون های پیوند دهنده و جفت الکترون تک گوگرد به مولکول یک شکل زاویه ای می دهد.

خواص شیمیایی

1. اکسید گوگرد (IV) تمام خواص اکسیدهای اسیدی را نشان می دهد:

تعامل با آب

تعامل با مواد قلیایی،

برهمکنش با اکسیدهای اساسی

2. اکسید گوگرد (IV) با خواص کاهنده مشخص می شود:

S +4 O 2 + O 0 2 2S + 6 O -2 3 (در حضور کاتالیزور، هنگام گرم شدن)

اما در حضور عوامل کاهنده قوی، SO2 به عنوان یک عامل اکسید کننده عمل می کند:

دوگانگی ردوکس اکسید گوگرد (IV) با این واقعیت توضیح داده می شود که گوگرد دارای حالت اکسیداسیون +4 در آن است و بنابراین می توان با اهدای 2 الکترون به S + 6 اکسید شد و با پذیرش 4 الکترون کاهش داد. به S°. تجلی این یا سایر خواص به ماهیت جزء واکنش دهنده بستگی دارد.

اکسید گوگرد (IV) بسیار محلول در آب است (40 حجم SO 2 در 1 حجم در 20 درجه سانتیگراد حل می شود). در این حالت اسید گوگردی که فقط در محلول آبی وجود دارد تشکیل می شود:

SO 2 + H 2 OH 2 SO 3

واکنش برگشت پذیر است. در یک محلول آبی، اکسید گوگرد (IV) و اسید گوگرد در تعادل شیمیایی هستند که می توانند جابجا شوند. هنگام اتصال H 2 SO 3 (خنثی سازی اسید

شما) واکنش به سمت تشکیل اسید سولفوریک پیش می رود. هنگامی که SO 2 حذف می شود (با دمیدن در محلول نیتروژن یا حرارت دادن)، واکنش به سمت مواد شروع کننده ادامه می یابد. محلول اسید گوگرد همیشه حاوی اکسید گوگرد (IV) است که بوی تند به آن می دهد.

اسید سولفوروس تمام خواص اسیدها را دارد. در محلول به صورت گام به گام جدا می شود:

H 2 SO 3 H + + HSO - 3 HSO - 3 H + +SO 2- 3

از نظر حرارتی ناپایدار، فرار. اسید سولفور به عنوان یک اسید دی بازیک دو نوع نمک را تشکیل می دهد:

سولفیت های متوسط ​​(Na 2 SO 3 )؛

اسیدی - هیدروسولفیت ها (NaHSO 3).

سولفیت ها زمانی تشکیل می شوند که یک اسید به طور کامل با یک قلیایی خنثی شود:

H 2 SO 3 + 2 NaOH = Na 2 SO 3 + 2H 2 O

هیدروسولفیت ها زمانی به دست می آیند که کمبود قلیایی وجود داشته باشد:

H 2 SO 3 + NaOH = NaHSO 3 + H 2 O

اسید سولفور و نمک های آن دارای هر دو خاصیت اکسید کننده و کاهنده هستند که توسط ماهیت شریک واکنش تعیین می شود.

1. بنابراین، تحت تأثیر اکسیژن، سولفیت ها به سولفات اکسید می شوند:

2Na 2 S + 4 O 3 + O 0 2 = 2 Na 2 S + 6 O -2 4

اکسیداسیون اسید گوگرد با برم و پرمنگنات پتاسیم حتی راحت تر اتفاق می افتد:

5H 2 S + 4 O 3 + 2KMn +7 O 4 =2H 2 S +6 O 4 +2Mn +2 S +6 O 4 +K 2 S +6 O 4 +3H 2 O

2. در حضور عوامل کاهنده پرانرژی تر، سولفیت ها خواص اکسید کننده را نشان می دهند:

تقریباً تمام هیدروسولفیت ها و سولفیت های فلزات قلیایی از نمک های اسید سولفوردار حل می شوند.

3. از آنجایی که H 2 SO 3 یک اسید ضعیف است، وقتی اسیدها روی سولفیت ها و هیدروسولفیت ها اثر می کنند، SO 2 آزاد می شود. این روش معمولا برای به دست آوردن SO 2 استفاده می شود در شرایط آزمایشگاهی:

NaHSO 3 + H 2 SO 4 = Na 2 SO 4 + SO 2  + H 2 O

4. سولفیت های محلول در آب به راحتی هیدرولیز می شوند، در نتیجه غلظت یون های OH - در محلول افزایش می یابد:

Na 2 SO 3 + HONNaHSO 3 + NaOH

کاربرد

اکسید گوگرد (IV) و اسید گوگرد بسیاری از رنگ ها را بی رنگ می کند و ترکیبات بی رنگی را با آنها تشکیل می دهد. دومی می تواند در صورت گرم شدن یا قرار گرفتن در معرض نور دوباره تجزیه شود و در نتیجه رنگ بازیابی می شود. در نتیجه، اثر سفید کننده SO 2 و H 2 SO 3 با اثر سفید کننده کلر متفاوت است. به طور معمول، اکسید گوگرد (IV) برای سفید کردن پشم، ابریشم و کاه استفاده می شود.

اکسید گوگرد (IV) بسیاری از میکروارگانیسم ها را از بین می برد. بنابراین، برای از بین بردن قارچ های کپک، زیرزمین های مرطوب، سرداب ها، بشکه های شرابو غیره همچنین برای حمل و نقل و نگهداری میوه ها و انواع توت ها استفاده می شود. اکسید گوگرد IV) در مقادیر زیادی برای تولید اسید سولفوریک استفاده می شود.

یک کاربرد مهم در محلول هیدروسولفیت کلسیم CaHSO 3 (سولفیت لیه) یافت می شود که برای تصفیه خمیر چوب و کاغذ استفاده می شود.

^ 4.4. اکسید گوگرد (VI) اسید سولفوریک

اکسید گوگرد (VI) (به جدول 20 مراجعه کنید) یک مایع بی رنگ است که در دمای 16.8 درجه سانتیگراد به یک توده کریستالی جامد تبدیل می شود. رطوبت را به شدت جذب می کند و اسید سولفوریک تشکیل می دهد: SO 3 + H 2 O = H 2 SO 4

جدول 20. خواص اکسیدهای گوگرد

انحلال اکسید گوگرد (VI) در آب با آزاد شدن مقدار قابل توجهی گرما همراه است.

اکسید گوگرد (VI) در اسید سولفوریک غلیظ بسیار محلول است. محلول SO 3 در اسید بی آب اولئوم نامیده می شود. اولئوم ها می توانند تا 70 درصد SO3 داشته باشند.

اعلام وصول

1. اکسید گوگرد (VI) از اکسیداسیون دی اکسید گوگرد با اکسیژن هوا در حضور کاتالیزورها در دمای 450 درجه سانتیگراد به دست می آید. تهیه اسید سولفوریک):

2SO 2 + O 2 = 2SO 3

2. راه دیگر برای اکسید کردن SO 2 به SO 3 استفاده از اکسید نیتریک (IV) به عنوان یک عامل اکسید کننده است.

اکسید نیتروژن حاصله (II) در هنگام تعامل با اکسیژن اتمسفر به راحتی و به سرعت به اکسید نیتروژن (IV) تبدیل می شود: 2NO+O 2 = 2NO 2

که دوباره می تواند در اکسیداسیون SO2 استفاده شود. در نتیجه، NO 2 به عنوان یک حامل اکسیژن عمل می کند. این روش اکسیداسیون SO 2 به SO 3 را نیتروژن می نامند. مولکول SO 3 شکل مثلثی دارد که در مرکز آن قرار دارد

اتم گوگرد در زیر قرار دارد:

این ساختار به دلیل دافعه متقابل جفت الکترون های پیوندی است. اتم گوگرد شش الکترون بیرونی را برای تشکیل آنها فراهم کرد.

خواص شیمیایی

1. SO 3 یک اکسید اسید معمولی است.

2. اکسید گوگرد (VI) دارای خواص اکسید کننده قوی است.

کاربرد

از اکسید گوگرد (VI) برای تولید اسید سولفوریک استفاده می شود. بالاترین ارزشروش دریافت تماس دارد

اسید سولفوریک. با استفاده از این روش می توانید H 2 SO 4 را با هر غلظتی و همچنین اولئوم بدست آورید. این فرآیند شامل سه مرحله است: بدست آوردن SO 2. اکسیداسیون SO2 به SO3. بدست آوردن H 2 SO 4 .

SO 2 از بو دادن FeS 2 پیریت در کوره های مخصوص به دست می آید: 4FeS 2 + 11O 2 = 2Fe 2 O 3 + 8SO 2

برای تسریع در پخت، پیریت از قبل خرد می شود و برای سوزاندن کامل گوگرد، هوا (اکسیژن) به میزان قابل توجهی بیش از آنچه در واکنش لازم است وارد می شود. گاز خروجی از کوره متشکل از اکسید گوگرد (IV)، اکسیژن، نیتروژن، ترکیبات آرسنیک (ناخالصی های موجود در پیریت ها) و بخار آب است. به آن گاز برشته می گویند.

گاز برشته شده به طور کامل تمیز می شود، زیرا حتی مقدار کمی از ترکیبات آرسنیک و همچنین گرد و غبار و رطوبت، کاتالیزور را مسموم می کند. گاز از ترکیبات آرسنیک و گرد و غبار با عبور از فیلترهای الکتریکی مخصوص و برج شستشو پاکسازی می شود. رطوبت توسط اسید سولفوریک غلیظ در برج خشک کن جذب می شود. گاز خالص حاوی اکسیژن در یک مبدل حرارتی تا دمای 450 درجه سانتیگراد گرم می شود و وارد دستگاه تماس می شود. در داخل دستگاه تماس، قفسه های مشبک پر از کاتالیزور وجود دارد.

قبلاً از فلز پلاتین ریز خرد شده به عنوان کاتالیزور استفاده می شد. متعاقباً با ترکیبات وانادیوم - اکسید وانادیم (V) V 2 O 5 یا وانادیل سولفات VOSO 4 که ارزان تر از پلاتین هستند و آهسته تر سمی هستند جایگزین شد.

واکنش اکسیداسیون SO2 به SO3 برگشت پذیر است:

2SO 2 + O 2 2SO 3

افزایش محتوای اکسیژن در گاز برشته کردن، بازده اکسید گوگرد (VI) را افزایش می دهد: در دمای 450 درجه سانتی گراد معمولاً به 95٪ و بالاتر می رسد.

سپس اکسید گوگرد (VI) حاصل از جریان مخالف وارد برج جذب می شود و در آنجا توسط اسید سولفوریک غلیظ جذب می شود. با ایجاد اشباع، ابتدا اسید سولفوریک بی آب و سپس اولئوم تشکیل می شود. پس از آن، اولئوم به اسید سولفوریک 98٪ رقیق شده و به مصرف کنندگان عرضه می شود.

فرمول ساختاری اسید سولفوریک:

^ مشخصات فیزیکی

اسید سولفوریک یک مایع سنگین، بی رنگ و روغنی است که در دمای 10.4+ درجه سانتی گراد، تقریبا دو برابر بیشتر، متبلور می شود. ( = 1.83 گرم در سانتی متر 3) سنگین تر از آب، بی بو، غیر فرار. فوق العاده مرطوب کننده. با انتشار مقدار زیادی گرما رطوبت را جذب می کند، بنابراین نمی توانید آب را به اسید سولفوریک غلیظ اضافه کنید - اسید پاشیده می شود. برای زمان ها

اسید سولفوریک را در قسمت های کوچک به آب اضافه کنید.

اسید سولفوریک بی آب تا 70 درصد از اکسید گوگرد (VI) را حل می کند. هنگامی که گرم می شود، SO 3 جدا می شود تا زمانی که محلولی با کسر جرمی H 2 SO 4 98.3٪ تشکیل شود. H 2 SO 4 بدون آب تقریباً جریان الکتریکی را هدایت نمی کند.

^ خواص شیمیایی

1. به هر نسبت با آب مخلوط می شود و هیدرات هایی از ترکیبات مختلف را تشکیل می دهد:

H 2 SO 4 H 2 O، H 2 SO 4 2H 2 O، H 2 SO 4 3H 2 O، H 2 SO 4 4H 2 O، H 2 SO 4 6.5H 2 O

2. اسید سولفوریک غلیظ مواد آلی را جذب می کند - شکر، کاغذ، چوب، فیبر و عناصر آب را از آنها جدا می کند:

C 12 H 22 O 11 + H 2 SO 4 = 12 C + H 2 SO 4 11 H 2 O

کربن حاصل تا حدی با اسید واکنش می دهد:

خشک کردن گاز بر اساس جذب آب توسط اسید سولفوریک است.

چگونه یک اسید غیر فرار قوی H 2 SO 4 اسیدهای دیگر را از نمک های خشک جابجا می کند:

NaNO 3 + H 2 SO 4 = NaHSO 4 + HNO 3

با این حال، اگر H 2 SO 4 را به محلول های نمک اضافه کنید، جابجایی اسیدها اتفاق نمی افتد.

H 2 SO 4 یک اسید دو بازیک قوی است: H 2 SO 4 H + + HSO - 4 HSO - 4 H + +SO 2- 4

تمام خواص اسیدهای قوی غیر فرار را دارد.

اسید سولفوریک رقیق با تمام خواص اسیدهای غیر اکسید کننده مشخص می شود. یعنی: با فلزاتی که در سری الکتروشیمیایی ولتاژهای فلزی تا هیدروژن هستند برهمکنش دارد:

برهمکنش با فلزات به دلیل کاهش یون های هیدروژن اتفاق می افتد.

6. اسید سولفوریک غلیظ یک عامل اکسید کننده قوی است. هنگامی که گرم می شود، اکثر فلزات، از جمله آنهایی که در سری ولتاژ الکتروشیمیایی بعد از هیدروژن قرار دارند، اکسید می شود و فقط با پلاتین و طلا واکنش نشان نمی دهد. بسته به فعالیت فلز، محصولات احیا می توانند S-2، S° و S +4 باشند.

