Сера может взаимодействовать с хлором
Сера расположена в VIа группе Периодической системы химических элементов Д.И. Менделеева.
На внешнем энергетическом уровне атома серы содержится 6 электронов, которые имеют электронную конфигурацию 3s 2 3p 4 . В соединениях с металлами и водородом сера проявляет отрицательную степень окисления элементов -2, в соединениях с кислородом и другими активными неметаллами – положительные +2, +4, +6. Сера – типичный неметалл, в зависимости от типа превращения может быть окислителем и восстановителем.
Сера встречается в свободном (самородном) состоянии и связанном виде.
Важнейшие природные соединения серы:
FeS2 — железный колчедан или пирит,
ZnS — цинковая обманка или сфалерит (вюрцит),
PbS — свинцовый блеск или галенит,
Аллотропия — это способность одного и того же элемента существовать в разных молекулярных формах (молекулы содержат разное количество атомов одного и того же элемента, например, О2 и О3, S2 и S8, Р2 и Р4 и т.д).
Сера отличается способностью образовывать устойчивые цепочки и циклы из атомов. Наиболее стабильны S8, образующие ромбическую и моноклинную серу. Это кристаллическая сера — хрупкое вещество жёлтого цвета.
Открытые цепи имеет пластическая сера, вещество коричневого цвета, которая получается при резком охлаждении расплава серы (пластическая сера уже через несколько часов становится хрупкой, приобретает жёлтый цвет и постепенно превращается в ромбическую).
1) ромбическая — S8
t°пл. = 113°C; r = 2,07 г/см 3
Наиболее устойчивая модификация.
2) моноклинная — темно-желтые иглы
t°пл. = 119°C; r = 1,96 г/см 3
Устойчивая при температуре более 96°С; при обычных условиях превращается в ромбическую.
3) пластическая — коричневая резиноподобная (аморфная) масса
Неустойчива, при затвердевании превращается в ромбическую
- Промышленный метод — выплавление из руды с помощью водяного пара.
- Неполное окисление сероводорода (при недостатке кислорода):
- Реакция Вакенродера:
Окислительные свойства серы
(S 0 + 2ē → S -2 )
1) Сера реагирует со щелочными металлами без нагревания:
c остальными металлами (кроме Au, Pt) — при повышенной t°:
2) С некоторыми неметаллами сера образует бинарные соединения:
Восстановительные свойства сера проявляет в реакциях с сильными окислителями:
(S — 2ē → S +2 ; S — 4ē → S +4 ; S — 6ē → S +6 )
S + O2 – t° → S +4 O2
S + Cl2 → S +2 Cl2
Со сложными веществами:
5) c кислотами — окислителями:
Реакции диспропорционирования:
7) сера растворяется в концентрированном растворе сульфита натрия:
Сероводород H2S и сульфиды- химические свойства
Соединения серы +4: сернистый газ, сернистая кислота и её соли сульфиты.
Серная кислота – химические свойства и промышленное производство
Биологическая роль р-элементов VIA группы. Применение их соединений в медицине
Сера - элемент VIa группы 3 периода периодической таблицы Д.И. Менделеева. Относится к группе халькогенов - элементов VIa группы.
Сера - S - простое вещество имеет светло-желтый цвет. Использовалась еще до нашей эры в составе священных курений при религиозных обрядах.
Электроны s- и p-подуровня способны распариваться и переходить на d-подуровень. Как и всегда, количество валентных электронов отражает количество возможных связей у атома.
В разных электронных конфигурациях сера способна принимать валентности: II, IV и VI.
- FeS2 - пирит, колчедан
- ZnS - цинковая обманка
- PbS - свинцовый блеск (галенит), Sb2S3 - сурьмяный блеск, Bi2S3 - висмутовый блеск
- HgS - киноварь
- CuFeS2 - халькопирит
- Cu2S - халькозин
- CuS - ковеллин
- BaSO4 - барит, тяжелый шпат
- CaSO4 - гипс
В местах вулканической активности встречаются залежи самородной серы.
В промышленности серу получают из природного газа, который содержит газообразные соединения серы: H2S, SO2.
Серу можно получить разложением пирита
В лабораторных условиях серу можно получить слив растворы двух кислот: серной и сероводородной.
-
Реакции с неметаллами
На воздухе сера окисляется, образуя сернистый газ - SO2. Реагирует со многими неметаллами, без нагревания - только со фтором.
При нагревании сера бурно взаимодействует со многими металлами с образованием сульфидов.
Реакции с кислотами
При взаимодействии с концентрированными кислотами (при длительном нагревании) сера окисляется до сернистого газа или серной кислоты.
Реакции с щелочами
Сера вступает в реакции диспропорционирования с щелочами.
Бесцветный газ с характерным запахом тухлых яиц. Огнеопасен. Используется в химической промышленности и в лечебных целях (сероводородные ванны).
Сероводород получают в результате реакции сульфида алюминия с водой, а также взаимодействия разбавленных кислот с сульфидами.
Сероводород плохо диссоциирует в воде, является слабой кислотой. Реагирует с основными оксидами, основаниями с образованием средних и кислых солей (зависит от соотношения основания и кислоты).
KOH + H2S = KHS + H2O (гидросульфид калия, избыток кислоты)
Металлы, стоящие в ряду напряжений до водорода, способны вытеснить водород из кислоты.
Сероводород - сильный восстановитель (сера в минимальной степени окисления S 2- ). Горит в кислороде синим пламенем, реагирует с кислотами.
Качественной реакцией на сероводород является реакция с солями свинца, при котором образуется сульфид свинца.
Сернистый газ - SO2 - при нормальных условиях бесцветный газ с характерным резким запахом (запах загорающейся спички).
В промышленных условиях сернистый газ получают обжигом пирита.
В лаборатории SO2 получают реакцией сильных кислот на сульфиты. В ходе подобных реакций образуется сернистая кислота, распадающаяся на сернистый газ и воду.
Сернистый газ получается также в ходе реакций малоактивных металлов с серной кислотой.
С основными оксидами, основаниями образует соли сернистой кислоты - сульфиты.
Химически сернистый газ очень активен. Его восстановительные свойства продемонстрированы в реакциях ниже.
В присутствии сильных восстановителей SO2 способен проявлять окислительные свойства (понижать степень окисления).
Слабая, нестойкая двухосновная кислота. Существует лишь в разбавленных растворах.
Диссоциирует в водном растворе ступенчато.
В реакциях с основными оксидами, основаниями образует соли - сульфиты и гидросульфиты.
H2SO3 + KOH = H2O + KHSO3 (соотношение кислота - основание, 1:1)
С сильными восстановителями сернистая кислота принимает роль окислителя.
Как и сернистый газ, сернистая кислота и ее соли обладают выраженными восстановительными свойствами.
Является высшим оксидом серы. Бесцветная летучая жидкость с удушающим запахом. Ядовит.
В промышленности данный оксид получают, окисляя SO2 кислородом при нагревании и присутствии катализатора (оксид ванадия - Pr, V2O5).
В лабораторных условиях разложением солей серной кислоты - сульфатов.
Является кислотным оксидом, соответствует серной кислоте. При реакции с основными оксидами и основаниями образует ее соли - сульфаты и гидросульфаты. Реагирует с водой с образованием серной кислоты.
SO3 + 2KOH = K2SO4 + 2H2O (основание в избытке - средняя соль)
SO3 + KOH = KHSO4 + H2O (кислотный оксид в избытке - кислая соль)
SO3 - сильный окислитель. Чаще всего восстанавливается до SO2.
Данная статья написана Беллевичем Юрием Сергеевичем и является его интеллектуальной собственностью. Копирование, распространение (в том числе путем копирования на другие сайты и ресурсы в Интернете) или любое иное использование информации и объектов без предварительного согласия правообладателя преследуется по закону. Для получения материалов статьи и разрешения их использования, обратитесь, пожалуйста, к Беллевичу Юрию.
Пройдите тест для закрепления знаний
Элементы VIa группы по-другому называются халькогены.
Количество валентных электронов у элементов VIa группы (в основном состоянии) - два.
