Сера вещество формула: Сера – формула в химии (9 класс)

Содержание

Урок «Сера – простое вещество». 9-й класс

Цели урока: дать общую характеристику серы; рассмотреть аллотропные модификации серы и её химические свойства; изучить природные соединения серы и роль в природе; рассмотреть вопросы практического характера.

Оборудование: сера, спирт, вода, стеклянная посуда, спиртовка, образцы минералов; ватные палочки, чугунок, камень; продукты питания – горох, яйца, овсяные хлопья; компьютер, проектор.

Ход урока.

I. Организационный момент. Проверка темы «Галогены».

Задания по теме ( пункты – а. — I вариант; пункты – б. — II вариант)

1. Какой элемент не является галогеном:

а. Br, At, S.

б. F, I, Si.

2

. Какой элемент принадлежит большому периоду:

а. F, I.

б. Cl, Br.

3. Какой элемент активнее в данной паре:

а. I или Cl

б. Br или I

4. Газообразным веществом является:

а. Cl2, I2

б. Br2, F2

5. Летучее водородное соединение элемента:

а. ЛВС — Cl

б. ЛВС — Br

6. Дописать уравнения:

а.

1) Ca + Cl2 =
2) KCl + Br2 =

б.

1) Ba + F2 =
2) NaBr + I

2 =

Ответы (Задания и ответы выдаются на экран.)

1. а. — S б.- Si

2. а. — I б.- Br

3. а. — Cl б.- Br

4. а .- Cl2б.- F2

5. а. — HCl б.- HBr

6.

а.

1) Ca0 + Cl20 = Ca+2CI-12 р-я соединения
2) KCl + Br2 =  р-и нет, т. к. Cl> Br                                                

б.

1) Ba0 + F20 = Ba+2F2-1 р-я соединения
2) NaBr + I2

= р-и нет т. к. Br>I

II. Работа по теме урока. Вопросы для изучения : выданы на экран.

  1. История элемента, название
  2. Положение атома серы в периодической системе химических элементов
  3. Физические свойства. Флотация
  4. Аллотропные модификации серы
  5. Химические свойства серы
  6. Сера в природе
  7. Значение серы, применение.

1. История элемента. Сейчас невозможно установить, когда человек впервые познакомился с серой и её соединениями. Произошло это очень давно. Она помогала нашим предкам получать огонь, вернее, снопы искр при ударе кресалом по обломку пирита. Использовали её для приготовления красок и косметических средств. Знали её и древние индийцы, именно они дали название — «сира» — означает «желтый». Химический символ произошел от латинского слова «сульфур». Древние римляне называли серу «желчью бога Вулкана» (покровителя огня). Картина Карла Брюллова «Гибель Помпеи».

2. Рассмотрим положение элемента серы в таблице химических элементов.

а. Запишем характеристику элемента в тетрадях – работа учащихся с периодической системой химических элементов, с дальнейшей проверкой выполнения.

б. Составим модель строения атома с электронных позиций – задание выполняется на магнитной доске.

в. Запишем электронную и графические формулы.

г. Сделаем вывод о степенях окисления элемента серы.

3. Изучим физические свойства серы – простого вещества.

У вас на партах пакетики, аккуратно разворачиваем и рассматриваем вещество. Проверяем его отношение к воде – осторожно высыпаем содержимое пакетика на всю поверхность воды, не перемешивая (в инструктивной карточке – задание 1). Делаем выводы из наблюдений: сера – твердое вещество, желтого цвета, в размолотом состоянии « плавает» на поверхности воды, имея при этом плотность больше, чем у воды.

«Флотация» — (франц.) – это свойство, основанное на различной смачиваемости поверхностей, в данном случае воды и порошка серы, является способом обогащения полезных ископаемых.

Посмотрите, как ведет себя сера по отношению к другому растворителю – спирту. В нем она немного растворима. Демонстрацию проводит учитель.

4. На примере серы рассмотрим ещё раз природное явление – аллотропию.

Известно много модификаций серы с циклическим или линейным строением молекул различного состава. Рассмотрим это на рисунках: они спроецированы на экран

Структура молекулы S8 и модель структуры ромбической серы

Кристаллические модификации серы:
Слева – ромбическая. Справа – моноклинная

У серы 3 модификации: ромбическая, моноклинная и пластическая. Для серы причина аллотропии заключается в различном строении кристаллов её модификации. Наиболее устойчива — ромбическая сера, молекула которой состоит из 8 атомов, замкнутых в кольцо – S8 .