در سرما، اسید سولفوریک غلیظ با فلزات قوی مانند آلومینیوم، آهن و کروم برهمکنش ندارد. این با غیرفعال شدن فلزات توضیح داده می شود. این ویژگی در حمل و نقل آن در ظروف آهنی بسیار مورد استفاده قرار می گیرد.

با این حال، هنگامی که گرم می شود:

بنابراین، اسید سولفوریک غلیظ به دلیل کاهش اتم های تشکیل دهنده اسید با فلزات برهم کنش می کند.

واکنش کیفی به یون سولفات SO 2-4 تشکیل یک رسوب کریستالی سفید BaSO 4 است که در آب و اسیدها نامحلول است:

SO 2- 4 +Ba +2 BaSO 4 

کاربرد

اسید سولفوریک یک محصول ضروری از صنایع شیمیایی پایه است که در تولید مواد غیر

اسیدهای آلی، قلیایی ها، نمک ها، کودهای معدنیو کلر

از نظر تنوع کاربرد، اسید سولفوریک در بین اسیدها رتبه اول را دارد. بیشترین مقدار آن برای به دست آوردن فسفر مصرف می شود و کودهای نیتروژنی. اسید سولفوریک به دلیل غیرفرار بودن برای تولید اسیدهای دیگر - هیدروکلریک، هیدروفلوریک، فسفریک و استیک استفاده می شود.

مقدار زیادی از آن برای تصفیه فرآورده های نفتی - بنزین، نفت سفید، روغن های روان کننده - از ناخالصی های مضر استفاده می شود. در مهندسی مکانیک از اسید سولفوریک برای تمیز کردن سطح فلز از اکسیدها قبل از پوشش (آبکاری نیکل، آبکاری کروم و غیره) استفاده می شود. اسید سولفوریک در تولید مواد منفجره، الیاف مصنوعی، رنگ، پلاستیک و بسیاری موارد دیگر استفاده می شود. برای پر کردن باتری ها استفاده می شود.

نمک های اسید سولفوریک مهم هستند.

^ سولفات سدیم Na 2 SO 4 از محلول های آبی به شکل هیدرات Na 2 SO 4 10H 2 O متبلور می شود که به آن نمک گلوبر می گویند. در پزشکی به عنوان ملین استفاده می شود. سولفات سدیم بدون آب در تولید سودا و شیشه استفاده می شود.

^ سولفات آمونیوم(NH 4) 2 SO 4 - کود نیتروژن.

سولفات پتاسیم K 2 SO 4 - کود پتاسیم.

سولفات کلسیم CaSO 4 در طبیعت به شکل کانی گچ CaSO 4 2H 2 O وجود دارد. وقتی تا دمای 150 درجه سانتیگراد گرم شود، بخشی از آب را از دست می دهد و به هیدراتی از ترکیب 2CaSO 4 H 2 O تبدیل می شود که گچ سوخته یا گچ سوخته نامیده می شود. سنگ سنگی آلاباستر هنگامی که با آب مخلوط می شود و به یک توده خمیر مانند تبدیل می شود، پس از مدتی دوباره سفت می شود و به CaSO 4 2H 2 O تبدیل می شود. گچ به طور گسترده در ساختمان سازی (گچ) استفاده می شود.

^ سولفات منیزیم MgSO 4 موجود در آب دریا، باعث طعم تلخ آن می شود. کریستال هیدرات که به آن نمک تلخ می گویند به عنوان ملین استفاده می شود.

ویتریول- نام فنی هیدرات های کریستالی سولفات های فلزی Fe, Cu, Zn, Ni, Co (نمک های دهیدراته ویتریول نیستند). سولفات مس CuSO 4 5H 2 O - ماده سمی از رنگ آبی. محلول رقیق آن را روی گیاهان اسپری می کنند و قبل از کاشت بذرها را تصفیه می کنند. سنگ جوهر FeSO 4 7H 2 O یک ماده سبز روشن است. برای کنترل آفات گیاهی، تهیه جوهر، رنگ های معدنی و غیره استفاده می شود. سولفات روی ZnSO 4 7H 2 O در تولید رنگ های معدنی، در چاپ کالیکو و پزشکی استفاده می شود.

^ 4.5. استرهای اسید سولفوریک تیوسولفات سدیم

استرهای اسید سولفوریک شامل دی آلکیل سولفات (RO 2) SO 2 است. اینها مایعات با جوش زیاد هستند. پایین ترها در آب محلول هستند. در حضور قلیاها الکل و نمک اسید سولفوریک تشکیل می دهند. دی آلکیل سولفات های پایین تر عوامل آلکیله کننده هستند.

دی اتیل سولفات(C 2 H 5) 2 SO 4. نقطه ذوب -26 درجه سانتی گراد، نقطه جوش 210 درجه سانتی گراد، محلول در الکل، نامحلول در آب. از واکنش اسید سولفوریک با اتانول به دست می آید. این یک عامل اتیل کننده در سنتز آلی است. از طریق پوست نفوذ می کند.

دی متیل سولفات(CH 3) 2 SO 4. نقطه ذوب -26.8 درجه سانتیگراد، نقطه جوش 188.5 درجه سانتیگراد. محلول در الکل، محلول ضعیف در آب. در غیاب حلال با آمونیاک واکنش می دهد (به صورت انفجاری). برخی از ترکیبات معطر مانند استرهای فنل را سولفونات می کند. این ماده از واکنش 60 درصد اولئوم با متانول در دمای 150 درجه سانتیگراد به دست می آید. سرطان زا، روی چشم، پوست، اندام های تنفسی تأثیر می گذارد.

^ تیوسولفات سدیم Na2S2O3

نمکی از اسید تیوسولفوریک که در آن دو اتم گوگرد حالت های اکسیداسیون متفاوتی دارند: +6 و -2. ماده کریستالی، بسیار محلول در آب. این به شکل هیدرات کریستالی Na 2 S 2 O 3 5H 2 O تولید می شود که معمولا هیپوسولفیت نامیده می شود. از واکنش سولفیت سدیم با گوگرد در هنگام جوشاندن به دست می آید:

Na 2 SO 3 +S = Na 2 S 2 O 3

مانند اسید تیوسولفوریک، یک عامل احیا کننده قوی است و به راحتی توسط کلر اکسید می شود و به اسید سولفوریک تبدیل می شود.

Na 2 S 2 O 3 + 4Cl 2 + 5H 2 O = 2H 2 SO 4 + 2 NaCl + 6HCl

استفاده از تیوسولفات سدیم برای جذب کلر (در اولین ماسک های گاز) بر اساس این واکنش بود.

اکسیداسیون تیوسولفات سدیم با عوامل اکسید کننده ضعیف تا حدودی متفاوت است. در این مورد، نمک های اسید تتراتیونیک تشکیل می شود، به عنوان مثال:

2Na 2 S 2 O 3 + I 2 = Na 2 S 4 O 6 + 2NaI

تیوسولفات سدیم یک محصول جانبی در تولید NaHSO 3، رنگ های گوگردی، در طی تصفیه گازهای صنعتی از گوگرد است. برای حذف آثار کلر پس از سفید کردن پارچه ها، برای استخراج نقره از سنگ معدن استفاده می شود. این یک تثبیت کننده در عکاسی، یک معرف در یدومتری، یک پادزهر برای مسمومیت با ترکیبات آرسنیک و جیوه و یک عامل ضد التهاب است.

ساختار مولکول SO2

ساختار مولکول SO2 شبیه به ساختار مولکول ازن است. اتم گوگرد در حالت هیبریداسیون sp2 قرار دارد، شکل اوربیتال ها یک مثلث منظم و شکل مولکول زاویه ای است. اتم گوگرد دارای یک جفت تک الکترون است. طول پیوند S-O 0.143 نانومتر و زاویه پیوند 119.5 درجه است.

ساختار با ساختارهای تشدید زیر مطابقت دارد:

بر خلاف ازن، تعدد پیوند S-O 2 است، یعنی سهم اصلی توسط ساختار رزونانس اول انجام می شود. این مولکول با پایداری حرارتی بالا مشخص می شود.

ترکیبات گوگردی +4 - دوگانگی ردوکس را نشان می دهند، اما با غلبه خاصیت کاهنده.

1. برهمکنش SO2 با اکسیژن

2S+4O2 + O 2 S+6O

2. هنگامی که SO2 از اسید سولفید هیدروژن عبور می کند، گوگرد تشکیل می شود.

S+4O2 + 2H2S-2 → 3So + 2 H2O

4 S+4 + 4 → بنابراین 1 - عامل اکسید کننده (کاهش)

S-2 - 2 → So 2 - عامل کاهنده (اکسیداسیون)

3. اسید سولفور به آرامی توسط اکسیژن اتمسفر اکسید می شود و به اسید سولفوریک تبدیل می شود.

2H2S+4O3 + 2O → 2H2S+6O

4 S+4 - 2 → S+6 2 - عامل کاهنده (اکسیداسیون)

O + 4 → 2O-2 1 - عامل اکسید کننده (کاهش)

اعلام وصول:

1) اکسید گوگرد (IV) در صنعت:

احتراق گوگرد:

پخت پیریت:

4FeS2 + 11O2 = 2Fe2O3

در آزمایشگاه:

Na2SO3 + H2SO4 = Na2SO4 + SO2 + H2O

دی اکسید گوگردجلوگیری از تخمیر، رسوب آلاینده ها، ضایعات بافت انگور با میکرو فلور بیماری زا را تسهیل می کند و اجازه می دهد تا تخمیر الکلی انجام شود. فرهنگ های نابمخمر به منظور افزایش بازده الکل اتیلیک و بهبود ترکیب سایر محصولات تخمیر الکلی.

بنابراین نقش دی اکسید گوگرد به اقدامات ضد عفونی کننده که محیط را بهبود می بخشد محدود نمی شود، بلکه به بهبود شرایط فنی برای تخمیر و ذخیره شراب نیز گسترش می یابد.

این شرایط هستند استفاده صحیحدی اکسید گوگرد (محدود کردن دوز و زمان تماس با هوا) منجر به افزایش کیفیت شراب ها و آب میوه ها، عطر، طعم، و همچنین شفافیت و رنگ آنها می شود - خواص مرتبط با مقاومت شراب و آب میوه در برابر کدورت.

دی اکسید گوگرد رایج ترین آلاینده هوا است. در تمام نیروگاه ها هنگام سوزاندن سوخت های فسیلی آزاد می شود. دی اکسید گوگرد همچنین می تواند توسط کارخانه های متالورژی (منبع: زغال سنگ کک) و همچنین تعدادی از صنایع شیمیایی (به عنوان مثال، تولید اسید سولفوریک) آزاد شود. در طی تجزیه آمینو اسیدهای حاوی گوگرد که بخشی از پروتئین گیاهان باستانی بودند که ذخایر زغال سنگ، نفت و شیل نفتی را تشکیل می دادند، تشکیل می شود.

برنامه را پیدا می کنددر صنعت برای سفید کردن محصولات مختلف: پارچه، ابریشم، خمیر کاغذ، پر، نی، موم، مو، موی اسب، محصولات غذایی، برای ضد عفونی میوه ها و مواد غذایی کنسرو شده و غیره. به عنوان یک محصول جانبی، دی اکسید گوگرد تشکیل شده و در هوای مناطق کار در تعدادی از صنایع آزاد می شود: اسید سولفوریک، سلولز، در هنگام بو دادن سنگ معدن حاوی فلزات گوگرد، در اتاق های ترشی در کارخانه های فلزی در تولید شیشه، اولترامارین و غیره، گوگرد اغلب در هوای دیگ بخار و اتاق های خاکستر یافت می شود، جایی که در طی احتراق زغال سنگ های حاوی گوگرد تشکیل می شود.

هنگامی که در آب حل می شود، ضعیف و ناپایدار است اسید سولفوردار H2SO3 (فقط در محلول آبی وجود دارد)

SO2 + H2O ↔ H2SO3

اسید سولفور به تدریج تجزیه می شود:

H2SO3 ↔ H+ + HSO3- (مرحله اول، آنیون هیدروسولفیت تشکیل می شود)

HSO3- ↔ H+ + SO32- (مرحله دوم، آنیون سولفیت تشکیل می شود)

H2SO3 دو سری نمک را تشکیل می دهد - متوسط ​​(سولفیت) و اسیدی (هیدروسولفیت).

یک واکنش کیفی به نمک‌های اسید سولفوردار، برهمکنش نمک با اسید قوی است که گاز SO2 را با بوی تند آزاد می‌کند:

Na2SO3 + 2HCl → 2NaCl + SO2 + H2O 2H+ + SO32- → SO2 + H2O

اکسید گوگرد (IV) خواصی از خود نشان می دهد

1) فقط اکسید بازی

2) اکسید آمفوتریک

3) اکسید اسید

4) اکسید غیر نمک ساز

پاسخ: 3

توضیح:

اکسید گوگرد(IV) SO2 یک اکسید اسیدی (اکسید غیر فلزی) است که در آن گوگرد دارای بار 4+ است. این اکسید با H 2 SO 3 نمک های اسید گوگرد را تشکیل می دهد و در هنگام برهم کنش با آب، خود اسید گوگرد H 2 SO 3 را تشکیل می دهد.

اکسیدهای غیر نمک ساز (اکسیدهایی که خاصیت اسیدی، بازی یا آمفوتریک ندارند و نمک تشکیل نمی دهند) شامل NO، SiO، N2O (اکسید نیتروژن)، CO.

اکسیدهای پایه اکسیدهای فلزی در حالت اکسیداسیون +1، +2 هستند. اینها شامل اکسیدهای فلزی زیرگروه اصلی گروه اول (فلزات قلیایی) Li-Fr، اکسیدهای فلزی زیرگروه اصلی گروه دوم (Mg و فلزات قلیایی خاکی) Mg-Ra و اکسیدهای فلزات واسطه در حالت های اکسیداسیون پایین تر است.

اکسیدهای آمفوتریک اکسیدهای تشکیل دهنده نمک هستند که بسته به شرایط، خواص بازی یا اسیدی (یعنی آمفوتریسیته) از خود نشان می دهند. توسط فلزات واسطه تشکیل شده است. فلزات در اکسیدهای آمفوتریک معمولاً حالت اکسیداسیون 3+ تا 4+ را نشان می‌دهند، به استثنای ZnO، BeO، SnO، PbO.

اکسیدهای اسیدی و بازی به ترتیب هستند

2) CO 2 و Al 2 O 3

پاسخ 1

توضیح:

اکسیدهای اسیدی اکسیدهایی هستند که خاصیت اسیدی از خود نشان می دهند و اسیدهای حاوی اکسیژن مربوطه را تشکیل می دهند. از لیست ارائه شده، این موارد عبارتند از: SO 2، SO 3 و CO 2. هنگام تعامل با آب، اسیدهای زیر را تشکیل می دهند:

SO 2 + H 2 O = H 2 SO 3 (اسید سولفوره)

SO 3 + H 2 O = H 2 SO 4 (اسید سولفوریک)

CO 2 + H 2 O = H 2 CO 3 (اسید کربنیک)

اکسیدهای پایه اکسیدهای فلزی در حالت اکسیداسیون +1، +2 هستند. اینها شامل اکسیدهای فلزی زیرگروه اصلی گروه اول (فلزات قلیایی) Li-Fr، اکسیدهای فلزی زیرگروه اصلی گروه دوم (Mg و فلزات قلیایی خاکی) Mg-Ra و اکسیدهای فلزات واسطه در حالت های اکسیداسیون پایین تر است. از لیست ارائه شده، اکسیدهای اصلی عبارتند از: MgO، FeO.

اکسیدهای آمفوتریک اکسیدهای تشکیل دهنده نمک هستند که بسته به شرایط، خواص بازی یا اسیدی (یعنی آمفوتریسیته) از خود نشان می دهند. توسط فلزات واسطه تشکیل شده است. فلزات در اکسیدهای آمفوتریک معمولاً حالت اکسیداسیون 3+ تا 4+ را نشان می‌دهند، به استثنای ZnO، BeO، SnO، PbO. از لیست ارائه شده، اکسیدهای آمفوتریک عبارتند از: Al 2 O 3، ZnO.

اکسید گوگرد (VI) با هر یک از دو ماده واکنش می دهد:

1) آب و اسید کلریدریک

2) اکسیژن و اکسید منیزیم

3) اکسید کلسیم و هیدروکسید سدیم

پاسخ: 3

توضیح:

اکسید گوگرد (VI) SO 3 (حالت اکسیداسیون گوگرد +6) یک اکسید اسیدی است که با آب واکنش می دهد و اسید سولفوریک مربوطه را تشکیل می دهد H 2 SO 4 (وضعیت اکسیداسیون گوگرد نیز 6 + است):

SO 3 + H 2 O = H 2 SO 4

به عنوان یک اکسید اسیدی، SO3 با اسیدها واکنش نمی دهد، یعنی واکنش با HCl رخ نمی دهد.

گوگرد در SO 3 بالاترین حالت اکسیداسیون 6+ (برابر با تعداد گروه عنصر) را نشان می دهد، بنابراین SO3 با اکسیژن واکنش نمی دهد (اکسیژن گوگرد را به حالت اکسیداسیون +6 اکسید نمی کند).

با اکسید اصلی MgO نمک مربوطه تشکیل می شود - سولفات منیزیم MgSO 4:

MgO + SO 3 = MgSO 4

از آنجایی که اکسید SO3 اسیدی است، با اکسیدهای بازی و بازها واکنش داده و نمک های مربوطه را تشکیل می دهد:

MgO + SO 3 = MgSO 4

NaOH + SO 3 = NaHSO 4 یا 2NaOH + SO 3 = Na 2 SO 4 + H 2 O

همانطور که در بالا ذکر شد، SO 3 با آب واکنش می دهد و اسید سولفوریک تشکیل می دهد.

CuSO 3 با فلز واسطه تعامل ندارد.

مونوکسید کربن (IV) با هر یک از دو ماده واکنش می دهد:

1) آب و اکسید کلسیم

2) اکسیژن و اکسید گوگرد (IV)

3) سولفات پتاسیم و هیدروکسید سدیم

4) اسید فسفریک و هیدروژن

پاسخ 1

توضیح:

مونوکسید کربن (IV) CO 2 یک اکسید اسیدی است، بنابراین با آب واکنش می دهد تا اسید کربنیک ناپایدار H 2 CO 3 و با اکسید کلسیم برای تشکیل کربنات کلسیم CaCO 3 ایجاد کند:

CO 2 + H 2 O = H 2 CO 3

CO 2 + CaO = CaCO 3

دی اکسید کربن CO 2 با اکسیژن واکنش نمی دهد، زیرا اکسیژن نمی تواند عنصر موجود در آن را اکسید کند. بالاترین درجهاکسیداسیون (برای کربن با توجه به تعداد گروهی که در آن قرار دارد +4 است).

واکنش با اکسید گوگرد (IV) SO 2 رخ نمی دهد، زیرا به دلیل اسیدی بودن، CO 2 با اکسید برهمکنش نمی کند، که همچنین دارای خواص اسیدی است.

دی اکسید کربن CO 2 با نمک ها (به عنوان مثال، با سولفات پتاسیم K 2 SO 4) واکنش نمی دهد، اما با قلیاها تعامل دارد، زیرا دارای خواص اساسی است. واکنش با تشکیل یک نمک اسیدی یا متوسط، بسته به مقدار زیاد یا کمبود معرف ها ادامه می یابد:

NaOH + CO 2 = NaHCO 3 یا 2NaOH + CO 2 = Na 2 CO 3 + H 2 O

CO2 که یک اکسید اسیدی است، با اکسیدهای اسیدی یا اسیدها واکنش نمی دهد، بنابراین واکنش بین دی اکسید کربنو اسید فسفریک H 3 PO 4 رخ نمی دهد.

CO 2 توسط هیدروژن به متان و آب کاهش می یابد:

CO 2 + 4H 2 = CH 4 + 2H 2 O

خواص اصلی توسط بالاترین اکسید عنصر نشان داده می شود

پاسخ: 3

توضیح:

خواص اصلی توسط اکسیدهای پایه - اکسیدهای فلزی در حالت های اکسیداسیون +1 و +2 به نمایش گذاشته می شود. این شامل:

از گزینه های ارائه شده، تنها اکسید باریم BaO متعلق به اکسیدهای اصلی است. تمام اکسیدهای دیگر گوگرد، نیتروژن و کربن یا اسیدی یا غیر نمک ساز هستند: CO، NO، N2O.

اکسیدهای فلزی با حالت اکسیداسیون 6+ و بالاتر هستند

1) غیر نمک ساز

2) اصلی

3) آمفوتریک

پاسخ: 4

توضیح:

• - اکسیدهای فلزی زیر گروه اصلی گروه اول (فلزات قلیایی) Li – Fr.
• - اکسیدهای فلزی زیر گروه اصلی گروه دوم (Mg و فلزات قلیایی خاکی) Mg - Ra.
• - اکسیدهای فلزات واسطه در حالت اکسیداسیون پایین تر.

اکسیدهای اسیدی (انیدریدها) اکسیدهایی هستند که خواص اسیدی از خود نشان می دهند و اسیدهای حاوی اکسیژن مربوطه را تشکیل می دهند. توسط نافلزات معمولی و برخی عناصر انتقالی تشکیل شده است. عناصر موجود در اکسیدهای اسیدی معمولاً حالت های اکسیداسیون را از 4+ تا 7+ نشان می دهند. در نتیجه، اکسید فلز در حالت اکسیداسیون 6+ دارای خواص اسیدی است.

خاصیت اسیدی توسط اکسیدی که فرمول آن است نشان داده می شود

پاسخ 1

توضیح:

اکسیدهای اسیدی (انیدریدها) اکسیدهایی هستند که خواص اسیدی از خود نشان می دهند و اسیدهای حاوی اکسیژن مربوطه را تشکیل می دهند. توسط نافلزات معمولی و برخی عناصر انتقالی تشکیل شده است. عناصر موجود در اکسیدهای اسیدی معمولاً حالت های اکسیداسیون را از 4+ تا 7+ نشان می دهند. در نتیجه، اکسید سیلیکون SiO 2 با بار سیلیکونی 6+ دارای خواص اسیدی است.

اکسیدهای غیر نمک ساز N 2 O، NO، SiO، CO هستند. CO یک اکسید غیر نمک ساز است.

اکسیدهای پایه، اکسیدهای فلزی در حالت اکسیداسیون +1 و +2 هستند. این شامل:

- اکسیدهای فلزی زیر گروه اصلی گروه اول (فلزات قلیایی) Li – Fr.

- اکسیدهای فلزی زیر گروه اصلی گروه دوم (Mg و فلزات قلیایی خاکی) Mg - Ra.

- اکسیدهای فلزات واسطه در حالت اکسیداسیون پایین تر.

BaO متعلق به اکسیدهای اساسی است.

اکسیدهای آمفوتریک اکسیدهای تشکیل دهنده نمک هستند که بسته به شرایط، خواص بازی یا اسیدی (یعنی آمفوتریسیته) از خود نشان می دهند. توسط فلزات واسطه تشکیل شده است. فلزات در اکسیدهای آمفوتریک معمولاً حالت اکسیداسیون 3+ تا 4+ را نشان می‌دهند، به استثنای ZnO، BeO، SnO، PbO. اکسید آلومینیوم Al 2 O 3 نیز یک اکسید آمفوتریک است.

حالت اکسیداسیون کروم در ترکیبات آمفوتریک آن برابر است با

پاسخ: 3

توضیح:

کروم عنصری از زیر گروه ثانویه گروه ششم دوره چهارم است. با حالت های اکسیداسیون 0، +2، +3، +4، +6 مشخص می شود. حالت اکسیداسیون +2 مربوط به اکسید CrO است که دارای خواص اساسی است. حالت اکسیداسیون +3 مربوط به اکسید آمفوتریک Cr 2 O 3 و هیدروکسید Cr(OH) 3 است. این پایدارترین حالت اکسیداسیون کروم است. حالت اکسیداسیون +6 مربوط به اکسید کروم اسیدی (VI) CrO 3 و تعدادی اسید است که ساده ترین آنها کروم H 2 CrO 4 و دو کروم H 2 Cr 2 O 7 است.

اکسیدهای آمفوتریک شامل

پاسخ: 3

توضیح:

اکسیدهای آمفوتریک اکسیدهای تشکیل دهنده نمک هستند که بسته به شرایط، خواص بازی یا اسیدی (یعنی آمفوتریسیته) از خود نشان می دهند. توسط فلزات واسطه تشکیل شده است. فلزات در اکسیدهای آمفوتریک معمولاً حالت اکسیداسیون 3+ تا 4+ را نشان می‌دهند، به استثنای ZnO، BeO، SnO، PbO. ZnO یک اکسید آمفوتریک است.

اکسیدهای غیر نمک ساز N 2 O، NO، SiO، CO هستند.

اکسیدهای پایه، اکسیدهای فلزی در حالت اکسیداسیون +1 و +2 هستند. این شامل:

- اکسیدهای فلزی زیر گروه اصلی گروه اول (فلزات قلیایی) Li - Fr (اکسید پتاسیم K 2 O متعلق به این گروه است).

- اکسیدهای فلزی زیر گروه اصلی گروه دوم (Mg و فلزات قلیایی خاکی) Mg - Ra.

- اکسیدهای فلزات واسطه در حالت اکسیداسیون پایین تر.

اکسیدهای اسیدی (انیدریدها) اکسیدهایی هستند که خواص اسیدی از خود نشان می دهند و اسیدهای حاوی اکسیژن مربوطه را تشکیل می دهند. توسط نافلزات معمولی و برخی عناصر انتقالی تشکیل شده است. عناصر موجود در اکسیدهای اسیدی معمولاً حالت های اکسیداسیون را از 4+ تا 7+ نشان می دهند. بنابراین، SO 3 یک اکسید اسیدی است که مربوط به اسید سولفوریک H 2 SO 4 است.

7FDBA3کدام یک از جملات زیر صحیح است؟

الف- اکسیدهای پایه اکسیدهایی هستند که بازها با آنها مطابقت دارند.

ب- اکسیدهای پایه فقط توسط فلزات تشکیل می شوند.

1) فقط A صحیح است

2) فقط B صحیح است

3) هر دو گزاره درست است

4) هر دو عبارت نادرست است

پاسخ: 3

توضیح:

اکسیدهای پایه، اکسیدهای فلزی در حالت اکسیداسیون +1 و +2 هستند. این شامل:

- اکسیدهای فلزی زیر گروه اصلی گروه اول (فلزات قلیایی) Li – Fr.

- اکسیدهای فلزی زیر گروه اصلی گروه دوم (Mg و فلزات قلیایی خاکی) Mg - Ra.

- اکسیدهای فلزات واسطه در حالت اکسیداسیون پایین تر.

بازها با اکسیدهای بازی به عنوان هیدروکسید مطابقت دارند.

هر دو گفته درست است.

در شرایط عادی با آب واکنش نشان می دهد

1) اکسید نیتریک (II)

2) اکسید آهن (II).

3) اکسید آهن (III).

پاسخ: 4

توضیح:

اکسید نیتریک (II) NO یک اکسید غیر نمک ساز است و بنابراین با آب یا بازها واکنش نمی دهد.

اکسید آهن (II) FeO یک اکسید پایه است که در آب نامحلول است. با آب واکنش نشان نمی دهد.

اکسید آهن (III) Fe 2 O 3 یک اکسید آمفوتریک است که در آب نامحلول است. همچنین با آب واکنش نشان نمی دهد.

اکسید نیتروژن (IV) NO 2 یک اکسید اسیدی است و با آب واکنش می دهد و اسیدهای نیتریک (HNO 3 ؛ N + 5) و نیتروژن (HNO 2 ؛ N + 3) را تشکیل می دهد:

2NO2 + H2O = HNO3 + HNO2

در فهرست مواد: ZnO، FeO، CrO 3، CaO، Al 2 O 3، Na 2 O، Cr 2 O 3
تعداد اکسیدهای اصلی برابر است

پاسخ: 3

توضیح:

اکسیدهای پایه، اکسیدهای فلزی در حالت اکسیداسیون +1 و +2 هستند. این شامل:

• - اکسیدهای فلزی زیر گروه اصلی گروه اول (فلزات قلیایی) Li – Fr.
• - اکسیدهای فلزی زیر گروه اصلی گروه دوم (Mg و فلزات قلیایی خاکی) Mg - Ra.
• - اکسیدهای فلزات واسطه در حالت اکسیداسیون پایین تر.

از گزینه های پیشنهادی، گروه اکسیدهای اصلی شامل FeO، CaO، Na 2 O است.

اکسیدهای آمفوتریک اکسیدهای تشکیل دهنده نمک هستند که بسته به شرایط، خواص بازی یا اسیدی (یعنی آمفوتریسیته) از خود نشان می دهند. توسط فلزات واسطه تشکیل شده است. فلزات در اکسیدهای آمفوتریک معمولاً حالت اکسیداسیون 3+ تا 4+ را نشان می‌دهند، به استثنای ZnO، BeO، SnO، PbO.

اکسیدهای آمفوتری شامل ZnO، Al 2 O 3، Cr 2 O 3 می باشد.

اکسیدهای اسیدی (انیدریدها) اکسیدهایی هستند که خواص اسیدی از خود نشان می دهند و اسیدهای حاوی اکسیژن مربوطه را تشکیل می دهند. توسط نافلزات معمولی و برخی عناصر انتقالی تشکیل شده است. عناصر موجود در اکسیدهای اسیدی معمولاً حالت های اکسیداسیون را از 4+ تا 7+ نشان می دهند. بنابراین، CrO 3 یک اکسید اسیدی مربوط به اسید کرومیک H 2 CrO 4 است.

اکسید پتاسیم با آن واکنش می دهد

پاسخ: 3

توضیح:

اکسید پتاسیم (K 2 O) یک اکسید پایه است. به عنوان یک اکسید پایه، K 2 O می تواند با اکسیدهای آمفوتریک تعامل داشته باشد، زیرا با اکسیدهایی که هر دو خاصیت اسیدی و بازی را نشان می دهند (ZnO). ZnO یک اکسید آمفوتریک است. با اکسیدهای اساسی (CaO، MgO، Li 2 O) واکنش نمی دهد.

واکنش به صورت زیر انجام می شود:

K 2 O + ZnO = K 2 ZnO 2

اکسیدهای پایه، اکسیدهای فلزی در حالت اکسیداسیون +1 و +2 هستند. این شامل:

- اکسیدهای فلزی زیر گروه اصلی گروه اول (فلزات قلیایی) Li – Fr.

- اکسیدهای فلزی زیر گروه اصلی گروه دوم (Mg و فلزات قلیایی خاکی) Mg - Ra.

- اکسیدهای فلزات واسطه در حالت اکسیداسیون پایین تر.

اکسیدهای آمفوتریک اکسیدهای تشکیل دهنده نمک هستند که بسته به شرایط، خواص بازی یا اسیدی (یعنی آمفوتریسیته) از خود نشان می دهند. توسط فلزات واسطه تشکیل شده است. فلزات در اکسیدهای آمفوتریک معمولاً حالت اکسیداسیون 3+ تا 4+ را نشان می‌دهند، به استثنای ZnO، BeO، SnO، PbO.

علاوه بر این، اکسیدهای غیر نمک ساز N 2 O، NO، SiO، CO وجود دارد. اکسیدهای غیر نمک ساز اکسیدهایی هستند که نه خاصیت اسیدی، بازی یا آمفوتریک را از خود نشان می دهند و نمک تشکیل نمی دهند.

اکسید سیلیکون (IV) با هر یک از این دو ماده واکنش می دهد

2) H 2 SO 4 و BaCl 2

پاسخ: 3

توضیح:

اکسید سیلیکون (SiO 2) یک اکسید اسیدی است، بنابراین با قلیاها و اکسیدهای بازی واکنش می دهد:

SiO 2 + 2NaOH → Na 2 SiO 3 + H 2 O

حالت اکسیداسیون +4 برای گوگرد کاملاً پایدار است و خود را در تتراهالیدهای SHal 4 ، اکسودی هالیدهای SOHal 2 ، دی اکسید SO 2 و آنیون های مربوط به آنها نشان می دهد. در ادامه با خواص دی اکسید گوگرد و اسید سولفور آشنا می شویم.

1.11.1. اکسید گوگرد (IV) ساختار مولکول so2

ساختار مولکول SO 2 شبیه به ساختار مولکول ازن است. اتم گوگرد در حالت هیبریداسیون sp 2 است، شکل اوربیتال ها یک مثلث منظم و شکل مولکول زاویه ای است. اتم گوگرد دارای یک جفت تک الکترون است. طول پیوند S-O 0.143 نانومتر و زاویه پیوند 119.5 درجه است.

ساختار با ساختارهای تشدید زیر مطابقت دارد:

بر خلاف ازن، تعدد پیوند S-O 2 است، یعنی سهم اصلی توسط ساختار رزونانس اول انجام می شود. این مولکول با پایداری حرارتی بالا مشخص می شود.

مشخصات فیزیکی

در شرایط عادی، دی اکسید گوگرد یا دی اکسید گوگرد یک گاز بی رنگ با بوی خفه کننده تند، نقطه ذوب -75 درجه سانتیگراد، نقطه جوش -10 درجه سانتیگراد است. در دمای 20 درجه سانتیگراد بسیار محلول است، 40 حجم دی اکسید گوگرد در 1 حجم آب حل می شود. گاز سمی

خواص شیمیایی اکسید گوگرد (IV).

دی اکسید گوگرد بسیار واکنش پذیر است.

دی اکسید گوگرد یک اکسید اسیدی است. برای تشکیل هیدرات در آب کاملاً محلول است. همچنین تا حدی با آب واکنش می دهد و اسید گوگرد ضعیفی را تشکیل می دهد که به شکل جداگانه ایزوله نمی شود:

SO 2 + H 2 O = H 2 SO 3 = H + + HSO 3 - = 2H + + SO 3 2- .

در نتیجه تفکیک، پروتون ها تشکیل می شوند، بنابراین محلول دارای محیط اسیدی است.

هنگامی که گاز دی اکسید گوگرد از محلول هیدروکسید سدیم عبور می کند، سولفیت سدیم تشکیل می شود. سولفیت سدیم با دی اکسید گوگرد اضافی واکنش می دهد و هیدروسولفیت سدیم را تشکیل می دهد:

2NaOH + SO 2 = Na 2 SO 3 + H 2 O;

Na 2 SO 3 + SO 2 = 2 NaHSO 3.

دی اکسید گوگرد با دوگانگی اکسیداسیون و کاهش مشخص می شود، به عنوان مثال، ویژگی های کاهش دهنده را نشان می دهد و آب برم را بی رنگ می کند.

SO 2 + Br 2 + 2H 2 O = H 2 SO 4 + 2HBr

و محلول پرمنگنات پتاسیم:

5SO 2 + 2KMnO 4 + 2H 2 O = 2KНSO 4 + 2MnSO 4 + H 2 SO 4.

اکسید شده توسط اکسیژن به انیدرید سولفوریک:

2SO 2 + O 2 = 2SO 3.

هنگامی که با عوامل کاهنده قوی در تعامل است، خواص اکسید کننده را نشان می دهد، به عنوان مثال:

SO 2 + 2CO = S + 2CO 2 (در دمای 500 درجه سانتیگراد، در حضور Al 2 O 3)؛

SO 2 + 2H 2 = S + 2H 2 O.

تهیه اکسید گوگرد (IV)

احتراق گوگرد در هوا

S + O 2 = SO 2.

اکسیداسیون سولفید

4FeS 2 + 11O 2 = 2Fe 2 O 3 + 8SO 2.

اثر اسیدهای قوی بر سولفیت های فلزی

Na 2 SO 3 + 2H 2 SO 4 = 2 NaHSO 4 + H 2 O + SO 2.

1.11.2. اسید سولفور و نمک های آن

هنگامی که دی اکسید گوگرد در آب حل می شود، اسید گوگرد ضعیف تشکیل می شود، بخش عمده ای از SO 2 محلول به شکل هیدراته SO 2 · H 2 O است، پس از سرد شدن، هیدرات کریستالی نیز آزاد می شود مولکول های اسید گوگرد به یون های سولفیت و هیدرو سولفیت تجزیه می شوند. در حالت آزاد، اسید آزاد نمی شود.

اکسید گوگرد (دی اکسید گوگرد، دی اکسید گوگرد، دی اکسید گوگرد) گازی بی رنگ است که در شرایط عادی دارای بوی تند و مشخصی است (مشابه بوی کبریت سوخته). تحت فشار مایع می شود دمای اتاق. دی اکسید گوگرد در آب محلول است و اسید سولفوریک ناپایدار تشکیل می شود. این ماده در اسید سولفوریک و اتانول نیز محلول است. این یکی از اجزای اصلی تشکیل دهنده گازهای آتشفشانی است.

دی اکسید گوگرد

به دست آوردن SO2 - دی اکسید گوگرد - به صورت صنعتیشامل سوزاندن گوگرد یا برشته کردن سولفیدها (عمدتا از پیریت استفاده می شود).

4FeS2 (پیریت) + 11O2 = 2Fe2O3 + 8SO2 (دی اکسید گوگرد).

در یک محیط آزمایشگاهی، دی اکسید گوگرد را می توان با تصفیه هیدروسولفیت ها و سولفیت ها با اسیدهای قوی تولید کرد. در این حالت، اسید سولفوره حاصل بلافاصله به آب و دی اکسید گوگرد تجزیه می شود. مثلا:

Na2SO3 + H2SO4 (اسید سولفوریک) = Na2SO4 + H2SO3 (اسید سولفوریک).
H2SO3 (اسید گوگرد) = H2O (آب) + SO2 (دی اکسید گوگرد).

سومین روش تولید دی اکسید گوگرد شامل اثر اسید سولفوریک غلیظ بر روی فلزات کم فعال در هنگام گرم شدن است. به عنوان مثال: مس (مس) + 2H2SO4 (اسید سولفوریک) = CuSO4 (سولفات مس) + SO2 (دی اکسید گوگرد) + 2H2O (آب).

خواص شیمیایی دی اکسید گوگرد

فرمول دی اکسید گوگرد SO3 است. این ماده متعلق به اکسیدهای اسیدی است.

1. دی اکسید گوگرد در آب حل می شود و اسید گوگرد تشکیل می دهد. در شرایط عادی، این واکنش برگشت پذیر است.

SO2 (دی اکسید گوگرد) + H2O (آب) = H2SO3 (سولفور اسید).

2. با قلیاها، دی اکسید گوگرد سولفیت ها را تشکیل می دهد. به عنوان مثال: 2NaOH (هیدروکسید سدیم) + SO2 (دی اکسید گوگرد) = Na2SO3 (سولفیت سدیم) + H2O (آب).

3. فعالیت شیمیایی دی اکسید گوگرد بسیار زیاد است. خواص کاهنده دی اکسید گوگرد بارزتر است. در چنین واکنش هایی، حالت اکسیداسیون گوگرد افزایش می یابد. به عنوان مثال: 1) SO2 (دی اکسید گوگرد) + Br2 (برم) + 2H2O (آب) = H2SO4 (اسید سولفوریک) + 2HBr (هیدروژن برومید). 2) 2SO2 (دی اکسید گوگرد) + O2 (اکسیژن) = 2SO3 (سولفیت). 3) 5SO2 (دی اکسید گوگرد) + 2KMnO4 (پرمنگنات پتاسیم) + 2H2O (آب) = 2H2SO4 (اسید سولفوریک) + 2MnSO4 (سولفات منگنز) + K2SO4 (سولفات پتاسیم).

آخرین واکنش نمونه ای از واکنش کیفی به SO2 و SO3 است. رنگ محلول بنفش می شود.)

4. در حضور عوامل کاهنده قوی، دی اکسید گوگرد می تواند خواص اکسید کننده از خود نشان دهد. به عنوان مثال، برای استخراج گوگرد از گازهای خروجی در صنعت متالورژی، از احیای دی اکسید گوگرد با مونوکسید کربن (CO) استفاده می کنند: SO2 (دی اکسید گوگرد) + 2CO (مونوکسید کربن) = 2CO2 + S (گوگرد).

همچنین برای بدست آوردن اسید فسفر از خواص اکسید کننده این ماده استفاده می شود: PH3 (فسفین) + SO2 (دی اکسید گوگرد) = H3PO2 (اسید فسفر) + S (گوگرد).

دی اکسید گوگرد در کجا استفاده می شود؟

دی اکسید گوگرد عمدتاً برای تولید اسید سولفوریک استفاده می شود. همچنین در تولید نوشیدنی های کم الکل (شراب و سایر نوشیدنی های با قیمت متوسط) استفاده می شود. به دلیل خاصیت این گاز برای از بین بردن میکروارگانیسم های مختلف، برای بخور دادن انبارها و فروشگاه های سبزیجات استفاده می شود. علاوه بر این، از اکسید گوگرد برای سفید کردن پشم، ابریشم و کاه (موادی که نمی توان با کلر سفید کرد) استفاده می شود. در آزمایشگاه ها از دی اکسید گوگرد به عنوان حلال و به منظور به دست آوردن نمک های مختلف دی اکسید گوگرد استفاده می شود.

اثرات فیزیولوژیکی

دی اکسید گوگرد دارای خواص سمی قوی است. علائم مسمومیت عبارتند از: سرفه، آبریزش بینی، گرفتگی صدا، طعم عجیب در دهان و گلودرد شدید. هنگامی که دی اکسید گوگرد در غلظت های بالا استنشاق می شود، مشکل در بلع و خفگی، اختلال گفتار، تهوع و استفراغ رخ می دهد و ادم حاد ریوی ممکن است ایجاد شود.

MPC دی اکسید گوگرد:
- داخل خانه - 10 میلی گرم در متر مکعب؛
- میانگین حداکثر قرار گرفتن در معرض روزانه یک بار در هوای اتمسفر - 0.05 میلی گرم بر متر مکعب.

حساسیت به دی اکسید گوگرد در افراد، گیاهان و حیوانات متفاوت است. به عنوان مثال، در بین درختان، بلوط و توس بیشترین مقاومت را دارند و صنوبر و کاج کمترین مقاومت را دارند.