Сера принадлежит к числу веществ, известных человечеству испокон веков. Ещё древние греки и римляне нашли ей разнообразное применение. Куски самородной серы использовались для совершения обряда изгнания злых духов. Так, по легенде, Одиссей, возвратившись в родной дом после долгих странствий, первым делом велел окурить его серой. Много упоминаний об этом веществе встречается в Библии.
В Средние века сера занимала важное место в арсенале алхимиков. Как они считали, все металлы состоят из ртути и серы: чем меньше серы, тем благороднее металл. Практический интерес к этому веществу в Европе возрос в XIII – XIV вв., после появления пороха и огнестрельного оружия. Главным поставщиком серы была Италия.
Кристаллы природной серы
В наши дни сера используется как сырьё для производства серной кислоты, пороха, при вулканизации каучука, в органическом синтезе, а также для борьбы с вредителями сельского хозяйства. Порошок серы применяют в медицине в качестве наружного дезинфицирующего средства.
Сера образует несколько аллотропных модификаций. Устойчивая при комнатной температуре ромбическая сера представляет собой жёлтый порошок, нерастворимый в воде. При кристаллизации из хлороформа CHCl3 или из сероуглерода CS2 она выделяется в виде прозрачных кристаллов октаэдрической формы. ромбическая сера состоит из циклических молекул S8, имеющих форму короны. При 113 о С она плавится, превращаясь в жёлтую легкоподвижную жидкость. При дальнейшем нагревании расплав загустевает, так как в нем образуются цепочки. А если нагреть серу до 445 о С, она закипает. Выливая кипящую серу струйкой в холодную воду, можно получить пластическую серу – резиноподобную модификацию, состоящую из полимерных цепочек. При медленном охлаждении расплава образуются игольчатые кристаллы моноклинной серы (tпл = 119 о С). Подобно ромбической сере, эта модификация состоит из молекул S8. При комнатной температуре пластическая и моноклинная сера неустойчивы и самопроизвольно превращаются в порошок ромбической серы.
В природе сера находится как в свободном состоянии, так и в виде соединений. Важнейшие из них следующие: FeS2 – пирит; или железный (серный) колчедан, CuS – медный блеск, Ag2S – серебряный блеск, PbS – свинцовый блеск. Сера часто встречается в виде сульфатов: гипса – CaSO4 ∙2H2O; мирабилита, или глауберовой соли Na2SO4∙10H2O; горькой (английской) соли MgSO4 ∙ 7H2O и др. Сера входит в состав нефти, каменного угля, содержится в растительных и животных организмах (в составе белков).
Серу, содержащуюся в свободном состоянии (в виде включений) в горных породах, выплавляют из них в специальных аппаратах – автоклавах.
В лабораторных условиях свободную серу можно получить, например, при сливании растворов сероводородной и сернистой кислот, при неполном сгорании сероводорода:
Сера – типичный активный неметалл. Она реагирует с простыми и сложными веществами. В химических реакциях сера может быть как окислителем, так и восстановителем. Это зависит от окислительно-восстановительных свойств веществ, с которыми она реагирует. Сера проявляет свойства окислителя при взаимодействии с простыми веществами – восстановителями (металлами, водородом, некоторыми неметаллами имеющими меньшую ЭО). Восстановителем сера является по отношению к более сильным окислителям (кислороду, галогенам и кислотам – окислителям).
Взаимодействие серы с простыми веществами
Взаимодействие серы с цинком
Сера реагирует как окислитель:
--> -->Форма входа -->
--> -->Категории раздела -->
-->Логика в химии [438] |
Киберхимия [56] |
Бинарные химические соединения [841] |
--> -->Поиск -->
--> -->Мини-чат -->
--> -->Друзья сайта -->
--> -->Статистика -->
S2Cl2 – первый член ряда дихлорсульфанов SnCl2 (n достигает 100), при n =3-8 SnCl2 – оранжевые маслянистые жидкости.
Получают SnCl 2 при нагревании S 2 Cl 2 в токе водорода либо S 2 Cl 2 с H 2 S и (или) H 2 Sn .
S 2 Cl 2 – бесцветная жидкость, (Тпл = - 80 0 С, ∆Н 0 обр= - 58,2 кДж/моль, Ткип = 137,1 0 С (с разложением)).
Сера реагируют с хлором при комнатной температуре. Хлористую серу S 2 Cl 2 получают в больших масштабах прямым действием сухого хлора на избыток серы
2 S + Cl 2 = S 2 Cl 2
S 2 Cl 2 –вулканизирующий агент, его используют для синтеза хлоридов, в производстве инсектицидов. S 2 Cl 2 применяют также для хлорирования, в производстве добавок к высокоустойчивым смазочным маслам.
При действии хлора на S 2 Cl 2 получают красный дихлорид SCl 2 – (Тпл = - 78 0 С, ∆Н 0 обр= - 49.4 кДж/моль), а при дальнейшем хлорировании – тетрахлорид SCl 4 – бесцветные или бледно-желтые кристаллы при –35 0 С, (Тпл = - 31 0 С, около –15 0 С разлагается, ∆Н 0 обр= - 56,1 кДж/моль). Водой гидролизуется до SO 2 и HCl .
Двухлористая сера образуется при пропускании хлора в S 2 Cl 2 по обратимой реакции
S 2 Cl 2 + С l 2 = 2 SCl 2
В обычных условиях она медленно разлагается на хлористую серу и хлор.
Четыреххлористая сера может быть получена действием на S 2 Cl 2 жидкого хлора. Соединение это устойчиво лишь в твердом состоянии, а при плавлении распадается на SCl 2 и С l 2.
Одновалентная сера в S 2 Cl 2 окисляется хлором до двухвалентной в SCl 2 по обратимой реакции
S 2 Cl 2 + С l 2 = 2 SCl 2
В обычных условиях SCl 2 медленно разлагается на хлористую серу и хлор. Аналогичным образом четыреххлористая сера SCl 4 может быть получена действием на S 2 Cl 2 жидкого хлора
S 2 Cl 2 + С l 2 = 2 SCl 4
Соединение это устойчиво лишь в твердом состоянии, а при плавлении распадается на SCl 2 и С l 2.
Водой четыреххлористая сера разлагается с образованием SO 2 и HCl
2H2O + SCl 4 = 4 HCl + SO 2
Хлористый тионил SOCl 2 может быть получен по реакции
Он представляет собой бесцветную жидкость с резким запахом. Нагревание выше температуры кипения ведет к его распаду на SO 2, S 2 Cl 2 и Cl 2.
Взаимодействием S 4 N 4 с хлористой серой может быть получено светло-желтое твердое вещество состава S 4 N 2 Cl .
S 2 Cl 2 и SCl 2 –применяют для хлорирования, в производстве добавок к высокоустойчивым смазочным маслам, SCl 2 – для получения SF 4.
Дитиодихлорид (монохлорид серы) — маслянистая жидкость желтовато-зеленого цвета, дымящая на воздухе с резким удушливым запахом. Хорошо растворим в диэтиловом эфире, бензоле, этаноле. Гидролизуется водой.
Дитиодихлорид получают хлорированием расплавленой серы:
в качестве побочного продукта при хлорировании при избытке хлора также образуется дихлорид серы:
Сырой дитиодихлорид может быть окрашен в желтый цвет растворенной серой либо в красный — примесьюдихлорида серы.
Дитиодихлорид также является побочным продуктом в первой стадии синтеза тиофосгена хлорированиемсероуглерода [1] :
Атомы серы дитионилхлорида являются электрофильными центрами и для него характерны реакциинуклеофильного замещения хлора.
Дитиодихлорид медленно гидролизуется водой с образованием хлороводорода, диоксида серы и сероводорода, которые реагируют in situ с образованием сначала тиосернистой кислоты и затем при взаимодействии тиосернистой кислоты с диоксидом серы — нестабильных политионовых кислот:
При взаимодействии с аммиаком [2] или хлоридом аммония [3] дитиодихлорид образует тетранитрид тетрасерыкаркасной структуры:
В промышленности дитиодихлорид используется для производства дихлорида серы (и хлористого тионила, получаемого из дихлорида серы),тетрафторида серы.
Растворы серы в дитиодихлориде применяются для вулканизации каучуков в резины при низких температурах. Продукты конденсации дитиодихлорида с полиолами применяются в качестве добавок к смазочным маслам.
