Сера и её соединения
Проследим путь одного элемента от жёлтых кристаллов S8 до сульфидов, оксидов, серной кислоты и сульфатов.
Цели обучения: объяснять аллотропию и характерные степени окисления серы; прогнозировать реакции; различать H2S, SO2, SO3, H2SO4 и сульфат-ионы; соблюдать безопасность.
1. Сера — неметалл 16-й группы с шестью валентными электронами. Характерные степени окисления: −2, +4, +6; у простого вещества 0. При обычных условиях устойчиво неплоское кольцо S8. Ромбическая и моноклинная сера отличаются упаковкой молекул S8, а быстро охлаждённый расплав образует цепочечную пластическую серу. Это аллотропы — разные структуры одного элемента.
Сера — неметалл 16-й группы с шестью валентными электронами. Характерные степени окисления: −2, +4, +6; у простого вещества 0. При обычных условиях устойчиво неплоское кольцо S8. Ромбическая и моноклинная сера отличаются упаковкой молекул S8, а быстро охлаждённый расплав образует цепочечную пластическую серу. Это аллотропы — разные структуры одного элемента.
−2
В H2S и сульфидах металлов сера обычно имеет −2. Многие нерастворимые сульфиды обнаруживают по осадку.
+4
SO2 и сульфиты содержат серу +4. SO2 может окисляться дальше и часто является восстановителем.
+6
SO3, H2SO4 и сульфаты содержат серу +6 — высшую обычную степень окисления.
2. Цепочка превращений
- Горение серы образует диоксид серы: S + O2 → SO2.
- Дальнейшее каталитическое окисление даёт SO3: 2SO2 + O2 ⇌ 2SO3.
- SO3 — кислотный ангидрид серной кислоты; в контролируемом процессе из него получают H2SO4.