Rikkivety - H2S
Rikkiyhdisteet -2, +4, +6. Laadulliset reaktiot sulfideille, sulfiiteille, sulfaateille.
Vuorovaikutusvastaanotto:
1. vety rikin kanssa t - 300 0:ssa
2. kun se vaikuttaa mineraalihappojen sulfideihin:
Na 2S + 2HCl \u003d 2 NaCl + H2S
Fyysiset ominaisuudet:
väritön kaasu, jossa on mätä munien haju, myrkyllinen, ilmaa raskaampi, liukenee veteen, muodostaa heikon rikkivetyhapon.
Kemialliset ominaisuudet
Happo-emäsominaisuudet
1. Rikkivedyn liuos vedessä - rikkivetyhappo - on heikko kaksiemäksinen happo, joten se hajoaa vaiheissa:
H 2 S ↔ HS - + H +
HS - ↔ H - + S 2-
2. Rikkivetyhapolla on happojen yleiset ominaisuudet, se reagoi metallien, emäksisten oksidien, emästen, suolojen kanssa:
H 2 S + Ca \u003d CaS + H 2
H 2 S + CaO \u003d CaS + H 2 O
H2S + 2NaOH \u003d Na2S + 2H2O
H 2 S + CuSO 4 \u003d CuS ↓ + H 2 SO 4
Kaikki happamat suolat - hydrosulfidit - ovat erittäin vesiliukoisia. Normaalit suolat - sulfidit - liukenevat veteen eri tavoin: alkali- ja maa-alkalimetallien sulfidit ovat erittäin liukenevia, muiden metallien sulfidit eivät liukene veteen ja kuparin, lyijyn, elohopean ja joidenkin muiden raskasmetallien sulfidit eivät liukene edes veteen. hapot (paitsi typpihappo)
CuS + 4HNO 3 \u003d Cu (NO 3) 2 + 3S + 2NO + 2H 2 O
Liukoiset sulfidit hydrolysoituvat - anionissa.
Na 2S ↔ 2Na + + S 2-
S 2- +HOH ↔HS - +OH -
Na 2 S + H 2 O ↔ NaHS + NaOH
Kvalitatiivinen reaktio vetysulfidihappoon ja sen liukoisiin suoloihin (eli sulfidi-ioniin S 2-) on niiden vuorovaikutus liukoisten lyijysuolojen kanssa, jolloin muodostuu musta PbS-sakka.
Na 2 S + Pb (NO 3) 2 \u003d 2NaNO 3 + PbS ↓
Pb2+ + S2- = PbS↓
Näyttää vain korjaavat ominaisuudet, tk. rikkiatomilla on alhaisin hapetusaste -2
1. hapella
a) puuttuu
2H 2S-2 + O 2 0 \u003d S 0 + 2H 2 O-2
b) ylimääräisen hapen kanssa
2H 2S + 3O 2 \u003d 2SO 2 + 2H 2O
2. halogeeneilla (bromiveden värimuutos)
H 2S -2 + Br 2 \u003d S 0 + 2HBr -1
3. kons. HNO3
H 2S + 2HNO 3 (k) \u003d S + 2NO 2 + 2H 2 O
b) vahvoilla hapettimilla (KMnO 4, K 2 CrO 4 happamassa ympäristössä)
2KMnO4 + 3H2SO4 + 5H2S \u003d 5S + 2MnSO4 + K2SO4 + 8H2O
c) vetysulfidihappoa hapettavat paitsi voimakkaat hapettavat aineet, myös heikommat, esimerkiksi rauta (III) suolat, rikkihappo jne.
2FeCl3 + H2S = 2FeCl2 + S + 2HCl
H2SO3 + 2H2S \u003d 3S + 3H2O
Kuitti
1. rikin palaminen hapessa.
2. rikkivedyn poltto ylimäärässä O 2:ta
2H 2S + 3O 2 \u003d 2SO 2 + 2H 2O
3. sulfidihapetus
2CuS + 3O 2 \u003d 2SO 2 + 2CuO
4. sulfiittien vuorovaikutus happojen kanssa
Na 2 SO 3 + H 2 SO 4 \u003d Na 2 SO 4 + SO 2 + H 2 O
5. metallien vuorovaikutus toimintosarjassa (H 2):n jälkeen konsentraation kanssa. H2SO4
Cu + 2H 2 SO 4 \u003d CuSO 4 + SO 2 + 2 H 2 O
Fyysiset ominaisuudet
Kaasu, väritön, tukahduttava palaneen rikin haju, myrkyllinen, yli 2 kertaa ilmaa raskaampi, hyvin veteen liukeneva (huoneenlämpötilassa noin 40 tilavuutta kaasua liukenee yhteen tilavuuteen).
Kemialliset ominaisuudet:
Happo-emäsominaisuudet
SO 2 on tyypillinen hapan oksidi.
1. alkalien kanssa muodostaen kahdenlaisia suoloja: sulfiitteja ja hydrosulfiitteja
2KOH + SO 2 \u003d K 2 SO 3 + H 2 O
KOH + SO 2 \u003d KHSO 3 + H 2 O
2. emäksisten oksidien kanssa
K 2 O + SO 2 \u003d K 2 SO 3
3. Veden kanssa muodostuu heikkoa rikkihappoa
H 2 O + SO 2 \u003d H 2 SO 3
Rikkihappoa on vain liuoksessa, se on heikko happo,
sillä on kaikki happojen yhteiset ominaisuudet.
4. kvalitatiivinen reaktio sulfiitti - ioni - SO 3 2 - mineraalihappojen vaikutus
Na 2 SO 3 + 2HCl \u003d 2Na 2 Cl + SO 2 + H 2 O palaneen rikin haju
redox-ominaisuudet
OVR:ssä se voi olla sekä hapetin että pelkistävä aine, koska SO 2:ssa olevan rikkiatomin välihapetusaste on +4.
Hapettavana aineena:
S02 + 2H2S = 3S + 2H2S
Restauraattorina:
2SO 2 +O 2 \u003d 2SO 3
Cl 2 + SO 2 + 2H 2 O \u003d H 2 SO 4 + 2HCl
2KMnO4 + 5SO 2 + 2H 2O \u003d K2SO4 + 2H2SO4 + 2MnSO4
Rikkioksidi (VI) SO 3 (rikkianhydridi)
Kuitti:
Rikkidioksidin hapetus
2SO 2 + O 2 = 2SO 3 ( t 0, kat)
Fyysiset ominaisuudet
Väritön neste, joka muuttuu alle 17 0 С lämpötiloissa valkoiseksi kiteiseksi massaksi. Termisesti epästabiili yhdiste, hajoaa täysin 700 0 C:ssa. Se liukenee hyvin veteen, vedettömään rikkihappoon ja reagoi sen kanssa muodostaen oleumia
SO 3 + H 2 SO 4 \u003d H 2 S 2 O 7
Kemialliset ominaisuudet
Happo-emäsominaisuudet
Tyypillinen hapan oksidi.
1. alkalien kanssa muodostaen kahdenlaisia suoloja: sulfaatteja ja hydrosulfaatteja
2KOH + SO 3 \u003d K 2 SO 4 + H 2 O
KOH + SO 3 \u003d KHSO 4 + H 2 O
2. emäksisten oksidien kanssa
CaO + SO 2 \u003d CaSO 4
3. vedellä
H 2 O + SO 3 \u003d H 2 SO 4
redox-ominaisuudet
Rikkioksidi (VI) - voimakas hapetin, yleensä pelkistetty SO 2:ksi
3SO 3 + H 2 S \u003d 4SO 2 + H 2 O
Rikkihappo H2SO4
Rikkihapon saaminen
Teollisuudessa happoa valmistetaan kosketusmenetelmällä:
1. rikkikiisupoltto
4FeS 2 + 11O 2 \u003d 2Fe 2O 3 + 8SO 2
2. SO 2:n hapetus SO 3:ksi
2SO 2 + O 2 = 2SO 3 ( t 0, kat)
3. SO 3:n liuottaminen rikkihappoon
n SO 3 + H 2 SO 4 \u003d H 2 SO 4 ∙ n SO 3 (oleum)
H2SO4∙ n SO 3 + H 2 O \u003d H 2 SO 4
Fyysiset ominaisuudet
H 2 SO 4 on raskas öljyinen neste, hajuton ja väritön, hygroskooppinen. Sekoittuu veteen missä tahansa suhteessa, kun väkevää rikkihappoa liuotetaan veteen, vapautuu suuri määrä lämpöä, joten se on kaadettava varovasti veteen, eikä päinvastoin (ensin vesi, sitten happo, muuten tapahtuu suuria ongelmia)
Rikkihapon vesiliuosta, jonka H 2 SO 4 -pitoisuus on alle 70 %, kutsutaan yleensä laimeaksi rikkihapoksi, yli 70 % on konsentroitua.
