№ | Слайд | Текст |
1 |
 |
Общая и неорганическая химияЛекция 20. Особенности химии серы. Водородные и кислородные соединения |
2 |
 |
Сульфаны H2Sx (x = 1 8). Сероводород – бесцветный, очень ядовитый газ с неприятным запахом (тухлых яиц), т.пл. –85,54 ?С, т.кип. –60,35 ?С. Молекула H2S диамагнитна, полярна (дипольный момент 0,93 Д). Автопротолиз в жидком сероводороде H2S + H2S ? HS– + H3S+; KS ? 10–33 |
3 |
 |
Водный раствор H2S (0,1 моль/л)H2S + H2O ? HS– + H3O+; KK1 = 1,05 · 10?7 HS– + H2O ? S2– + H3O+; KK2 = 1,23 · 10?13 [H3O+] = [HS–] = ?kk1·c0 [S2–] ? 1,23 · 10?13 моль/л при добавлении hcl (1 моль/л) концентрация [S2–] в сероводородной воде снижается до ? 1 · 10?21 моль/л |
4 |
 |
СульфидыРастворимые в воде (катионы щелочных, щёлочноземельных элементов, аммония): Na2S = 2Na+ + S2–; S2– + H2O ? HS– + OH– Бинарные (ковалентные): Al2S3 + 6H2O = 2Al(OH)3? + 3H2S? SiS2 + 4H2O = H4SiO4? + 2H2S? 3. Малорастворимые (см. далее) |
5 |
 |
Малорастворимые сульфиды |
6 |
 |
Расчет концентрации сульфид-иона в растворе H2S (0,1 моль/л)1. H2S + H2O ? HS– + H3O+ KK1 = 1,05 · 10?7 [...]: С0?x x x 2. HS– + H2O ? S2– + H3O+ KK2 = 1,23 · 10?13 [...]: x?y y y + x [S2–] ? [H3O+] y ? (y + x) K K2= = ? = y (x?y) [HS–] x >> y Y = [S2–] ? K K2 =1,23 · 10?13 моль/л |
7 |
![Найдем [S2–] в р-ре: H2S (0,1 моль/л) + HCl (1 моль/л)](/thumbs/khimija/Soedinenija-sery/0007-007-Najdem-S2-v-r-re-H2S-01-moll-HCl-1-moll.jpg) |
Найдем [S2–] в р-ре: H2S (0,1 моль/л) + HCl (1 моль/л)1. H2S + H2O ? HS– + H3O+ KK1 = 1,05 · 10?7 [...]: С0?x x x + c1 2. HS– + H2O ? S2– + H3O+ KK2 = 1,23 · 10?13 [...]: x?y y y + x + C1 3. HCl + H2O = Cl– + H3O+ x >> y; C1 >> x; C0 >> x C1 C1 C1 [S2–]?[H3O+] y ? (y + x + C1) K K2= = ? [HS–] (x?y) [HS–]?[H3O+] x ? (x + C1) K K1= = ? [H2S] (C0 ?x) |
8 |
 |
Условия осаждения: С(М2+) С(S2?) ? ПР (MS). Y = [S2–] ? 1,29 · 10?21 моль/л В кислотной среде не осаждаются MnS (ПР ?10–13), FeS (ПР ?10–17) В кислотной среде осаждаются CdS (ПР ?10–28), CuS (ПР ?10–36), SnS (ПР ?10–28), PbS (ПР ?10–28) и др. |
9 |
 |
Восстановительные свойстваH2S –2e? = S + 2H+ ; ?? = +0,14 В (рН ? 7) HS? + OH? –2e? = S + H2O; ?? = –0,48 В S2? ?2e? = S; ?? = –0,44В (рН ? 7) H2S + I2 = 2HI + S H2S + 4Cl2 + 4H2O = 8HCl + H2SO4 2H2S (изб.) + O2 = 2H2O + 2S 2H2S + 3 O2 (изб.) = 2H2O + 2SO2 |
10 |
 |
ПолучениеВ промышленности: H2 + S ? H2S В лаборатории: FeS + 2HCl= FeCl2 + H2S? Полисульфиды: Na2S + (x–1)S = Na2Sx Na2Sx + 2HCl = H2Sx + 2NaCl (при охлаждении) Na2Sn + 2HCl = 2NaCl + H2S? + (n–1)S? (при комн. т-ре) Окислительные св-ва полисульфидов Na2S2–I + Sn+IIS(т) = Na2[Sn+IVS3–II] |
11 |
 |
Кислородные соединенияSO2. SO2 – бесцветный газ с резким запахом, термически устойчив, т. пл. = –75,5 ?С, т. кип. = –10,1 ?С. Получение: обжиг пирита 4FeS2 + 11 O2 = 2Fe2O3 + 8SO2 В лаборатории: M2SO3 + 2H2SO4 (конц.) = = 2MHSO4 + SO2? + H2O Sp 2 –гибридизация ? = 1,63 д |
12 |
 |
В водном растворе:SO2 + nh2o ? SO2 · nh2o (n = 1 ? 7) SO2 . nh2o + H2O ? HSO3? + H3O+ + (n–1)h2o; KK = 1,66·10?2 HSO3? + H2O ? SO32? + H3O+ ; KK = 6,31·10?8 2naoh (избыток) + SO2 = na2so3 + H2O 2naoh + 2SO2 (избыток) = 2nahso3 |
13 |
 |
Окислительно-восстановительные свойстваSO2 + 2H2S = 3S + 2H2O SO2 + 2H2O + 4e– = S + 4OH–; ?? = –0,7 В SO2 + 2H2O + I2 = H2SO4 + 2HI SO2 + 2H2O – 2e– = SO42– + 4H+; ?? = +0,17 В |
14 |
 |
?Строение анионов SO32– и HSO3– ? ? 2? Cульфит-ион Гидросульфит-ион: таутомерия |
15 |
 |
Триоксид серы (SO3)xполиморфные модификации ?, ? и ? (т. пл. 16,8 ?С, 32,0 ?С и 62,2 ?С) возгоняется при нагревании Получение: 2SO2 + O2 ? 2 SO3 (600 °C, катализатор V2O5) |
16 |
 |
Молекула SO3 – неполярная и диамагнитнаяSp2-гибридизация ?-Модификация SO3 – тример S3O9 ?-модификация - зигзагоообразные цепочки, состоящие из тетраэдрических фрагментов [SO4] в ?-модификация цепочки тетраэдров [SO4] объединяются в сетчатые слои. |
17 |
 |
SO3 – кислотный оксидSO3 + H2O = H2SO4; ?H° = –130 кДж/моль в промышленности: SO3 + H2SO4 = H2S2O7 (дисерная кислота, олеум) |
18 |
 |
Серная кислота H2SO4H2SO4 – бесцветная вязкая жидкость, плотность 1,84 г/см3, т. пл. 10,4 ?С. Причина аномалии свойств – водородные связи: H2SO4 ··· H2SO4 ··· H2SO4 ··· Автопротолиз: H2SO4 + H2SO4 ? HSO4– + H3SO4+; KS ? 10–4 ? 10–5 |
19 |
 |
H2SO4 в водной средев разбавленном водном растворе H2SO4 – сильная двухосновная кислота: H2SO4 + 2H2O = SO42? + 2H3O+ в водных растворах солей-гидросульфатов рН ? 7 (протолиз иона HSO4?): NaHSO4 = Na+ + HSO4?, HSO4? + H2O = SO42? + H3O+ |
20 |
 |
Строение (sp3-гибридизация )Серная кислота Cульфат-ион Гидросульфат-ион |
21 |
 |
Купоросы MSO4·5(7)H2O (M – Cu, Fe, Ni, Mg …)Квасцы MIMIII(SO4)2·12H2O (MI – Na, K, NH4…, MIII – Al, Ga, Cr…) Шёниты M2IMII(SO4)2·6H2O (MI – Na, K… , MII – Mg, Zn, Co…) |
22 |
 |
O- и s-аналогиПолучение: Na2SO3 + S = Na2SO3S (+t, водн.р-р) |
23 |
 |
Тиосульфат-ион: степени окисления серыO SO3S2– O S S O +Hcl (эфир) +Hcl (вода) –II –II SO2, S, H2O: +IV,0 ? SO3, H2S: +VI,–II ? +V –I –II |
24 |
 |
Химические свойстваNa2SO3S + 2HCl = 2NaCl + H2O + SO2? + S? SO3S2? + H2O –4e– = 2SO2 + 2H+ SO3S2? + 6H+ +4e– = 2S + 3H2O Na2SO3S + 4Cl2 + 5H2O = Na2SO4 + H2SO4 +8HCl SO3S2? + 5H2O –8e? = 2SO42? + 10H+, ??= +0,275 В Cl2 + 2e– = 2Cl– Na2SO3S + I2 = 2NaI + Na2S4O6 (тетратионат) 2SO3S2? –2e? = S4O62?, ?? = +0,015В I2 + 2e– = 2I– |
25 |
 |
Применение в аналитической химии: иодометрияCu + 4HNO3 = = Cu(NO3)2 + 2NO2? + H2O 2Cu(NO3)2 + 4KI = = 2CuI? + I2 + 4KNO3 KI + I2 = K[I(I)2] K[I(I)2] + 2Na2SO3S = =KI + 2NaI + Na2S4O6 |
26 |
 |
Политионаты – соли политионовых кислот H2SnO6 (n = 4 6). Строение тетратионат-иона: цепочка из 4-х атомов серы: |
27 |
 |
Пероксосульфаты – сильные окислителиПероксодисульфат-ион S2O6(O2)2– Пероксосульфат-ион SO3(O2)2– |
«H2O и H2S» |