Дихлорид серы — неорганическое соединение серы и хлора с формулой SСl 2, тёмно-красная жидкость, реагирует с водой, термически неустойчивое. Получение
- Хлорирование серы:
- Действием на серу сульфурилхлорида:
- Хлорирование дитиодихлорида:
Физические свойства
Химические свойства
- При нагревании разлагается:
- Реагирует с водой при низкой температуре (в диэтиловом эфире):
- и при комнатной температуре:
- Реагирует с кислотами-окислителями:
- Реагирует с щелочами:
- Окисляется кислородом:
- Реагирует с хлором, образуя тетрахлорид серы:
- Реагирует с фторидами щелочных металлов:
- Реагирует с полисульфидами водорода, образуются дихлориды полисеры (при низкой температуре в растворе в четырёххлористом углероде):
Дихлориды полисеры — неорганические соединения серы и хлора с формулой S nСl 2, оранжево-красные жидкости (для n>28 — твёрдые вещества), термически неустойчивые. Получение
- Реакция дихлорида серы с полисульфидами водорода (при низкой температуре в растворе в четырёххлористом углероде):
- Реакция дитиодихлорида с полисульфидами водорода:
- Реакция дитиодихлорида с серой:
- Восстановление дитиодихлоридаводородом:
Дихлориды полисеры — оранжево-красные жидкости, для n = 20 ÷ 24 — очень вязкие жидкости, для n > 28 — твёрдые вещества. Для n Химические свойства
- При нагревании разлагается:
- Реагирует с полисульфидами водорода:
Тетрахлорид серы — неорганическое соединение серы и хлора с формулой SCl 4, бесцветные или бледно-жёлтые кристаллы при -35°С, выше -31°С — тёмно-бурая жидкость, разлагается при температуре выше -15°С. Получение
Тетрахлорид серы — бесцветные или бледно-жёлтые кристаллы при -35°С, выше -31°С — тёмно-бурая жидкость, разлагается при температуре выше -15°С.
По структуре может рассматриваться как соль SCl 3 + Cl –
Реакции, взаимодействие серы. Уравнения реакции серы с веществами.
Сера реагирует, взаимодействует с неметаллами, металлами, полуметаллами, оксидами, кислотами, солями и пр. веществами.
Реакции, взаимодействие серы с неметаллами. Уравнения реакции:
1. Реакция взаимодействия серы и водорода:
Реакция взаимодействия водорода и серы происходит с образованием сероводорода.
2. Реакция взаимодействия серы и кислорода:
Реакция взаимодействия серы и кислорода происходит с образованием оксида серы (IV). Образуется также примесь оксид серы (VI) SO3. Данная реакция представляет собой сгорание серы на воздухе.
3. Реакция взаимодействия серы и фтора:
Реакция взаимодействия серы и фтора происходит с образованием фторида серы (VI). Реакция протекает при комнатной температуре.
4. Реакция взаимодействия серы и красного фосфора:
Реакция взаимодействия красного фосфора и серы происходит с образованием нонасульфида тетрафосфора. Реакция протекает при избыточном давлении. Образуется также примесь P4S7.
Реакции, взаимодействие серы с металлами и полуметаллами. Уравнения реакции:
1. Реакция взаимодействия серы и кальция:
Ca + S → CaS (t = 150 °C).
Реакция взаимодействия кальция и серы происходит с образованием сульфида кальция.
2. Реакция взаимодействия серы и кобальта:
Co + S → CoS (t ≈ 650 °C).
Реакция взаимодействия кобальта и серы происходит с образованием сульфида кобальта. В результате реакции также образуются CoS2, Co3S4, Co9S8.
3. Реакция взаимодействия серы и калия:
2K + S → K2S (t = 100-200 °C).
Реакция взаимодействия калия и серы происходит с образованием сульфида калия.
4. Реакция взаимодействия серы и лития:
2Li + S → Li2S (t > 130 °C).
Реакция взаимодействия лития и серы происходит с образованием сульфида лития.
5. Реакция взаимодействия серы и натрия:
2Na + S → Na2S (t > 130 °C).
Реакция взаимодействия натрия и серы происходит с образованием сульфида натрия.
6. Реакция взаимодействия серы и рубидия:
2Rb + S → Rb2S (t = 100-130 °C).
Реакция взаимодействия рубидия и серы происходит с образованием сульфида рубидия.
7. Реакция взаимодействия серы и серебра:
2Ag + S → Ag2S (t > 200°C).
Реакция взаимодействия серебра и серы происходит с образованием сульфида серебра .
8. Реакция взаимодействия серы и меди:
2Cu + S → Cu2S (t = 300-400 °C).
Реакция взаимодействия меди и серы происходит с образованием сульфида меди .
9. Реакция взаимодействия серы и железа:
Fe + S → FeS (t = 600-950°C).
Реакция взаимодействия железа и серы происходит с образованием сульфида железа.
10. Реакция взаимодействия серы и цинка:
Zn + S → ZnS (t = 130 °C).
Реакция взаимодействия цинка и серы происходит с образованием сульфида цинка .
11. Реакция взаимодействия серы и таллия:
2Tl + S → Tl2S (t = 320 °C).
Реакция взаимодействия таллия и серы происходит с образованием сульфида таллия. Реакция протекает в атмосфере водорода.
Реакции, взаимодействие серы с оксидами. Уравнения реакции:
1. Реакция взаимодействия серы и оксида углерода (II):
CO + S → COS (t ≈ 350 °C).
Реакция взаимодействия оксида углерода (II) и серы происходит с образованием оксосульфида углерода . Катализатором может выступать углерод .
Реакции, взаимодействие серы с солями. Уравнения реакции:
1. Реакция взаимодействия серы и сульфита натрия:
Реакция взаимодействия сульфита натрия и серы происходит с образованием тиосульфата натрия. Реакция происходит в кипящем водном растворе.
2. Реакция взаимодействия серы и сульфида калия:
Реакция взаимодействия сульфида калия и серы происходит с образованием дисульфида калия.
3. Реакция взаимодействия серы и трисульфида гадолиния:
Реакция взаимодействия трисульфида гадолиния с серой происходит с образованием сульфида гадолиния.
4. Реакция взаимодействия серы и сульфида таллия (I):
Реакция взаимодействия сульфида таллия (I) и серы происходит с образованием трисульфида таллия (I).
5. Реакция взаимодействия серы и сульфида бора (III):
Реакция взаимодействия сульфида бора (III) с серой происходит c образованием сульфида бора (V).
6. Реакция взаимодействия серы и трисульфида диванадия:
Реакция взаимодействия трисульфида диванадия с парами серы происходит с образованием сульфида ванадия.
Реакции, взаимодействие серы с кислотами. Уравнения реакции:
С концентрированными кислотами-окислителями сера реагирует только при длительном нагревании.
Реакции, взаимодействие серы с водородсодержащими соединениями. Уравнения реакции:
1. Реакция взаимодействия серы и гидрида рубидия:
2RbH + S → Rb2S + H2S (t = 300-350 °C).
Реакция взаимодействия гидрида рубидия и серы происходит с образованием сульфида рубидия и сероводорода.
2. Реакция взаимодействия серы и йодоводорода:
Реакция взаимодействия йодоводорода и серы происходит с образованием йода и сероводорода.
3. Реакция взаимодействия серы и селеноводорода:
Реакция взаимодействия селеноводорода и серы происходит с образованием селена и сероводорода. В ходе реакции используется насыщенный раствор селеноводорода. Реакция медленно протекает при комнатной температуре.
4. Реакция взаимодействия серы и гидрида натрия:
2NaH + 2S → Na2S + H2S (t = 350-400 °C).
Реакция взаимодействия гидрида натрия и серы происходит с образованием сульфида натрия и сероводорода.
5. Реакция взаимодействия серы и гидрида лития:
2LiH + 2S → Li2S + H2S (t = 300-350 °C).
Реакция взаимодействия гидрида лития и серы происходит с образованием сульфида лития и сероводорода.
6. Реакция взаимодействия серы и гидрида калия:
Реакция взаимодействия гидрида калия и серы происходит с образованием сульфида калия и сероводорода.
Реакции, связанные с изменением молекулярного состава серы:
1. Реакция изменения молекулярного состава серы:
Читайте также: