Важнейшие соединения серы

Соединения серы со степенью окисления -2.

Сероводород H₂S. Встречается в природе в водах некоторых минеральных источников, в вулканических газах, в ппопутных газах месторождения нефти. Бесцветный газ с неприятным запахом тухлых яиц, t_пл=-86^оС, t_кип=-60^оС. Ядовит. В твердом состоянии существует в трех различных модификациях. Мало растворим в воде, водный раствор H₂S - это слабая кислота. К₁=0,87^.10^-7, К₂=10^-14. Сильный восстановитель. Получают в промышленности - как побочный продукт при очистке нефти, природного и коксового газа. В лаборатории часто получают в аппарате Киппа при взаимодействии FeS c HCl. Применяют в производстве H₂SO₄, S; для получения сульфидов, сераорганических соединений; в аналитической химии для осаждения сульфидов; для приготовления лечебных, сероводородных ванн. Раздражает слизистые оболочки и дыхательные органы.

Соединения серы со степенью окисления +1.

Оксид серы (I) S₂O. Желтый газ, который может несколько часов сохраняться при комнатной температуре (в чистом и сухом сосуде) лишь под давлением не выше 40 мм. рт. ст. Молекула SO₂полярна. Сильное охлаждение переводит закись серы в оранжево-красное твердое вещество. Молекулярным кислородом при обычной температуре не кисляется, а водой легко разлагается. Более или менее легко реагирует с большинством металлов. Получают при взаимодействии SO₂ с серой.

Хлористая сера S₂Cl₂. Бесцветная жидкость, t_пл=-77^оС [1], t_кип=138^оС [1]. Получают в больших количествах прямым действием сухого хлора на избыток серы. Применяют для получения двухлористой серы.

Соединения серы со степенью окисления +2.

Серноватистая (тиосерная) кислота H₂S₂O₃. Сильная кислота (по силе близка к серной кислоте). При комнатной температуре она неустойчива и разлагается на H₂O, SO₂ и S. Молярная электропроводность при бесконечном разведении при 25^оС равна 874,4 Cм^.см²/моль [4].

Двухлористая сера SCl₂. Жидкость красного цвета, t_пл=-78^оС [1], t_кип=60^оС [1]. Молекула имеет форму равнобедренного треугольника. Получается при взаимодействии хлористой серы с хлором. В обычных условиях медленно разлагается на хлористую серу и хлор.

Соединения серы со степенью окисления +3.

Дитионистая кислота H₂S₂O₄. Неустойчива и в свободном состоянии не получена.

Соединения серы со степенью окисления +4.

Оксид серы (IV) SO₂. Бесцветный газ с удушливым запахом, легко превращаемый в жидкость, t_пл=-75^оС, t_кип=-10^оС. Ядовит. Хорошо растворим в воде. При растворении образуется полигидрат SO₂^.nH₂O кислотного характера. Получают сжиганием элементной серы или обжигом руды - пирита FeS₂. Образуется также в ряде металлургических процессов и при сжигании каменных углей, всегда содержащих некоторое количество серы. Особенно много SO₂ выделяют работающие на каменном угле электростанции. Небольшие количества SO₂ удобно получать в лаборатории из сульфитов. Применяют для производства серной кислоты, в текстильной промышленности, в качестве обесцвечивающего вещества в сахарном производстве, пищевой промышленности, для дезинфекции помещений и уничтожения паразитов на теле животных.

Сернистая кислота H₂SO₃. Двухосновная кислота средней силы. Неустойчива. В свободном состоянии не выделена. Молярная электропроводность при бесконечном разведении при 25^оС равна 843,6Cм^.см²/моль [4].

Хлористый тионил SOCl₂. Бесцветная жидкость с резким запахом. t_пл=-100^оС [1], t_кип=76^оС [1]. Является плохим растворителем типичных солей, но хорошим для многих менее полярных веществ. Взаимодействует с водой. Применяется для изготовления красителей, фармацевтических препаратов. Им удобно пользоваться для получения безводных хлоридов металлов из их кристаллогидратов.

Соединения серы со степенью окисления +6.

Оксид серы (VI) SO₃. Известен в трех модификациях: a, b, g. При конденсации паров SO₃ образуется бесцветные, прозрачные как лед кристаллы (t_пл=62^оС), это g-форма, которая при хранении переходит в b-форму, похожую на асбест (t_пл=32^оС). a-форма (t_пл=17^оС, t_кип=44,8^оС) образуется при особых условиях. Из этих трех форм наиболее высоким давлением пара обладает g-форма. Полученный серный ангидрид может быть твердым или частично жидким. Жадно соединяясь с водой, дымит на воздухе. В воде он растворяется с образованием серной кислоты. Образует соединения с водой, аммиаком или его органическими производными. Получают окислением сернистого газа.