Kemialliset ominaisuudet
Happo-emäs
Laimealla rikkihapolla on kaikki vahvojen happojen tunnusomaiset ominaisuudet. Dissosioituu vesiliuoksessa:
H 2 SO 4 ↔ 2H + + SO 4 2-
1. emäksisten oksidien kanssa
MgO + H 2 SO 4 \u003d MgSO 4 + H 2 O
2. alustalla
2NaOH + H 2 SO 4 \u003d Na 2 SO 4 + 2H 2 O
3. suolojen kanssa
BaCl 2 + H 2 SO 4 \u003d BaSO 4 ↓ + 2HCl
Ba 2+ + SO 4 2- = BaSO 4 ↓ (valkoinen sakka)
Laadullinen reaktio sulfaatti-ionille SO 4 2-
Muihin happoihin verrattuna korkeamman kiehumispisteen ansiosta rikkihappo syrjäyttää ne suoloista kuumennettaessa:
NaCl + H2SO4 \u003d HCl + NaHS04
redox-ominaisuudet
Laimeassa H 2 SO 4:ssä hapettavat aineet ovat H + -ioneja ja väkevässä H 2 SO 4 - sulfaatti-ioneissa SO 4 2
Laimeassa rikkihapossa metallit, jotka ovat aktiivisuusjärjestyksessä vetyä, liukenevat, kun taas sulfaatteja muodostuu ja vetyä vapautuu
Zn + H 2 SO 4 \u003d ZnSO 4 + H 2
Väkevä rikkihappo on voimakas hapetin, erityisesti kuumennettaessa. Se hapettaa monia metalleja, ei-metalleja, epäorgaanisia ja orgaanisia aineita.
H 2 SO 4 (to) hapetin S +6
Aktiivisempien metallien avulla rikkihappo voidaan pitoisuudesta riippuen pelkistää useiksi tuotteiksi.
Zn + 2H 2SO 4 \u003d ZnSO 4 + SO 2 + 2H 2 O
3Zn + 4H2SO4 = 3ZnSO4 + S + 4H2O
4Zn + 5H2SO4 = 4ZnSO4 + H2S + 4H2O
Väkevä rikkihappo hapettaa joitain epämetalleja (rikkiä, hiiltä, fosforia jne.) pelkistäen rikkioksidiksi (IV)
S + 2H 2SO 4 \u003d 3SO 2 + 2H 2 O
C + 2H 2SO 4 \u003d 2SO 2 + CO 2 + 2H 2 O
Vuorovaikutus joidenkin monimutkaisten aineiden kanssa
H 2 SO 4 + 8HI \u003d 4I 2 + H 2 S + 4 H 2 O
H 2 SO 4 + 2 HBr \u003d Br 2 + SO 2 + 2 H 2 O
Rikkihapon suolat
2 tyyppiä suoloja: sulfaatit ja hydrosulfaatit
Rikkihapon suoloilla on kaikki suolojen yhteiset ominaisuudet. Niiden suhde lämmitykseen on erityinen. Aktiivisten metallien sulfaatit (Na, K, Ba) eivät hajoa edes yli 1000 0 C kuumennettaessa, vähemmän aktiivisten metallien suolat (Al, Fe, Cu) hajoavat jo lievälläkin kuumennuksella
Redox-prosesseissa rikkidioksidi voi olla sekä hapetin että pelkistävä aine, koska tämän yhdisteen atomin hapetusaste on +4.
Kuinka hapettava aine SO 2 reagoi vahvempien pelkistimien kanssa, esimerkiksi:
SO 2 + 2H 2 S \u003d 3S ↓ + 2H 2 O
Kuinka pelkistävä aine SO 2 reagoi vahvempien hapettimien kanssa, esimerkiksi kanssa katalyytin läsnä ollessa, kanssa jne.:
2SO 2 + O 2 \u003d 2SO 3
SO 2 + Cl 2 + 2H 2 O \u003d H 2 SO 3 + 2HCl
Kuitti
1) Rikkidioksidia muodostuu rikin palamisen aikana:
2) Teollisuudessa sitä saadaan polttamalla rikkikiisua:
3) Laboratoriossa rikkidioksidia voidaan saada:
Cu + 2H 2 SO 4 \u003d CuSO 4 + SO 2 + 2 H 2 O
Sovellus
Rikkidioksidia käytetään laajalti tekstiiliteollisuudessa erilaisten tuotteiden valkaisuun. Lisäksi sitä käytetään maataloudessa tuhoamaan haitallisia mikro-organismeja kasvihuoneissa ja kellareissa. Suuria määriä SO 2:ta käytetään rikkihapon valmistukseen.
rikkioksidi (VI) – NIIN 3 (rikkianhydridi)
Rikkihappoanhydridi SO 3 on väritön neste, joka muuttuu alle 17 °C:n lämpötiloissa valkoiseksi kiteiseksi massaksi. Se imee kosteutta erittäin hyvin (hygroskooppinen).
Kemialliset ominaisuudet
Happo-emäsominaisuudet
Kuinka tyypillinen happooksidirikkianhydridi vuorovaikuttaa:
SO 3 + CaO = CaSO 4
c) vedellä:
SO 3 + H 2 O \u003d H 2 SO 4
SO 3:n erityinen ominaisuus on sen kyky liueta hyvin rikkihappoon. SO 3 -liuosta rikkihapossa kutsutaan oleumiksi.
Oleumin muodostuminen: H 2 SO 4 + n SO 3 \u003d H 2 SO 4 ∙ n SO 3
redox-ominaisuudet
Rikkioksidille (VI) on ominaista voimakkaat hapettavat ominaisuudet (yleensä pelkistetty SO 2:ksi):
3SO 3 + H 2 S \u003d 4SO 2 + H 2 O
Hakeminen ja käyttö
Rikkihappoanhydridiä muodostuu rikkidioksidin hapettumisen aikana:
2SO 2 + O 2 \u003d 2SO 3
Puhtaassa muodossaan rikkihapon anhydridillä ei ole käytännön arvoa. Sitä saadaan välituotteena rikkihapon tuotannossa.
H2SO4
Rikkihappo mainitaan ensimmäisen kerran arabien ja eurooppalaisten alkemistien keskuudessa. Se saatiin kalsinoimalla rautasulfaattia (FeSO 4 ∙ 7H 2 O) ilmassa: 2FeSO 4 \u003d Fe 2 O 3 + SO 3 + SO 2 tai seoksessa: 6KNO 3 + 5S \u003d 3K 2 SO 4 + 2 + 3N 2, ja vapautuneet rikkihappoanhydridihöyryt kondensoitiin. Imeytyessään kosteudesta ne muuttuivat oleumiksi. Valmistusmenetelmästä riippuen H2SO4:a kutsuttiin vitrioliöljyksi tai rikkiöljyksi. Vuonna 1595 alkemisti Andreas Libavius määritti molempien aineiden identiteetin.
Pitkään aikaan vitrioliöljyä ei käytetty laajalti. Kiinnostus sitä kohtaan kasvoi suuresti 1700-luvun jälkeen. Indigokarmiini, vakaa sininen väriaine, löydettiin. Ensimmäinen rikkihapon tuotantotehdas perustettiin Lontoon lähelle vuonna 1736. Prosessi suoritettiin lyijykammioissa, joiden pohjalle kaadettiin vettä. Kammion yläosassa poltettiin sulatettua salpeterin ja rikin seosta, jonka jälkeen sinne päästettiin ilmaa. Toimenpide toistettiin, kunnes vaaditun pitoisuuden omaava happo muodostui säiliön pohjalle.
1800-luvulla menetelmää parannettiin: salpeterin sijasta käytettiin typpihappoa (se antaa, kun se hajoaa kammiossa). Typpipitoisten kaasujen palauttamiseksi järjestelmään suunniteltiin erityisiä torneja, jotka antoivat koko prosessille nimen - torniprosessi. Tornimenetelmällä toimivia tehtaita on edelleen olemassa.
Rikkihappo on raskas öljyinen neste, väritön ja hajuton, hygroskooppinen; liukenee hyvin veteen. Kun väkevää rikkihappoa liuotetaan veteen, vapautuu suuri määrä lämpöä, joten se on kaadettava varovasti veteen (eikä päinvastoin!) Ja sekoita liuos.
Rikkihapon vesiliuosta, jonka H2SO4-pitoisuus on alle 70 %, kutsutaan yleensä laimeaksi rikkihapoksi ja yli 70 % liuosta väkeväksi rikkihapoksi.
Kemialliset ominaisuudet
Happo-emäsominaisuudet
Laimealla rikkihapolla on kaikki vahvojen happojen tunnusomaiset ominaisuudet. Hän reagoi:
H 2 SO 4 + NaOH \u003d Na 2 SO 4 + 2 H 2 O
H 2 SO 4 + BaCl 2 \u003d BaSO 4 ↓ + 2HCl
Ba 2+ -ionien vuorovaikutusprosessi sulfaatti-ionien SO 4 2+ kanssa johtaa valkoisen liukenemattoman BaSO 4 -sakan muodostumiseen. Tämä on laadullinen reaktio sulfaatti-ionille.
Redox-ominaisuudet
Laimeassa H 2 SO 4 :ssä H+ -ionit ovat hapettavia aineita ja väkevässä H 2 SO 4 -sulfaatti-ionit ovat SO 4 2+. SO 4 2+ -ionit ovat vahvempia hapettimia kuin H + -ionit (katso kaavio). 
AT laimeaa rikkihappoa liuottaa metalleja, jotka ovat sähkökemiallisessa jännitesarjassa vedylle. Tässä tapauksessa metallisulfaatteja muodostuu ja vapautuu:
Zn + H 2 SO 4 \u003d ZnSO 4 + H 2
Metallit, jotka ovat sähkökemiallisessa jännitesarjassa vedyn jälkeen, eivät reagoi laimean rikkihapon kanssa:
Cu + H2SO4 ≠
väkevää rikkihappoa on voimakas hapetin, erityisesti kuumennettaessa. Se hapettaa monia ja joitain orgaanisia aineita.
Kun väkevä rikkihappo on vuorovaikutuksessa metallien kanssa, jotka ovat sähkökemiallisessa jännitesarjassa vedyn jälkeen (Cu, Ag, Hg), muodostuu metallisulfaatteja sekä rikkihapon pelkistyksen tuote - SO 2.
Rikkihapon reaktio sinkin kanssa Aktiivisempien metallien (Zn, Al, Mg) avulla väkevä rikkihappo voidaan pelkistää vapaaksi. Esimerkiksi rikkihapon kanssa vuorovaikutuksessa happopitoisuudesta riippuen voi muodostua samanaikaisesti erilaisia rikkihapon pelkistystuotteita - SO 2, S, H 2 S:
Zn + 2H 2SO 4 \u003d ZnSO 4 + SO 2 + 2H 2 O
3Zn + 4H 2SO 4 = 3ZnSO 4 + S↓ + 4H 2 O
4Zn + 5H2SO4 = 4ZnSO4 + H2S + 4H2O
Pakkasessa väkevä rikkihappo passivoi esimerkiksi joitain metalleja, ja siksi se kuljetetaan rautasäiliöissä:
Fe + H2SO4 ≠
Väkevä rikkihappo hapettaa joitain epämetalleja (esim.) ja palautuu rikkioksidiksi (IV) SO 2:ksi:
S + 2H 2SO 4 \u003d 3SO 2 + 2H 2 O
C + 2H 2SO 4 \u003d 2SO 2 + CO 2 + 2H 2 O
Hakeminen ja käyttö
Teollisuudessa rikkihappoa saadaan kosketuksella. Hankintaprosessi tapahtuu kolmessa vaiheessa:
- SO 2:n saaminen paahtamalla rikkikiisua:
4FeS 2 + 11O 2 = 2Fe 2O 3 + 8SO 2
- S02:n hapetus SO 3:ksi katalyytin - vanadiini(V)oksidin - läsnä ollessa:
2SO 2 + O 2 \u003d 2SO 3
- SO 3:n liukeneminen rikkihappoon:
H2SO4+ n SO 3 \u003d H 2 SO 4 ∙ n SO 3
Tuloksena oleva oleum kuljetetaan rautasäiliöissä. Tarvittavan pitoisuuden rikkihappoa saadaan oleumista kaatamalla se veteen. Tämä voidaan ilmaista kaaviolla:
H2SO4∙ n SO 3 + H 2 O \u003d H 2 SO 4
Rikkihapolla on useita käyttökohteita kansantalouden eri aloilla. Sitä käytetään kaasujen kuivaamiseen, muiden happojen valmistukseen, lannoitteiden, erilaisten väriaineiden ja lääkkeiden valmistukseen.
Rikkihapon suolat
Useimmat sulfaatit liukenevat hyvin veteen (heikosti liukeneva CaSO 4, vielä vähemmän PbSO 4 ja käytännössä liukenematon BaSO 4). Joitakin kiteytysvettä sisältäviä sulfaatteja kutsutaan vitrioliksi:
CuSO 4 ∙ 5H 2 O kuparisulfaatti
FeSO 4 ∙ 7H 2 O rauta(II)sulfaatti
Rikkihapon suoloissa on kaikkea. Niiden suhde lämmitykseen on erityinen.
Aktiivisten metallien sulfaatit ( , ) eivät hajoa edes 1000 °C:ssa, kun taas muut (Cu, Al, Fe) - hajoavat lievässä kuumentuessaan metallioksidiksi ja SO 3:ksi:
CuSO 4 \u003d CuO + SO 3
Ladata:
Lataa ilmainen abstrakti aiheesta: "Rikkihapon valmistus kontaktimenetelmällä"
Voit ladata esseitä muista aiheista
*levyn kuvassa on valokuva kuparisulfaatista
4.doc
Rikki. Rikkivety, sulfidit, vetysulfidit. Rikki (IV) ja (VI) oksidit. Rikki- ja rikkihapot ja niiden suolat. Rikkihapon esterit. Natriumtiosulfaatti
4.1. Rikki
Rikki on yksi harvoista kemiallisista alkuaineista, joita ihmiset ovat käyttäneet useiden vuosituhansien ajan. Se on laajalle levinnyt luonnossa ja esiintyy sekä vapaassa tilassa (natiivi rikki) että yhdisteissä. Rikkiä sisältävät mineraalit voidaan jakaa kahteen ryhmään - sulfidit (pyriitit, kiilteet, sekoitukset) ja sulfaatit. Alkuperäistä rikkiä löytyy suuria määriä Italiassa (Sisilian saari) ja Yhdysvalloissa. IVY-maissa alkuperäistä rikkiä on Volgan alueella, Keski-Aasian osavaltioissa, Krimillä ja muilla alueilla.
Ensimmäisen ryhmän mineraaleja ovat lyijykiilto PbS, kuparikiilto Cu 2 S, hopeakiilto - Ag 2 S, sinkkiseos - ZnS, kadmiumseos - CdS, rikkikiisu tai rautapyriitti - FeS 2, kalkopyriitti - CuFeS 2, kinnaari - HgS .
Toisen ryhmän mineraaleja ovat kipsi CaSO 4 2H 2 O, mirabiliitti (Glauberin suola) - Na 2 SO 4 10H 2 O, ki-seriitti - MgSO 4 H 2 O.
Rikkiä löytyy eläinten ja kasvien organismeista, koska se on osa proteiinimolekyylejä. Orgaanisia rikkiyhdisteitä löytyy öljystä.
Kuitti
1. Kun rikkiä saadaan luonnollisista yhdisteistä, esimerkiksi rikkipyriitistä, se kuumennetaan korkeisiin lämpötiloihin. Rikkipyriitti hajoaa muodostamalla rauta(II)sulfidia ja rikkiä:
2. Rikkiä voidaan saada hapettamalla rikkivetyä hapen puutteella reaktion mukaisesti:
2H 2S + O 2 \u003d 2S + 2H 2O
3. Tällä hetkellä on yleistä saada rikkiä pelkistämällä rikkidioksidi SO 2 - sivutuote metallien sulatuksessa rikkimalmeista:
SO 2 + C \u003d CO 2 + S
4. Metallurgisten ja koksausuunien poistokaasut sisältävät rikkidioksidin ja rikkivedyn seoksen. Tämä seos johdetaan korkeassa lämpötilassa katalyytin yli:
H 2S + SO 2 \u003d 2H 2O + 3S
^ Fyysiset ominaisuudet
Rikki on kova hauras sitruunankeltainen aine. Se on käytännössä liukenematon veteen, mutta liukenee hyvin hiilidisulfidiin CS 2 aniliiniin ja joihinkin muihin liuottimiin.
Huono lämmön- ja sähkönjohdin. Rikki muodostaa useita allotrooppisia modifikaatioita:
1 . ^ Rombinen rikki (vakain), kiteet ovat oktaedrin muotoisia.
Kun rikkiä kuumennetaan, sen väri ja viskositeetti muuttuvat: ensin muodostuu vaaleankeltaista ja sitten lämpötilan noustessa se tummuu ja muuttuu niin viskoosiksi, ettei se valu ulos koeputkesta, edelleen kuumennettaessa viskositeetti laskee uudelleen, ja 444,6 °C:ssa rikki kiehuu.
2. ^ Monokliininen rikki - modifikaatio tummankeltaisten neulan muotoisten kiteiden muodossa, saatu sulan rikin hitaasti jäähdyttämällä.
3. Muovinen rikki Se muodostuu, kun kiehuvaksi kuumennettu rikki kaadetaan kylmään veteen. Venyy helposti kuin kumi (katso kuva 19).
Luonnon rikki koostuu neljän stabiilin isotoopin seoksesta: 32 16 S, 33 16 S, 34 16 S, 36 16 S.
^ Kemialliset ominaisuudet
Rikkiatomi, jolla on epätäydellinen ulkoinen energiataso, voi kiinnittää kaksi elektronia ja näyttää asteen
Hapetus -2. Rikki osoittaa tämän hapettumisasteen yhdisteissä metallien ja vedyn kanssa (Na 2 S, H 2 S). Kun elektroneja annetaan tai vedetään elektronegatiivisemman alkuaineen atomille, rikin hapetusaste voi olla +2, +4, +6.
Kylmässä rikki on suhteellisen inerttiä, mutta lämpötilan noustessa sen reaktiivisuus kasvaa. 1. Metallien kanssa rikillä on hapettavia ominaisuuksia. Näiden reaktioiden aikana muodostuu sulfideja (ei reagoi kullan, platinan ja iridiumin kanssa): Fe + S = FeS
2. Normaaleissa olosuhteissa rikki ei ole vuorovaikutuksessa vedyn kanssa, ja 150-200 °C:ssa tapahtuu palautuva reaktio:
3. Reaktioissa metallien ja vedyn kanssa rikki käyttäytyy kuin tyypillinen hapetin, ja voimakkaiden hapettimien läsnä ollessa sillä on pelkistäviä ominaisuuksia.
S + 3F 2 \u003d SF 6 (ei reagoi jodin kanssa)
4. Rikin palaminen hapessa tapahtuu 280°C:ssa ja ilmassa 360°C:ssa. Tämä muodostaa SO 2:n ja SO 3:n seoksen:
S + O 2 \u003d SO 2 2S + 3O 2 \u003d 2SO 3
5. Kun lämmitetään ilman pääsyä ilmaan, rikki yhdistyy suoraan fosforin, hiilen kanssa, osoittaen hapettavia ominaisuuksia:
2P + 3S \u003d P 2 S 3 2S + C \u003d CS 2
6. Kun rikki on vuorovaikutuksessa monimutkaisten aineiden kanssa, se toimii pääasiassa pelkistimenä:
7. Rikki kykenee disproportionaatioreaktioihin. Joten, kun rikkijauhetta keitetään alkalien kanssa, muodostuu sulfiitteja ja sulfideja:
Sovellus
Rikkiä käytetään laajasti teollisuudessa ja maataloudessa. Noin puolet sen tuotannosta käytetään rikkihapon valmistukseen. Rikkiä käytetään kumin vulkanointiin, mikä muuttaa kumin kumiksi.
Rikkivärisenä (hienojauheena) rikkiä käytetään viinitarhan ja puuvillan sairauksien torjuntaan. Sitä käytetään ruudin, tulitikkujen ja valaisevien koostumusten saamiseksi. Lääketieteessä rikkivoiteita valmistetaan ihosairauksien hoitoon.
4.2. Rikkivety, sulfidit, vetysulfidit
Rikkivety on analoginen veden kanssa. Sen elektroninen kaava
Osoittaa, että kaksi rikkiatomin ulkotason p-elektronia osallistuu H-S-H-sidosten muodostumiseen. H2S-molekyylillä on kulmikas muoto, joten se on polaarinen.
^ Luonnossa oleminen
Rikkivetyä esiintyy luonnossa vulkaanisissa kaasuissa ja joidenkin mineraalilähteiden, kuten Pyatigorsk, Matsesta, vesissä. Se muodostuu erilaisten eläin- ja kasvijäänteiden rikkipitoisten orgaanisten aineiden hajoamisen aikana. Tämä selittää jäteveden, jätevesialtaiden ja kaatopaikkojen tyypillisen epämiellyttävän hajun.
Kuitti
1. Rikkivetyä voidaan saada yhdistämällä rikki suoraan veteen kuumennettaessa:
2. Mutta yleensä se saadaan vaikuttamalla laimealla kloorivetyhapolla tai rikkihapolla rauta(III)sulfidiin:
2HCl+FeS=FeCl 2 +H 2 S 2H + +FeS=Fe 2+ +H 2 S Tämä reaktio suoritetaan usein Kipp-laitteistossa.
^ Fyysiset ominaisuudet
Normaaleissa olosuhteissa rikkivety on väritön kaasu, jolla on voimakas mätämunan haju. Erittäin myrkyllinen, hengitettynä se sitoutuu hemoglobiiniin aiheuttaen halvauksen, mikä ei ole harvinaista.
Ko johtaa kuolemaan. Vähemmän vaarallinen pieninä pitoisuuksina. Sitä on käsiteltävä vetokaapissa tai hermeettisesti suljetuissa laitteissa. Sallittu H 2 S -pitoisuus teollisuustiloissa on 0,01 mg/1 litra ilmaa.
Rikkivety liukenee suhteellisen hyvin veteen (20°C:ssa 2,5 tilavuutta rikkivetyä liukenee 1 tilavuuteen vettä).
Rikkivetyä vedessä kutsutaan rikkivetyvedeksi tai vetysulfidihapoksi (sillä on heikon hapon ominaisuuksia).
^ Kemialliset ominaisuudet
1, Voimakkaalla lämmityksellä rikkivety hajoaa lähes kokonaan rikin ja vedyn muodostuessa.
2. Kaasumainen rikkivety palaa ilmassa sinisellä liekillä muodostaen rikkioksidia (IV) ja vettä:
2H 2S + 3O 2 \u003d 2SO 2 + 2H 2O
Hapen puutteessa muodostuu rikkiä ja vettä: 2H 2 S + O 2 \u003d 2S + 2H 2 O
3. Rikkivety on melko vahva pelkistävä aine. Tämä sen tärkeä kemiallinen ominaisuus voidaan selittää seuraavasti. H 2 S -liuoksessa on suhteellisen helppoa luovuttaa elektroneja ilman happimolekyyleille:
Samaan aikaan ilman happi hapettaa rikkivedyn rikiksi, mikä tekee rikkivetyvedestä sameaa:
2H 2S + O 2 \u003d 2S + 2H 2O
Tämä selittää myös sen, että rikkivetyä ei kerry luonnossa kovin suuria määriä orgaanisten aineiden hajoamisen aikana - ilmakehän happi hapettaa sen vapaaksi rikiksi.
4, Rikkivety reagoi voimakkaasti halogeeniliuosten kanssa, esimerkiksi:
H 2 S+I 2 =2HI+S Rikkiä vapautuu ja jodiliuos värjäytyy.
5. Erilaiset hapettimet reagoivat voimakkaasti rikkivedyn kanssa: typpihapon vaikutuksesta muodostuu vapaata rikkiä.
6. Rikkivetyliuoksella on hapan reaktio dissosiaatioiden vuoksi:
H 2 SH + +HS - HS - H + +S -2
Yleensä ensimmäinen vaihe hallitsee. Se on erittäin heikko happo: heikompi kuin hiilihappo, joka yleensä syrjäyttää H 2 S:n sulfideista.
Sulfidit ja hydrosulfidit
Kaksiemäksisenä rikkivetyhappo muodostaa kaksi suolasarjaa:
Elatusaine - sulfidit (Na2S);
Happamat - hydrosulfidit (NaHS).
Näitä suoloja voidaan saada: - hydroksidien vuorovaikutuksella rikkivedyn kanssa: 2NaOH + H 2S = Na 2 S + 2H 2 O
Rikin suoralla vuorovaikutuksella metallien kanssa:
Suolojen vaihtoreaktio H2S:n kanssa tai suolojen välillä:
Pb(NO 3) 2 + Na 2 S \u003d PbS + 2NaNO 3
CuSO 4 +H 2S=CuS+H2SO4Cu 2+ +H2S=CuS+2H+
Melkein kaikki hydrosulfidit liukenevat hyvin veteen.
Alkali- ja maa-alkalimetallien sulfidit ovat myös helposti veteen liukenevia, värittömiä.
Raskasmetallisulfidit ovat käytännössä liukenemattomia tai heikosti liukenevia veteen (FeS, MnS, ZnS); osa niistä ei liukene laimeisiin happoihin (CuS, PbS, HgS).
Heikon hapon suoloina vesiliuoksissa olevat sulfidit hydrolysoituvat voimakkaasti. Esimerkiksi alkalimetallisulfideilla, kun ne liuotetaan veteen, on alkalinen reaktio:
Na 2 S+HOHNaHS+NaOH
Kaikki sulfidit, kuten itse rikkivety, ovat energisiä pelkistimiä:
3PbS -2 + 8HN +5 O 3 (razb.) \u003d 3PbS +6 O 4 + 4H 2 O + 8N +2 O
Joillakin sulfideilla on tyypillinen väri: CuS ja PbS - musta, CdS - keltainen, ZnS - valkoinen, MnS - vaaleanpunainen, SnS - ruskea, Al 2 S 3 - oranssi. Kationien kvalitatiivinen analyysi perustuu sulfidien erilaiseen liukoisuuteen ja monien eri väreihin.
^ 4.3. Rikki(IV)oksidi ja rikkihappo
Rikkioksidi (IV) tai rikkidioksidi, normaaliolosuhteissa, väritön kaasu, jolla on pistävä tukahduttava haju. Jäähdytettynä -10°C:een se nesteytyy värittömäksi nesteeksi.
Kuitti
1. Rikkioksidia (IV) saadaan laboratorio-olosuhteissa rikkihapon suoloista voimakkaiden happojen vaikutuksesta niihin:
Na 2 SO 3 + H 2 SO 4 \u003d Na 2 SO 4 + S0 2 + H 2 O 2NaHSO 3 + H 2 SO 4 \u003d Na 2 SO 4 + 2SO 2 + 2H 2 O 2HSO + 2HSO + 3 + \u003d 2SO 2 +2H 2 O
2. Rikkidioksidia muodostuu myös väkevän rikkihapon vuorovaikutuksessa, kun sitä kuumennetaan matala-aktiivisten metallien kanssa:
Cu + 2H 2 SO 4 \u003d CuSO 4 + SO 2 + 2H 2 O
Cu + 4Н + + 2SO 2-4 \u003d Cu 2+ + SO 2-4 + SO 2 + 2H 2 O
3. Rikkioksidia (IV) muodostuu myös, kun rikki poltetaan ilmassa tai hapessa:
4. Teollisissa olosuhteissa SO 2 saadaan paahtamalla rikkikiisua FeS 2 tai ei-rautametallien rikkipitoisia malmeja (sinkkiseos ZnS, lyijykiilto PbS jne.):
4FeS 2 + 11O 2 \u003d 2Fe 2O 3 + 8SO 2
SO 2 -molekyylin rakennekaava:
Neljä rikkielektronia ja neljä elektronia kahdesta happiatomista osallistuvat sidosten muodostumiseen SO 2 -molekyylissä. Sidoselektroniparien ja jaetun rikin elektroniparin keskinäinen hylkiminen antaa molekyylille kulmikkaan muodon.
Kemialliset ominaisuudet
1. Rikkioksidilla (IV) on kaikki happamien oksidien ominaisuudet:
Vuorovaikutus veden kanssa
Vuorovaikutus alkalien kanssa,
Vuorovaikutus emäksisten oksidien kanssa.
2. Rikkioksidille (IV) on ominaista pelkistävät ominaisuudet:
S +4 O 2 +O 0 2 2S +6 O -2 3 (katalysaattorin läsnä ollessa, kuumennettaessa)
Mutta voimakkaiden pelkistysaineiden läsnä ollessa SO 2 käyttäytyy kuin hapettava aine:
Rikkioksidin (IV) redox-kaksoisisuus selittyy sillä, että rikin hapetusaste on +4 ja siksi se voidaan 2 elektronia antaen hapettua S +6:ksi ja vastaanottaessaan 4 elektronia pelkistää. S °. Näiden tai muiden ominaisuuksien ilmeneminen riippuu reagoivan komponentin luonteesta.
Rikkioksidi (IV) liukenee hyvin veteen (40 tilavuutta SO 2:ta liukenee 1 tilavuuteen 20 °C:ssa). Tässä tapauksessa rikkihappoa on vain vesiliuoksessa:
SO 2 + H 2 OH 2 SO 3
Reaktio on palautuva. Vesiliuoksessa rikkioksidi (IV) ja rikkihappo ovat kemiallisessa tasapainossa, jota voidaan siirtää. Sidotessaan H2SO3:a (hapon neutralointi
Sinä) reaktio etenee kohti rikkihapon muodostumista; poistettaessa S02 (puhallus typpiliuoksen läpi tai kuumentamalla) reaktio etenee kohti lähtöaineita. Rikkihapon liuoksessa on aina rikkioksidia (IV), joka antaa sille pistävän hajun.
Rikkihapolla on kaikki happojen ominaisuudet. Ratkaisussa se dissosioituu vaiheittain:
H 2 SO 3 H + + HSO - 3 HSO - 3 H + + SO 2- 3
Termisesti epävakaa, haihtuva. Rikkihappo, kaksiemäksisenä happona, muodostaa kahdenlaisia suoloja:
Väliaine - sulfiitit (Na2S03);
Happamat - hydrosulfiitit (NaHSO 3).
Sulfiitteja muodostuu, kun happo neutraloidaan kokonaan alkalilla:
H 2 SO 3 + 2 NaOH \u003d Na 2 SO 3 + 2 H 2 O
Hydrosulfiitteja saadaan ilman alkalin puutetta:
H 2 SO 3 + NaOH \u003d NaHS0 3 + H 2 O
Rikkihapolla ja sen suoloilla on sekä hapettavia että pelkistäviä ominaisuuksia, jotka määräytyvät reaktiopartnerin luonteen mukaan.
1. Joten hapen vaikutuksesta sulfiitit hapetetaan sulfaatiksi:
2Na 2S +4 O 3 + O 0 2 \u003d 2Na 2 S + 6 O -2 4
Rikkihapon hapetus bromilla ja kaliumpermanganaatilla etenee vielä helpommin:
5H 2S + 4 O 3 + 2 KMn + 7 O 4 \u003d 2H 2 S + 6 O 4 + 2 Mn + 2 S + 6 O 4 + K 2 S + 6 O 4 + 3 H 2 O
2. Energisempien pelkistysaineiden läsnä ollessa sulfiteilla on hapettavia ominaisuuksia:
Rikkihapon suolat liuottavat lähes kaikki alkalimetallien vetysulfiitit ja sulfiitit.
3. Koska H 2 SO 3 on heikko happo, happojen vaikutuksesta sulfiitteihin ja hydrosulfiitteihin vapautuu SO 2:ta. Tätä menetelmää käytetään yleensä SO 2:n saamiseksi laboratorio-olosuhteissa:
NaHSO 3 + H 2 SO 4 \u003d Na 2 SO 4 + SO 2 + H 2 O
4. Vesiliukoiset sulfiitit hydrolysoituvat helposti, minkä seurauksena OH - - ionien pitoisuus liuoksessa kasvaa:
Na 2 SO 3 + NOHNaHSO 3 + NaOH
Sovellus
Rikkioksidi (IV) ja rikkihappo poistavat värin monista väriaineista muodostaen värittömiä yhdisteitä niiden kanssa. Jälkimmäinen voi hajota uudelleen kuumennettaessa tai valossa, minkä seurauksena väri palautuu. Siksi SO 2:n ja H 2 SO 3:n valkaisuvaikutus eroaa kloorin valkaisuvaikutuksesta. Yleensä rikki (IV) rxide valkaisee villaa, silkkiä ja olkia.
Rikkioksidi (IV) tappaa monia mikro-organismeja. Siksi homesienten tuhoamiseksi ne kaasuttavat kosteat kellarit, kellarit, viinitynnyrit jne. Sitä käytetään myös hedelmien ja marjojen kuljetuksessa ja varastoinnissa. Suuria määriä rikkioksidia IV) käytetään rikkihapon valmistukseen.
Tärkeä käyttökohde on kalsiumhydrosulfiitti CaHSO 3 (sulfiittiliuos), jota käytetään puun ja paperimassan käsittelyyn.
^ 4.4 Rikki(VI)oksidi. Rikkihappo
Rikkioksidi (VI) (katso taulukko 20) on väritön neste, joka jähmettyy 16,8 °C:n lämpötilassa kiinteäksi kiteiseksi massaksi. Se imee kosteutta erittäin voimakkaasti muodostaen rikkihappoa: SO 3 + H 2 O \u003d H 2 SO 4
Taulukko 20. Rikkioksidien ominaisuudet
Rikkioksidien (VI) liukenemiseen veteen liittyy huomattavan määrän lämpöä vapautumista.
Rikkioksidi (VI) liukenee hyvin väkevään rikkihappoon. SO3:n liuosta vedettömässä hapossa kutsutaan oleumiksi. Oleumit voivat sisältää jopa 70 % SO 3 .
Kuitti
1. Rikkioksidia (VI) valmistetaan hapettamalla rikkidioksidia ilmakehän hapella katalyyttien läsnä ollessa 450 °C:n lämpötilassa (katso. rikkihapon saaminen):
2SO 2 +O 2 \u003d 2SO 3
2. Toinen tapa hapettaa SO 2 SO 3:ksi on käyttää typpioksidia (IV) hapettimena:
Tuloksena oleva typpioksidi (II) muuttuu vuorovaikutuksessa ilmakehän hapen kanssa helposti ja nopeasti typpioksidiksi (IV): 2NO + O 2 \u003d 2NO 2
Jota taas voidaan käyttää SO 2 :n hapetuksessa. Siksi NO 2 toimii hapen kantajana. Tätä menetelmää SO2:n hapettamiseksi SO 3:ksi kutsutaan typpipitoiseksi. SO 3 -molekyyli on kolmion muotoinen, jonka keskellä
Rikkiatomi sijaitsee:
Tämä rakenne johtuu sitovien elektroniparien keskinäisestä hylkimisestä. Rikkiatomi tarjosi kuusi ulkoista elektronia niiden muodostumiseen.
Kemialliset ominaisuudet
1. SO 3 on tyypillinen hapan oksidi.
2. Rikkioksidilla (VI) on voimakkaan hapettimen ominaisuuksia.
Sovellus
Rikkioksidia (VI) käytetään rikkihapon valmistukseen. Tärkeintä on yhteydenottotapa
Rikkihappo. Tällä menetelmällä voit saada minkä tahansa pitoisuuden H 2 SO 4:a sekä oleumia. Prosessi koostuu kolmesta vaiheesta: SO 2:n saaminen; S02:n hapetus S03:ksi; saada H 2 SO 4 .
SO 2 saadaan polttamalla rikkikiisua FeS 2 erikoisuuneissa: 4FeS 2 + 11O 2 \u003d 2Fe 2 O 3 + 8SO 2
Polton nopeuttamiseksi rikkikiisu murskataan alustavasti ja rikin täydellisempää palamista varten syötetään paljon enemmän ilmaa (happea) kuin reaktio vaatii. Uunista poistuva kaasu koostuu rikkioksidista (IV), hapesta, typestä, arseeniyhdisteistä (pyriittien epäpuhtauksista) ja vesihöyrystä. Sitä kutsutaan paahtokaasuksi.
Paahtokaasu puhdistetaan perusteellisesti, sillä pienikin pitoisuus arseeniyhdisteitä sekä pöly ja kosteus myrkyttää katalyytin. Kaasu puhdistetaan arseeniyhdisteistä ja pölystä johtamalla se erityisten sähkösuodattimien ja pesutornin läpi; väkevä rikkihappo imee kosteutta kuivaustornissa. Puhdistettu happea sisältävä kaasu kuumennetaan lämmönvaihtimessa 450°C:een ja menee kosketuslaitteeseen. Kosketuslaitteen sisällä on ristikkohyllyt, jotka on täytetty katalyytillä.
Aikaisemmin katalyyttinä käytettiin hienojakoista metallista platinaa. Myöhemmin se korvattiin vanadiiniyhdisteillä - vanadiini (V) oksidilla V 2 O 5 tai vanadyylisulfaatilla VOSO 4, jotka ovat halvempia kuin platina ja myrkyttävät hitaammin.
S02:n hapettumisreaktio SO 3:ksi on palautuva:
2SO 2 + O 2 2SO 3
Happipitoisuuden lisääminen paahtokaasussa lisää rikkioksidin (VI) saantoa: 450 °C:n lämpötilassa se saavuttaa yleensä 95 % tai enemmän.
Syntynyt rikkioksidi (VI) syötetään sitten vastavirtaan absorptiotorniin, jossa se imeytyy väkevään rikkihappoon. Kyllästyessään ensin muodostuu vedetöntä rikkihappoa ja sitten oleumia. Tämän jälkeen oleum laimennetaan 98-prosenttiseksi rikkihapoksi ja toimitetaan kuluttajille.
Rikkihapon rakennekaava:
^ Fyysiset ominaisuudet
Rikkihappo on raskas väritön öljymäinen neste, joka kiteytyy + 10,4 °C:ssa lähes kaksi kertaa ( \u003d 1,83 g / cm 3) on vettä raskaampaa, hajuton, haihtumaton. Erittäin gigroskooppinen. Imee kosteutta vapauttamalla suuren määrän lämpöä, joten et voi lisätä vettä väkevään rikkihappoon - happo roiskuu. Aikaa varten-
Rikkihapon lisäykset tulee lisätä pieninä annoksina veteen.
Vedetön rikkihappo liuottaa jopa 70 % rikkioksidia (VI). Kuumennettaessa se halkaisee SO 3:a, kunnes muodostuu liuos, jonka H 2 SO 4 -massaosuus on 98,3 %. Vedetön H 2 SO 4 ei läheskään johda sähköä.
^ Kemialliset ominaisuudet
1. Se sekoittuu veden kanssa missä tahansa suhteessa ja muodostaa koostumukseltaan erilaisia hydraatteja:
H 2 SO 4 H 2 O, H 2 SO 4 2 H 2 O, H 2 SO 4 3 H 2 O, H 2 SO 4 4 H 2 O, H 2 SO 4 6,5 H 2 O
2. Väkevä rikkihappo hiilyttää orgaaniset aineet - sokerin, paperin, puun, kuidun, ottamalla niistä vesielementtejä:
C 12 H 22 O 11 + H 2 SO 4 \u003d 12C + H 2 SO 4 11 H 2 O
Tuloksena oleva kivihiili on osittain vuorovaikutuksessa hapon kanssa:
Kaasujen kuivaus perustuu rikkihapon veden imeytymiseen.
Kuinka vahva haihtumaton happo H2SO4 syrjäyttää muut hapot kuivista suoloista:
NaNO 3 + H 2 SO 4 \u003d NaHSO 4 + HNO 3
Jos kuitenkin lisäät H2SO4:a suolaliuoksiin, happojen syrjäytymistä ei tapahdu.
H 2 SO 4 - vahva kaksiemäksinen happo: H 2 SO 4 H + + HSO - 4 HSO - 4 H + + SO 2- 4
Sillä on kaikki haihtumattomien vahvojen happojen ominaisuudet.
Laimealle rikkihapolle on tunnusomaista kaikki ei-hapettavien happojen ominaisuudet. Nimittäin: se on vuorovaikutuksessa metallien kanssa, jotka ovat metallien sähkökemiallisessa jännitesarjassa vetyyn asti:
Vuorovaikutus metallien kanssa johtuu vetyionien pelkistämisestä.
6. Väkevä rikkihappo on voimakas hapetin. Kuumennettaessa se hapettaa useimmat metallit, mukaan lukien ne, jotka ovat sähkökemiallisessa jännitesarjassa vedyn jälkeen.Se ei reagoi vain platinan ja kullan kanssa. Metallin aktiivisuudesta riippuen pelkistystuotteina voidaan käyttää S -2 , S° ja S +4.
Kylmässä väkevä rikkihappo ei ole vuorovaikutuksessa niin vahvojen metallien kuin alumiinin, raudan, kromin kanssa. Tämä johtuu metallien passivoinnista. Tätä ominaisuutta käytetään laajalti kuljetettaessa sitä rautasäiliössä.
Kuitenkin lämmitettynä:
Siten väkevä rikkihappo on vuorovaikutuksessa metallien kanssa pelkistämällä happoa muodostavan aineen atomeja.
Laadullinen reaktio sulfaatti-ionille SO 2-4 on valkoisen kiteisen BaSO 4:n, veteen ja happoihin liukenemattoman sakan muodostuminen:
SO 2- 4 + Ba +2 BaSO 4
Sovellus
Rikkihappo on tärkeimmän kemianteollisuuden tärkein tuote, joka harjoittaa muiden kuin
Orgaaniset hapot, emäkset, suolat, mineraalilannoitteet ja kloori.
Käyttökohteiden monipuolisuudessa rikkihappo on happojen joukossa ensimmäinen paikka. Suurin osa siitä käytetään fosfori- ja typpilannoitteiden hankintaan. Koska rikkihappo on haihtumaton, sitä käytetään muiden happojen - kloorivety-, fluorivety-, fosfori- ja etikkahappojen - saamiseksi.
Suuri osa siitä menee öljytuotteiden - bensiinin, kerosiinin, voiteluöljyjen - puhdistamiseen haitallisilta epäpuhtauksilta. Koneteollisuudessa rikkihappoa käytetään metallipinnan puhdistamiseen oksideista ennen pinnoitusta (nikkelipinnoitus, kromaus jne.). Rikkihappoa käytetään räjähteiden, keinokuitujen, väriaineiden, muovien ja monien muiden valmistuksessa. Sitä käytetään akkujen täyttämiseen.
Rikkihapon suolat ovat tärkeitä.
^ Natriumsulfaatti Na 2 SO 4 kiteytyy vesiliuoksista Na 2 SO 4 10H 2 O hydraatin muodossa, jota kutsutaan Glauberin suolaksi. Käytetään lääketieteessä laksatiivina. Vedetöntä natriumsulfaattia käytetään soodan ja lasin valmistuksessa.
^ Ammoniumsulfaatti(NH 4) 2 SO 4 - typpilannoite.
kaliumsulfaatti K 2 SO 4 - kaliumlannoite.
kalsiumsulfaatti CaSO 4 esiintyy luonnossa kipsimineraalin CaSO 4 2H 2 O muodossa. Kuumennettaessa 150 °C:seen se menettää osan vedestä ja muuttuu koostumuksen 2CaSO 4 H 2 O hydraatiksi, jota kutsutaan poltetuksi kipsiksi, tai alabasteri. Alabasteri, kun se sekoitetaan veteen taikinamaiseksi massaksi, kovettuu hetken kuluttua uudelleen ja muuttuu CaSO 4 2H 2 O:ksi. Kipsiä käytetään laajasti rakentamisessa (kipsi).
^ Magnesiumsulfaatti MgSO 4 löytyy merivedestä, mikä aiheuttaa sen katkeran maun. Kiteistä hydraattia, jota kutsutaan katkeraksi suolaksi, käytetään laksatiivina.
katkeruus- metallien kiteisten sulfaattien tekninen nimi Fe, Cu, Zn, Ni, Co (dehydratoidut suolat eivät ole vitriolia). sininen vitrioli CuSO 4 5H 2 O on sininen myrkyllinen aine. Kasvit ruiskutetaan laimennetulla liuoksella ja siemenet peitetään ennen kylvöä. mustekiveä FeSO 4 7H 2 O on vaaleanvihreä aine. Käytetään kasvien tuholaistorjuntaan, musteiden, mineraalimaalien jne. valmistukseen. Sinkki vitrioli ZnSO 4 7H 2 O:ta käytetään mineraalimaalien valmistuksessa, sinttipainatuksessa ja lääketieteessä.
^ 4.5 Rikkihapon esterit. Natriumtiosulfaatti
Rikkihappoestereitä ovat dialkyylisulfaatit (RO 2)SO 2. Nämä ovat korkealla kiehuvia nesteitä; alemmat ovat vesiliukoisia; alkalien läsnä ollessa ne muodostavat alkoholia ja rikkihapon suoloja. Alemmat dialkyylisulfaatit ovat alkyloivia aineita.
dietyylisulfaatti(C2H5)2S04. Sulamispiste -26°C, kiehumispiste 210°C, liukenee alkoholeihin, liukenematon veteen. Saatu rikkihapon ja etanolin vuorovaikutuksesta. Se on etyloiva aine orgaanisessa synteesissä. Tunkeutuu ihon läpi.
dimetyylisulfaatti(CH3)2S04. Sulamispiste -26,8 °C, kiehumispiste 188,5 °C. Liuotetaan alkoholeihin, se on huono - veteen. Reagoi ammoniakin kanssa ilman liuotinta (räjähdysmäisesti); sulfonoi jotkin aromaattiset yhdisteet, kuten fenoliesterit. Saatu vuorovaikutuksella 60 % oleumista metanolin kanssa 150°C:ssa. Se on metyloiva aine orgaanisessa synteesissä. Syöpää aiheuttava, vaikuttaa silmiin, ihoon, hengityselimiin.
^ Natriumtiosulfaatti Na2S2O3
Tiorikkihapon suola, jossa kahdella rikkiatomilla on eri hapetusaste: +6 ja -2. Kiteinen aine, liukenee hyvin veteen. Sitä tuotetaan kiteisenä Na 2 S 2 O 3 5H 2 O hydraatin muodossa, jota kutsutaan yleisesti hyposulfiitiksi. Saatu natriumsulfiitin ja rikin vuorovaikutuksesta kiehumisen aikana:
Na 2 SO 3 + S \u003d Na 2 S 2 O 3
Kuten tiorikkihappo, se on vahva pelkistävä aine, joka hapettuu helposti kloorin vaikutuksesta rikkihapoksi:
Na 2 S 2 O 3 + 4Cl 2 + 5H 2 O \u003d 2H 2 SO 4 + 2 NaCl + 6 HCl
Natriumtiosulfaatin käyttö kloorin imemiseen (ensimmäisissä kaasunaamareissa) perustui tähän reaktioon.
Natriumtiosulfaatti hapettuu hieman eri tavalla heikkojen hapettimien vaikutuksesta. Tässä tapauksessa muodostuu tetrationihapon suoloja, esimerkiksi:
2Na 2 S 2 O 3 + I 2 \u003d Na 2 S 4 O 6 + 2 NaI
Natriumtiosulfaatti on sivutuote NaHS03:n eli rikkivärien valmistuksessa teollisuuskaasujen puhdistuksessa rikistä. Sitä käytetään kloorijäämien poistamiseen kankaiden valkaisun jälkeen, hopean erottamiseen malmeista; on kiinnitysaine valokuvauksessa, reagenssi jodometriassa, vastalääke arseenimyrkytykseen, elohopeayhdisteisiin, tulehdusta ehkäisevä aine.
Osa I
1. Rikkivety.
1) Molekyylin rakenne:
2) Fysikaaliset ominaisuudet: väritön kaasu, jossa on pistävä mätämunien haju, ilmaa raskaampaa.
3) Kemialliset ominaisuudet (päätä reaktioyhtälöt ja harkitse yhtälöitä TED:n valossa tai redox-näkökulmasta).
4) Rikkivety luonnossa: yhdisteiden muodossa - sulfidit, vapaassa muodossa - vulkaanisissa kaasuissa.
2. Rikkioksidi (IV) - SO2
1) Alalla pääseminen. Kirjoita reaktioyhtälöt muistiin ja tarkastele niitä hapettumis-pelkistyksen kannalta.
2) Hankinta laboratoriossa. Kirjoita reaktioyhtälö muistiin ja harkitse sitä TED:n valossa:
3) Fysikaaliset ominaisuudet: kaasu, jolla on pistävä, tukahduttava haju.
4) Kemialliset ominaisuudet.
3. Rikkioksidi (VI) - SO3.
1) Saadaan synteesillä rikkioksidista (IV):
2) Fysikaaliset ominaisuudet: nestemäinen, vettä raskaampi, sekoitettu rikkihapon kanssa - oleumi.
3) Kemialliset ominaisuudet. Näyttää happamien oksidien tyypilliset ominaisuudet:
Osa II
1. Kuvaa rikkioksidin (VI) synteesin reaktio kaikkien luokituskriteerien mukaan.
a) katalyyttinen
b) käännettävä
c) OVR
d) liitännät
e) eksoterminen
e) polttaminen
2. Kuvaa rikkioksidin (IV) vuorovaikutuksen reaktio veden kanssa kaikkien luokituskriteerien mukaan.
a) käännettävä
b) liitännät
c) ei OVR
d) eksoterminen
e) ei-katalyyttinen
3. Selitä, miksi vetysulfidilla on voimakkaita pelkistäviä ominaisuuksia.
4. Selitä, miksi rikkioksidilla (IV) voi olla sekä hapettavia että pelkistäviä ominaisuuksia:
Vahvista tämä väite vastaavien reaktioiden yhtälöillä.
5. Vulkaanista alkuperää olevaa rikkiä muodostuu rikkidioksidin ja rikkivedyn vuorovaikutuksen seurauksena. Kirjoita reaktioyhtälöt muistiin ja tarkastele hapettumisen-pelkistyksen näkökulmasta.
6. Kirjoita muistiin siirtymien reaktioiden yhtälöt purkamalla tuntemattomat kaavat:
7. Kirjoita cinquain aiheesta "Rikkidioksidi".
1) Rikkidioksidi
2) Tukahduttava ja ankara
3) Happooksidi, OVR
4) Käytetään SO3:n tuottamiseen
5) Rikkihappo H2SO4
8. Laadi raportti rikkivedyn myrkyllisyydestä (kiinnitä huomiota sen ominaiseen hajuun!) Ja ensiapua myrkytystapauksissa tällä kaasulla käyttämällä muita tietolähteitä, mukaan lukien Internetiä. Kirjoita viestisuunnitelma erityiseen muistikirjaan.
rikkivety
Väritön kaasu, jolla on mätä munan haju. Sitä löytyy ilmasta hajun kautta, jopa pieninä pitoisuuksina. Luonnossa sitä löytyy mineraalilähteiden, merien, vulkaanisten kaasujen vedestä. Se muodostuu proteiinien hajoamisen aikana hapen puuttuessa. Sitä voidaan päästää ilmaan useilla kemian- ja tekstiiliteollisuuden aloilla, öljyn talteenoton ja käsittelyn aikana jätevedestä.
Rikkivety on vahva myrkky, joka aiheuttaa akuutin ja kroonisen myrkytyksen. Sillä on paikallinen ärsyttävä ja yleinen myrkyllinen vaikutus. Konsentraatiolla 1,2 mg / l myrkytys kehittyy salaman nopeudella, kuolema tapahtuu kudosten hengitysprosessien akuutin eston vuoksi. Altistuksen päätyttyä, jopa vakavissa myrkytysmuodoissa, uhri voidaan herättää henkiin.
Konsentraatiolla 0,02-0,2 mg / l havaitaan päänsärkyä, huimausta, puristavaa tunnetta rinnassa, pahoinvointia, oksentelua, ripulia, tajunnan menetystä, kouristuksia, silmän limakalvovaurioita, sidekalvotulehdusta, valonarkuus. Myrkytysvaara kasvaa hajun häviämisen vuoksi. Sydämen heikkous ja hengitysvajaus, kooma lisääntyvät vähitellen.
Ensiapu - uhrin poistaminen saastuneesta ilmakehästä, hapen hengittäminen, tekohengitys; tarkoittaa, että herättää hengityskeskusta, lämmittäen kehoa. Myös glukoosia, vitamiineja ja rautavalmisteita suositellaan.
Ennaltaehkäisy - riittävä ilmanvaihto, joidenkin tuotantotoimintojen tiivistäminen. Kun työntekijät laskeutuvat rikkivetyä sisältäviin kaivoihin ja säiliöihin, heidän on käytettävä kaasunaamareita ja köysiin kiinnitettyjä pelastusvöitä. Kaasun pelastuspalvelu on pakollinen kaivoksissa, louhintapaikoilla ja öljynjalostamoilla.
Rikki(IV)oksidi ja rikkihappo
Rikkioksidi (IV) tai rikkidioksidi, normaaliolosuhteissa, väritön kaasu, jolla on pistävä tukahduttava haju. Jäähdytettynä -10°C:een se nesteytyy värittömäksi nesteeksi.
Kuitti
1. Rikkioksidia (IV) saadaan laboratorio-olosuhteissa rikkihapon suoloista voimakkaiden happojen vaikutuksesta niihin:
Na 2 SO 3 + H 2 SO 4 \u003d Na 2 SO 4 + S0 2 + H 2 O 2NaHSO 3 + H 2 SO 4 \u003d Na 2 SO 4 + 2SO 2 + 2H 2 O 2HSO - 3 + 2H + \u0 2SO 2 + 2H2O
2. Rikkidioksidia muodostuu myös väkevän rikkihapon vuorovaikutuksessa, kun sitä kuumennetaan matala-aktiivisten metallien kanssa:
Cu + 2H 2 SO 4 \u003d CuSO 4 + SO 2 + 2 H 2 O
Cu + 4Н + + 2SO 2-4 \u003d Cu 2+ + SO 2-4 + SO 2 + 2H 2O
3. Rikkioksidia (IV) muodostuu myös, kun rikki poltetaan ilmassa tai hapessa:
4. Teollisissa olosuhteissa SO 2 saadaan paahtamalla rikkikiisua FeS 2 tai ei-rautametallien rikkipitoisia malmeja (sinkkiseos ZnS, lyijykiilto PbS jne.):
4FeS 2 + 11O 2 \u003d 2Fe 2O 3 + 8SO 2
SO 2 -molekyylin rakennekaava:
Neljä rikkielektronia ja neljä elektronia kahdesta happiatomista osallistuvat sidosten muodostumiseen SO 2 -molekyylissä. Sidoselektroniparien ja jakamattoman rikin elektroniparin keskinäinen hylkiminen antaa molekyylille kulmikkaan muodon.
Kemialliset ominaisuudet
1. Rikkioksidilla (IV) on kaikki happamien oksidien ominaisuudet:
Vuorovaikutus veden kanssa
Vuorovaikutus alkalien kanssa,
Vuorovaikutus emäksisten oksidien kanssa.
2. Rikkioksidille (IV) on ominaista pelkistävät ominaisuudet:
S +4 O 2 + O 0 2 "2S +6 O -2 3 (katalyytin läsnä ollessa, kuumennettaessa)
Mutta voimakkaiden pelkistysaineiden läsnä ollessa SO 2 käyttäytyy kuin hapettava aine:
Rikkioksidin (IV) redox-kaksoisisuus selittyy sillä, että rikin hapetusaste on +4 ja siksi se voidaan 2 elektronia antaen hapettua S +6:ksi ja vastaanottaessaan 4 elektronia pelkistää. S °. Näiden tai muiden ominaisuuksien ilmeneminen riippuu reagoivan komponentin luonteesta.
Rikkioksidi (IV) liukenee hyvin veteen (40 tilavuutta SO 2:ta liukenee 1 tilavuuteen 20 °C:ssa). Tässä tapauksessa rikkihappoa on vain vesiliuoksessa:
SO 2 + H 2 O "H 2 SO 3
Reaktio on palautuva. Vesiliuoksessa rikkioksidi (IV) ja rikkihappo ovat kemiallisessa tasapainossa, joka voidaan syrjäyttää. Sidotessaan H2SO3:a (hapon neutralointi
u) reaktio etenee kohti rikkihapon muodostumista; poistettaessa S02 (puhallus typpiliuoksen läpi tai kuumentamalla) reaktio etenee kohti lähtöaineita. Rikkihappoliuos sisältää aina rikkioksidia (IV), mikä antaa sille pistävän hajun.
Rikkihapolla on kaikki happojen ominaisuudet. Dissosioituu liuoksessa vaiheittain:
H 2SO 3 "H + + HSO - 3 HSO - 3" H + + SO 2- 3
Termisesti epävakaa, haihtuva. Rikkihappo, kaksiemäksisenä happona, muodostaa kahdenlaisia suoloja:
Väliaine - sulfiitit (Na2S03);
Happamat - hydrosulfiitit (NaHSO 3).
Sulfiitteja muodostuu, kun happo neutraloidaan kokonaan alkalilla:
H 2 SO 3 + 2 NaOH \u003d Na 2 SO 3 + 2 H 2 O
Hydrosulfiitteja saadaan ilman alkalin puutetta:
H 2 SO 3 + NaOH \u003d NaHS0 3 + H 2 O
Rikkihapolla ja sen suoloilla on sekä hapettavia että pelkistäviä ominaisuuksia, jotka määräytyvät reaktiopartnerin luonteen mukaan.
1. Joten hapen vaikutuksesta sulfiitit hapetetaan sulfaatiksi:
2Na 2S +4 O 3 + O 0 2 \u003d 2Na 2 S + 6 O -2 4
Rikkihapon hapetus bromilla ja kaliumpermanganaatilla etenee vielä helpommin:
5H 2S + 4 O 3 + 2 KMn + 7 O 4 \u003d 2H 2 S + 6 O 4 + 2 Mn + 2 S + 6 O 4 + K 2 S + 6 O 4 + 3 H 2 O
2. Energisempien pelkistysaineiden läsnä ollessa sulfiteilla on hapettavia ominaisuuksia:
Rikkihapon suolat liuottavat lähes kaikki alkalimetallien hydrosulfiitit ja sulfiitit.
3. Koska H 2 SO 3 on heikko happo, happojen vaikutuksesta sulfiitteihin ja hydrosulfiitteihin vapautuu SO 2:ta. Tätä menetelmää käytetään yleensä hankittaessa SO 2:ta laboratoriossa:
NaHSO 3 + H 2 SO 4 \u003d Na 2 SO 4 + SO 2 + H 2 O
4. Vesiliukoiset sulfiitit hydrolysoituvat helposti, minkä seurauksena OH - - ionien pitoisuus liuoksessa kasvaa:
Na 2SO 3 + EI "NaHSO 3 + NaOH
Sovellus
Rikkioksidi (IV) ja rikkihappo poistavat värin monista väriaineista muodostaen värittömiä yhdisteitä niiden kanssa. Jälkimmäinen voi hajota uudelleen kuumennettaessa tai valossa, minkä seurauksena väri palautuu. Siksi SO 2:n ja H 2 SO 3:n valkaisuvaikutus on erilainen kuin kloorin valkaisuvaikutus. Yleensä rikki (IV) rxide valkaisee villaa, silkkiä ja olkia.
Rikkioksidi (IV) tappaa monia mikro-organismeja. Siksi homesienten tuhoamiseksi ne kaasuttavat kosteat kellarit, kellarit, viinitynnyrit jne. Sitä käytetään myös hedelmien ja marjojen kuljetuksessa ja varastoinnissa. Suuria määriä rikkioksidia IV) käytetään rikkihapon valmistukseen.
Tärkeä käyttökohde on kalsiumhydrosulfiitti CaHSO 3 (sulfiittiliuos), jota käytetään puun ja paperimassan käsittelyyn.
