Презентация на тему "Соединения серы"

Содержание

• 
  Слайд 1

  Общая и неорганическая химия. Лекция 20

  Особенности химии серы. Водородные и кислородные соединения pptcloud.ru

• 
  Слайд 2

  Сульфаны H2Sx (x = 1  8)

  Сероводород – бесцветный, очень ядовитый газ с неприятным запахом (тухлых яиц), т.пл. –85,54 С, т.кип. –60,35 С. Молекула H2S диамагнитна, полярна (дипольный момент 0,93 Д). Автопротолиз в жидком сероводороде H2S + H2S  HS– + H3S+; KS 10–33 S H H –II H H S S S –I –I 0

• 
  Слайд 3

  Водный раствор H2S (0,1 моль/л)

  H2S + H2O  HS– + H3O+; KK1 = 1,05·107 HS– + H2O  S2– + H3O+; KK2 = 1,23·1013 [H3O+] = [HS–] = KK1·c0 [S2–]  1,23 · 1013 моль/л при добавленииHCl (1 моль/л)концентрация [S2–] в сероводородной воде снижается до  1 · 1021 моль/л

• 
  Слайд 4

  Сульфиды

  Растворимые в воде (катионы щелочных, щёлочноземельных элементов, аммония): Na2S = 2Na+ + S2–; S2– +H2O  HS– + OH– Бинарные (ковалентные): Al2S3 + 6H2O = 2Al(OH)3 + 3H2S SiS2 + 4H2O = H4SiO4 + 2H2S 3. Малорастворимые (см. далее)

• 
  Слайд 5

  Малорастворимые сульфиды

• 
  Слайд 6

  Расчет концентрации сульфид-иона в растворе H2S (0,1 моль/л)

  1. H2S + H2O  HS– + H3O+KK1 = 1,05·107 2. HS– + H2O  S2– + H3O+KK2 = 1,23·1013 K K2= [S2–]  [H3O+] [HS–] [...]:С0x x x [...]:xy y y + x = y  (y + x) (xy)  = y y= [S2–] K K2=1,23 · 1013 моль/л y  x x x >> y

• 
  Слайд 7

  Найдем [S2–] вр-ре:H2S (0,1 моль/л) + HCl (1 моль/л)

  1. H2S + H2O  HS– + H3O+KK1 = 1,05·107 2. HS– + H2O  S2– + H3O+KK2 = 1,23·1013 K K2= [S2–][H3O+] [HS–] [...]:С0x x x + C1 [...]:xy y y + x + C1 =  3. HCl + H2O =Cl– + H3O+ C1C1C1 x >> y; C1 >> x; C0 >> x y  (y + x + C1) (xy) y C1 x K K1= [HS–][H3O+] [H2S] = x  (x + C1) (C0 x)  x C1 C0

• 
  Слайд 8

  Условия осаждения: С(М2+)  С(S2)  ПР (MS)

  y= [S2–] 1,29· 1021 моль/л [HS–] = x  KK1  C0 C1 K K2= y C1 x y= [S2–] KK1  K K2 C0 C1 2 В кислотной среде не осаждаются MnS (ПР 10–13), FeS(ПР 10–17) В кислотной среде осаждаются CdS(ПР 10–28), CuS(ПР 10–36), SnS(ПР 10–28), PbS(ПР 10–28) и др.

• 
  Слайд 9

  Восстановительные свойства

  H2S –2e = S + 2H+ ;  = +0,14 В(рН  7) HS + OH –2e = S + H2O;  = –0,48 В S22e = S;  = –0,44В(рН  7) H2S + I2 = 2HI + S H2S + 4Cl2 + 4H2O = 8HCl + H2SO4 2H2S (изб.) + O2 = 2H2O + 2S 2H2S + 3 O2 (изб.) = 2H2O + 2SO2

• 
  Слайд 10

  Получение

  В промышленности: H2+ S  H2S В лаборатории: FeS + 2HCl= FeCl2 + H2S Полисульфиды: Na2S + (x–1)S = Na2Sx Na2Sx+ 2HCl = H2Sx+ 2NaCl(при охлаждении) Na2Sn+ 2HCl = 2NaCl + H2S + (n–1)S (при комн.т-ре) Окислительные св-ва полисульфидов Na2S2–I + Sn+IIS(т) = Na2[Sn+IVS3–II]

• 
  Слайд 11

  Кислородные соединения. SO2

  SO2 – бесцветный газ с резким запахом, термически устойчив, т. пл. = –75,5 С, т. кип. = –10,1 С. Получение: обжиг пирита 4FeS2 + 11 O2 = 2Fe2O3 + 8SO2 В лаборатории: M2SO3 + 2H2SO4 (конц.) = = 2MHSO4 + SO2 + H2O , , sp2–гибридизация  =1,63 Д

• 
  Слайд 12

  В водном растворе:

  SO2 + nH2O  SO2· nH2O (n = 1  7) SO2 .nH2O + H2O  HSO3 + H3O+ + (n–1)H2O; KK = 1,66·102 HSO3 + H2O  SO32 + H3O+ ; KK = 6,31·108 2NaOH (избыток)+ SO2= Na2SO3+ H2O 2NaOH + 2SO2(избыток)= 2NaHSO3

• 
  Слайд 13

  Окислительно-восстановительные свойства

  SO2 + 2H2S = 3S + 2H2O SO2 + 2H2O + 4e– = S + 4OH–;  = –0,7 В SO2 + 2H2O + I2 = H2SO4 + 2HI SO2 + 2H2O – 2e– = SO42– + 4H+;  = +0,17 В

• 
  Слайд 14

  Строение анионов SO32–и HSO3–

  O O O S O O O S H  HO O O S Cульфит-ион Гидросульфит-ион: таутомерия 2  

• 
  Слайд 15

  Триоксид серы (SO3)x

  полиморфные модификации,  и  (т. пл. 16,8 С, 32,0 С и 62,2 С) возгоняется при нагревании Получение: 2SO2 + O2 2 SO3 (600 °C, катализатор V2O5) Препарат (SO3)x Катализатор V2O5

• 
  Слайд 16

  Молекула SO3– неполярная и диамагнитная

  -модификация SO3– тример S3O9 -модификация - зигзагоообразные цепочки, состоящие из тетраэдрических фрагментов [SO4] в -модификация цепочки тетраэдров [SO4] объединяются в сетчатые слои. S O O O sp2-гибридизация

• 
  Слайд 17

  SO3– кислотный оксид

  SO3 + H2O = H2SO4; H° = –130 кДж/моль в промышленности: SO3 + H2SO4 = H2S2O7 (дисерная кислота, олеум) Сернокислотное производство

• 
  Слайд 18

  Серная кислота H2SO4

  H2SO4– бесцветная вязкая жидкость, плотность 1,84 г/см3, т. пл. 10,4 С. Причина аномалии свойств – водородные связи: H2SO4 ···H2SO4 ··· H2SO4 ··· Автопротолиз: H2SO4 + H2SO4 HSO4– + H3SO4+; KS 10–4 10–5

• 
  Слайд 19

  H2SO4в водной среде

  в разбавленном водном растворе H2SO4–сильная двухосновная кислота: H2SO4 + 2H2O = SO42 + 2H3O+ в водных растворахсолей-гидросульфатов рН  7 (протолиз иона HSO4): NaHSO4 = Na+ + HSO4, HSO4 + H2O = SO42 + H3O+

• 
  Слайд 20

  Строение (sp3-гибридизация )

  S O O O O 2– S OH O O HO S O O O HO – Cульфат-ион Серная кислота Гидросульфат-ион

• 
  Слайд 21
  

  Шёниты M2IMII(SO4)2·6H2O (MI – Na, K… , MII – Mg, Zn, Co…) КупоросыMSO4·5(7)H2O (M – Cu, Fe, Ni, Mg…) Медный купорос Квасцы MIMIII(SO4)2·12H2O (MI – Na, K,NH4…,MIII – Al, Ga, Cr…) Алюмокалиевые и хромока-лиевые квасцы

• 
  Слайд 22

  O- и S-аналоги

  Получение: Na2SO3 + S = Na2SO3S (+t, водн.р-р) Тиосульфат натрия S O O S O 2– Тиосульфат-ион SO3S2–

• 
  Слайд 23

  Тиосульфат-ион:степени окисления серы

  +HCl (вода) +HCl (эфир) SO3S2– SO2, S, H2O: +IV,0 ? SO3, H2S: +VI,–II ? S S O O O S O O O S –II –II –II –I +V

• 
  Слайд 24

  Химические свойства

  Na2SO3S + 2HCl = 2NaCl + H2O + SO2 + S SO3S2 + H2O –4e–= 2SO2 + 2H+ SO3S2 + 6H++4e–= 2S + 3H2O Na2SO3S + 4Cl2 + 5H2O = Na2SO4 + H2SO4 +8HCl SO3S2 + 5H2O –8e = 2SO42 + 10H+, = +0,275 В Cl2 + 2e– = 2Cl– Na2SO3S + I2 = 2NaI + Na2S4O6(тетратионат) 2SO3S2 –2e = S4O62,  = +0,015В I2 + 2e– = 2I–

• 
  Слайд 25

  Применение в аналитической химии: иодометрия

  Cu + 4HNO3 = = Cu(NO3)2 + 2NO2 + H2O 2Cu(NO3)2 + 4KI = = 2CuI + I2 + 4KNO3 KI + I2 = K[I(I)2] K[I(I)2] + 2Na2SO3S = =KI + 2NaI + Na2S4O6

• 
  Слайд 26

  Политионаты – соли политионовых кислот H2SnO6(n = 4  6)

  Строение тетратионат-иона: цепочка из 4-х атомов серы: S O O S O S O S O O 2–

• 
  Слайд 27

  Пероксосульфаты – сильные окислители

  S O O O O S O O O O 2– S O O O O O 2– Пероксосульфат-ион SO3(O2)2– Пероксодисульфат-ион S2O6(O2)2–