Серная кислота H₂SO₄. Безводная серная кислота - бесцветная маслянистая жидкость, без запаха. t_пл=10^оС, t_кип=296^оС. Концентрированная серная кислота вызывает ожоги кожи. Серная кислота может быть различной чистоты и концентрации. Плотность увеличивается с концентрацией и достигает максимального значения при концентрации 98,3%, при дальнейшем повышении концентрации плотность кислоты снижается. Растворение в воде сопровождается выделением большого количества тепла и уменьшением объема. При давлении 760 мм рт. ст. все водные растворы кипят при температуре выше 100^оС, точка кипения повышается с увеличением концентрации. Мало летуча. Концентрированная серная кислота действует почти на все металлы без выделения водорода. Молярная электропроводность при бесконечном разведении при 25^оС равна 859,6 Cм^.см²/моль [4]. Для промышленного получения применяются два способа: нитрозный и контактный. Основным исходным продуктом в обоих случаях является сернистый газ. Является важнейшим химическим продуктом. Она применяется почти во всех отраслях химической промышленности и в целом ряде других отраслей народного хозяйства.

Хлористый сульфурил SO₂Cl₂. Представляет собой бесцветную жидкость с резким запахом. t_пл=-54^оС [1], t_кип=69^оС [1]. Холодная вода действует на него лишь медленно, но горячей он быстро разлагается с образованием серной и соляной кислот.

Сероводоро́д — бесцветный газ с запахом протухших куриных яиц и сладковатым вкусом. Бинарное химическое соединение водорода и серы. Химическая формула — H₂S. Плохо растворим в воде, хорошо — в этаноле. Ядовит. При больших концентрациях взаимодействует со многими металлами. Огнеопасен. Концентрационные пределы воспламенения в смеси с воздухом составляют 4,5—45 % сероводорода. Используется в химической промышленности для синтеза некоторых соединений, получения элементарной серы, серной кислоты, сульфидов. Сероводород также используют в лечебных целях, например, в сероводородных ваннах.

Нахождение в природе: в природе встречается довольно редко в составе попутных нефтяных газов, природного газа, вулканических газах, в растворённом виде в природных водах (например, в Чёрном море слои воды, расположенные глубже 150—200 м содержат растворённый сероводород). Образуется при гниении белков, только тех, которые содержат в составе серосодержащиеаминокислоты метионин и/или цистеин. Небольшое количество сероводорода содержится в кишечных газах человека и животных.

Физические свойства: Термически неустойчив (при температурах больше 400 °C разлагается на простые вещества — S и H₂). Молекуласероводорода имеет изогнутую форму, поэтому она полярна (μ = 0,34·10⁻²⁹ Кл·м). В отличие от молекул воды, атомы водорода в молекуле не образуют прочных водородных связей, поэтому сероводород является газом. Раствор сероводорода в воде — очень слабая сероводородная кислота.

Химические свойства: Собственная ионизация жидкого сероводорода ничтожно мала.

В воде сероводород мало растворим, водный раствор H₂S является очень слабой кислотой:

K _a = 6,9·10⁻⁷ моль/л; p K _a = 6,89.

Реагирует со щелочами:

(обычная соль, при избытке NaOH)

(кислая соль, при отношении 1:1)

Сероводород — сильный восстановитель.

В воздухе горит синим пламенем:

при недостатке кислорода:

(на этой реакции основан промышленный способ получения серы).

При пропускании сероводорода через человеческую кровь она чернеет, поскольку гемоглобин разрушается, и железо, входящее в его состав и придающее крови красный цвет, вступает в реакцию с сероводородом и образует чёрный сульфид железа.

Токсикология: Очень токсичен. Вдыхание воздуха с небольшим содержанием сероводорода вызывает головокружение, головную боль, тошноту, а со значительной концентрацией приводит к коме, судорогам, отёку лёгких и даже к летальному исходу. При высокой концентрации однократное вдыхание может вызвать мгновенную смерть. При вдыхании воздуха с небольшими концентрациями у человека довольно быстро возникает адаптация к неприятному запаху «тухлых яиц», и он перестаёт ощущаться. Во рту возникает сладковатый металлический привкус^[4].

При вдыхании воздуха с большой концентрацией, из-за паралича обонятельного нерва, запах сероводорода почти сразу перестаёт ощущаться.

ПРЕДЕЛЬНО ДОПУСТИМАЯ КОНЦЕНТРАЦИЯ (ПДК) ВРЕДНЫХ ВЕЩЕСТВ – это максимальная концентрация вредного вещества, которая за определенное время воздействия не влияет на здоровье человека и его потомство, а также на компоненты экосистемы и природное сообщество в целом.

ПДК сероводорода (H2S) в воздухе в рабочей зоне —10 мг/м3

, в смеси с углеводородами — 3 мг/м3.

ПДК сероводорода (H2S) в воздухе населенных мест — 0,008 мг/м3

Ощутимый запах сероводорода отмечается при концентрации

сероводорода 1,4—2,3 мг/м3, значительный запах — при 4 мг/м3, тяжелый

запах при 7—11 мг/м3.

Поиск по сайту: