Дистанційний центр хімічної освіти
|
Меню сайту
Наше опитування
Статистика
Онлайн всього: 1 Гостей: 1 Користувачів: 0 ...
Зворотній зв'язок
|
Оксиген і СульфурАтоми Оксигену можуть утворювати два типи молекул: O2 — кисень та О3 — озон. Явище існування кількох простих речовин, утворених атомами одного хімічного елемента, називається алотропією. А прості речовини, утворені одним елементом, називають алотропними модифікаціями. Отже, озон і кисень — це алотропні модифікації елемента Оксигену.  Молекулярний кисень — досить сильний окисник. Він окиснює практично всі метали (окрім золота й платини). Багато металів повільно окиснюються на повітрі, але в атмосфері чистого кисню згорають дуже швидко, при цьому утворюється оксид:  Однак деякі метали при горінні утворюють не оксиди, а пероксиди (у таких сполуках ступінь окиснення Оксигену дорівнює –1) або надпероксиди (ступінь окиснення атома Оксигену — дробова). Прикладом таких металів можуть бути барій, натрій та калій:  Взаємодія кисню з неметалами Оксиген проявляє ступінь окиснення –2 в сполуках, які утворені з усіма неметалами, окрім Флуору, Гелію, Неону та Аргону. Молекули кисню при нагріванні безпосередньо вступають у взаємодію з усіма неметалами, окрім галогенів та інертних газів. В атмосфері кисню самозаймається фосфор та деякі інші неметали:
При взаємодії кисню із фтором утворюється оксиген фторид, а не фтор оксид, оскільки атом Фтору має більшу електронегативність, аніж атом Оксигену. Оксиген фторид — це газ блідо-жовтого кольору. Його використовують як дуже сильний окисник та фторувальний агент. У цій сполуці ступінь окиснення Оксигену дорівнює +2.  У надлишку фтору може утворюватися диоксиген дифторид, в якому ступінь окиснення Оксигену дорівнює +1. За будовою така молекула схожа на молекулу гідроген пероксиду.  Взаємодія кисню зі складними речовинами За певних умов кисень вступає у взаємодію з багатьма складними речовинами. При цьому утворюються оксиди елементів або прості речовини, утворені цими елементами:
Кисень може вступати у взаємодію з оксидами, в яких елементи перебувають не у вищих ступенях окиснення:  Хімічні властивості озону Озон є більш сильним окисником, аніж молекулярний кисень. Майже всі реакції, які проходять під дією кисню, проходять також з озоном, але при цьому реакція протікає швидше й виділяється більша кількість енергії. Багато речовин під дією озону займаються:
При взаємодії калію з озоном утворюється озонід (сполука йонного типу):
Кисень зазвичай добувають у лабораторіях електролізом слабкого водного розчину натрій гідроксиду (електроди нікельовані):
У промисловості кисень добувають із рідкого повітря. Спочатку повітря охолоджують до –200 °С, а потім поступово нагрівають. При –196 °С випаровується азот, і залишається рідкий кисень.
Атоми Сульфуру, так само, як і Оксигену, можуть утворювати різні алотропні модифікації ( S12; S8; S6; S2 та інші). Хімічні властивості сірки Взаємодія сірки з металами Проста речовина сірка при нагріванні взаємодіє практично з усіма металами, за винятком золота, іридію та платини. При цьому утворюються сульфіди відповідних металів. У сульфідах ступінь окиснення Сульфуру дорівнює –2:  Взаємодія сірки з неметалами Під час нагрівання сірка реагує з багатьма неметалами. При горінні на повітрі утворюється сульфур(IV) оксид:  При нагріванні сірки в потоці водню утворюється сірководень. У сірководні Сульфур перебуває в ступені окиснення –2. Такий самий ступінь окиснення Сульфур проявляє й у сірковуглеці, який утворюється при взаємодії сірки й вуглецю:  Застосування сірки Головний продукт сірчаної промисловості — це сульфатна кислота. На її виробництво припадає близько 60 % сірки, яку видобувають. У гумотехнічній промисловості сірку використовують для перетворення каучуку у високоякісну гуму, тобто для вулканізації каучуку. Сірка — найважливіший компонент будь-яких піротехнічних сумішей. Наприклад, у сірникових головках міститься близько 5 %, а в намазці на коробці — близько 20 % сірки за масою. У сільському господарстві сірку використовують для боротьби зі шкідниками виноградників. У медицині сірку застосовують при виготовленні різних мазей для лікування шкірних захворювань. Оксиди Сульфуру фізичні властивості оксидів Сульфуру Сульфур (IV) оксид, або сульфур діоксид, або сірчистий ангідрид, — це безбарвний газ із характерним різким запахом. Саме він створює запах при згоранні сірників. При температурі –10 °С він скраплюється в безбарвну рідину, а при температурі –75 °С кристалізується. Добре розчиняється у воді: до 40 об’ємів газу в одному об’ємі води. Змішується з етером, бензолом та сірковуглецем у необмежених співвідношеннях. Сульфур (VІ) оксид, або сульфур триоксид, або сірчаний ангідрид, утворює кілька алотропних модифікацій. Одна з них, y-SO3 , являє собою безбарвну рідину, з температурою кипіння +45 °С та температурою кристалізації –17 °С. У твердому стані ця модифікація схожа на лід. Інша модифікація — a-SO3 —кристалічна речовина, схожа на азбест, що плавиться при температурі +40 °С. Необмежено розчиняється у воді. Добре розчиняється в сульфатній кислоті. Розчин сульфур триоксиду в сульфатній кислоті називають олеумом. Хімічні властивості оксидів Сульфуру Pеакції без зміни ступеня окиснення Ангідриди кислот — це речовини, які при взаємодії з водою утворюють відповідну кислоту. Таким чином, SO2 та SO3 — це ангідриди сульфітної та сульфатної кислот, відповідно:  Обидві речовини є кислотними оксидами, тобто реагують із основами:  З основними оксидами:  При розчиненні SO3 у сульфатній кислоті утворюється олеум:  Олеум — це важливий продукт хімічної промисловості. Його використовують у виробництві лакофарбових та гумотехнічних виробів, для очищення нафти. Сульфатна кислота Структурна формула сульфатної кислоти має такий вигляд:
Фізичні властивості сульфатної кислоти Сульфатна кислота — це безбарвна, важка, масляниста рідина, яка замерзає при температурі +10 °С, а кипить при температурі +296 °С (кипить 98,3 % розчин, а надлишок сульфатної кислоти розкладається на сульфатний ангідрид та воду). Густина сульфатної кислоти при +20 °С дорівнює 1,84 г / см
3. 100 % сульфатна кислота майже не проводить електричний струм. 95 %-й розчин сульфатної кислоти кристалізується при більш низькій температурі: –20 °С. Ця сполука дуже гігроскопічна, тобто здатна поглинати вологу з навколишнього середовища. При цьому виділяється велика кількість теплової енергії. Якщо долити воду до сульфатної кислоти, може виділитися стільки енергії, що кислота закипить і почне розбризкуватися навсібіч, тому для того, щоб розвести концентровану сульфатну кислоту, слід кислоту додавати невеликими порціями до води. Сульфатна кислота здатна розчиняти близько 65 % сульфатного ангідриду SO3 . При цьому утворюється олеум. Хімічні властивості сульфатної кислоти Сульфатна кислота є дуже сильним окисником. У розведених розчинах окиснення проходить за рахунок йона Гідрогену, а в концентрованих розчинах — за рахунок атома Сульфуру(VI). Кислотні властивості сульфатної кислоти Сульфатна кислота — це одна з найсильніших кислот. У розведених розчинах вона являє собою двохосновну кислоту, яка піддається дисоціації за такою схемою:
Реагує вона й з металами, які перебувають у ряді стандартних електродних потенціалів до водню:
А от із залізом концентрована сульфатна кислота (75%) не реагує, тому її зазвичай перевозять у сталевих бочках та цистернах. Сульфатна кислота не реагує також і зі свинцем, оскільки поверхня металу покривається міцною плівкою нерозчинного плюмбум (ІІ) сульфату PbSO4, і на цьому процес зупиняється. Окисні властивості сульфатної кислоти У концентрованих розчинах при нагріванні сульфатна кислота реагує з багатьма металами, навіть із деякими з тих, які перебувають в електрохімічному ряді напруг правіше водню:
Сульфатна кислота — це найважливіший продукт хімічної промисловості. Світове виробництво сульфатної кислоти за рік складає сотні мільйонів тонн. Сульфатну кислоту використовують для виробництва різних летких кислот, наприклад, хлоридної, оцтової, ортофосфатної, нітратної та інших, а також для виробництва азотних і фосфатних добрив (суперфосфату, амоній фосфату тощо). Сульфатна кислота необхідна у виробництві пластмас, паперу, будівельних матеріалів, тканин, лакофарбових виробів та мийних засобів. Її застосовують для очищення нафти, нафтопродуктів і продуктів коксохімічного виробництва (бензену й толуену) від шкідливих домішок. Для виробництва ефірів, ангідридів органічних кислот і різних сульфопохідних також необхідна сульфатна кислота. У металургійній промисловості її застосовують для очищення поверхні металів перед нанесенням по криття. Розчин сульфатної кислоти використовують як електроліт у кислотних акумуляторах. Сульфатна кислота незамінна в народному господарстві. Сульфати Солі сульфатної кислоти, сульфати, зазвичай являють собою кристалічні речовини, добре розчинні у воді (окрім PbSO4 та BaSO4).
При прожарюванні сульфатів лужних і лужноземельних металів до високих температур розкладу сполуки не відбувається аж до плавлення (близько 2000 °С). При нагріванні сульфатів менш активних металів відбувається розклад на оксиди:
Сульфати металів, що перебувають в електрохімічному ряді потенціалів правіше водню, розкладаються на метал, сульфур оксид та кисень:
Кристалогідрати подвійних сульфатів, які містять одновалентний і тривалентний катіон, мають назву галуни. Галуни використовують як дубильний засіб у шкіряному виробництві, при виготовленні паперу, у фотографії, у медицині.
Якісна реакція на сульфат-іон В аналітичній хімії використовують реакцію взаємодії хлориду або нітрату Барію із утворенням барій сульфату. При цьому утворюється білий дрібнокристалічний осад, який не розчиняється в кислотах та лугах:
Отриманий осад розчиняється тільки в концентрованій сульфатній кислоті:
Проведемо реакцію
взаємодії сірки і цинку. Для цього візьмемо порошки обох речовин. Для того щоб
реакція почалась, необхідне нагрівання. Приготовлену суміш висипаємо на
азбестову сітку, підносимо палаючу скіпку. Реакція починається не одразу, але
протікає дуже бурхливо. |
Форма входу
Пошук
Календар
Калькулятор
Анкета
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