Пронаблюдаем за экспериментом. Нагреем порошкообразную серу в пламени спиртовки. Расплавленную жидкую серу, тонкой струйкой, осторожно выльем в стакан с холодной водой. Мы получим пластическую серу.

5. Рассмотрим химические свойства серы – простого вещества.

1. Горение серы. У меня в руках знакомый всем предмет – это коробочка со спичками. Зажжем спичку. Ощущается запах – это запах газа, который образуется при горении серы и называется – сернистый газ. Запишем уравнение этой реакции:

S0 + O20 = S+4O2-2 Составить электронный баланс.

2. Взаимодействие с водородом:

H20 + S0 = H2+1S-2 – газ сероводород, является ядовитым веществом, образуется как результат гниения органических соединений. О нем говорят – тухлые яйца пахнут сероводородом.

3. Реакции серы с металлами – образование сульфидов:

а. Na0 + S0 = Na2+1S-2. Для данного уравнения составить электронный баланс.

б. Hg0 + S0 = Hg+2S-2. Эта реакция имеет практическое значение. Процесс называется – демеркуризация– удаление и обезвреживание разлитой ртути.

Подведем итог: сера в реакциях с кислородом и металлами проявляет разные степени окисления: +4, -2.Являясь и восстановителем и окислителем.

На закрепление

: составить уравнения реакций серы с алюминием и цинком.

5. Сера в природе. Сейчас немного отдохнем, займемся « добычей серы». У вас в руках понятное и знакомое приспособление – ватные палочки. Откуда в нашем организме сера и зачем она нам нужна? Правильно, из продуктов питания. Вот некоторые из них: горох, яйца, овсяные хлопья. Обсудить с учащимися этот вопрос.
Переходим к работе с раздаточным материалом. Познакомьтесь с образцами природных минералов, содержащих серу.

Самостоятельная работа с раздаточным материалом и таблицей 8 учебника на странице 98 ( в инструктивной карточке – задание 2). Для учащихся даны образцы самородной серы и её сульфидные и сульфатные соединения: пирит, свинцовый блеск, медный колчедан, гипс.

6. Применение и роль серы. Одно изобретение человечества с использованием серы вы уже сегодня видели – это спички. А теперь посмотрите на эту конструкцию – чугунок, в котором находятся три компонента, а сверху камень. И это имеет отношение к нашей теме, история гласит, что это натолкнуло наблюдательного и конечно, грамотного человека на изобретение пушки.

Применения серы многообразны, об этом вы узнаете при подготовке домашнего задания. Обсудим это на следующем уроке.

Подведем итог нашего урока. Знакомство с элементом – серой – дало вам много новых, интересных фактов. Мы закрепили уже имеющиеся у вас навыки и умения. Желаю вам успешной работы дома по заданиям.

Домашнее задание: п.21, упр.3.4 стр.99. Найти ответ на вопрос: для чего в ушах сера?

Рефлексия.

Закончите любое из предложенных предложений:

  • Самым интересным на уроке для меня было … .
  • Самым неинтересным на занятии для меня было … .
  • Я научился … .
  • Теперь бы я хотел ещё узнать … .
  • Мне понравилось … .
  • Хотел бы вам сказать … .
  • Самым скучным на занятии было … .
  • Я буду вспоминать о … .

Инструктивная карточка.

1 задание. Аккуратно разверните пакетик с серой. Рассмотрите внешние признаки вещества: агрегатное состояние, цвет; Затем осторожно насыпайте на поверхность воды в стаканчик. Не мешайте! Сделайте выводы об отношении серы к воде (её плотность, растворимость).

2 задание. Рассмотрите образцы природных минералов, содержащих серу. Используя таблицу 8 на стр.98 учебника, запишите в тетрадь название и формулу минерала.

Литература.

  1. Габриелян О.С.Химия 9 класс. «Дрофа» 2005г.
  2. Габриелян О.С. Книга для учителя. Москва, «Вако» 2004г.
  3. Гридчин А. Элементы мироздания. Воронеж, 1985г.
  4. Золотая книга русской культуры. Москва, 2007г.
  5. Полосин В.С. Школьный эксперимент по неорганической химии. «Просвещение», 1970г.
  6. Смолеговский А.М.Энциклопедия химических элементов. «Дрофа» 2000г.

химический элемент Сера Sulfur-Sulphur — «Химическая продукция»

Что такое

Сера, sulfur-sulphur, характеристики, свойства

Сера — это химический элемент S элемент 16-й группы (по устаревшей классификации — главной подгруппы VI группы), третьего периода периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева, с атомным номером 16. Проявляет неметаллические свойства. Обозначается символом S (лат. sulfur). В водородных и кислородных соединениях находится в составе различных ионов, образует многие кислоты и соли. Многие серосодержащие соли малорастворимы в воде.

Сера класс химических элементов

Элемент S — относится к группе, классу хим элементов (…)

Элемент S свойство химического элемента Сера Sulfur-Sulphur

Основные характеристики и свойства элемента S…, его параметры.

формула химического элемента Сера Sulfur-Sulphur

Химическая формула Серы:

Атомы Сера Sulfur-Sulphur химических элементов

Атомы Sulfur-Sulphur хим. элемента

Sulfur-Sulphur Сера ядро строение

Строение ядра химического элемента Sulfur-Sulphur — S,

История открытия Сера Sulfur-Sulphur

Открытие элемента Sulfur-Sulphur — точное время открытия серы не установлено, но этот элемент использовался до нашей эры.

Сера использовалась жрецами в составе священных курений при религиозных обрядах. Она считалась произведением сверхчеловеческих существ из мира духов или подземных богов.

Очень давно сера стала применяться в составе различных горючих смесей для военных целей. Уже у Гомера описаны «сернистые испарения», смертельное действие выделений горящей серы. Сера, вероятно, входила в состав «греческого огня», наводившего ужас на противников.

Около VIII века китайцы стали использовать её в пиротехнических смесях, в частности, в смеси типа пороха. Горючесть серы, лёгкость, с которой она соединяется с металлами с образованием сульфидов (например, на поверхности кусков металла), объясняют то, что её считали «принципом горючести» и обязательной составной частью металлических руд.

Пресвитер Теофил (XII век) описывает способ окислительного обжига сульфидной медной руды, известный, вероятно, ещё в древнем Египте.

В период арабской алхимии возникла ртутно-серная теория состава металлов, согласно которой сера почиталась обязательной составной частью (отцом) всех металлов.

В дальнейшем она стала одним из трёх принципов алхимиков, а позднее «принцип горючести» явился основой теории флогистона. Элементарную природу серы установил Лавуазье в своих опытах по сжиганию.

С введением пороха в Европе началось развитие добычи природной серы, а также разработка способа получения её из пиритов; последний был распространён в древней Руси. Впервые в литературе он описан у Агриколы.

Сера в природе

Большие скопления самородной серы (с содержанием > 25 %) редки, они встречаются в местах вулканической активности, им сопутствуют сернистые фумаролы и сернистые воды.

Серная руда разрабатывается в месторождениях самородной серы, добывается из сульфидных руд и промышленных газов.

Серные бактерии могут окислять сероводород от гниющих органических остатков до серы и накапливать её

Природные минералы серы

Сера является шестнадцатым по химической распространённости элементом в земной коре. Встречается в свободном (самородном) состоянии и в связанном виде.

Важнейшие природные минералы серы: FeS2 — железный колчедан, или пирит, ZnS — цинковая обманка, или сфалерит (вюрцит), PbS — свинцовый блеск, или галенит, HgS — киноварь, Sb2S3 — антимонит, Cu2S — халькозин, CuS — ковеллин, CuFeS2 — халькопирит.

Сера присутствует в нефти, природном угле, природных газах и сланцах. Сера — шестой элемент по содержанию в природных водах, встречается в основном в виде сульфат-иона и обусловливает «постоянную» жёсткость пресной воды. Жизненно важный элемент для высших организмов, составная часть многих белков, концентрируется в волосах.

Сера Sulfur-Sulphur происхождение названия

Откуда произошло название Sulfur-Sulphur …

Распространённость Сера Sulfur-Sulphur

Как любой хим. элемент имеет свою распространенность в природе, S …

Получение Сера Sulfur-Sulphur

Sulfur-Sulphur — получение элемента —

В древности и в средние века серу добывали, вкапывая в землю большой глиняный горшок, на который ставили другой, с отверстием в дне. Последний заполняли породой, содержащей серу, и затем нагревали. Сера плавилась и стекала в нижний горшок.

В настоящее время серу получают главным образом путём выплавки самородной серы непосредственно в местах её залегания под землёй. Серные руды добывают разными способами — в зависимости от условий залегания. Залежам серы почти всегда сопутствуют скопления ядовитых газов — соединений серы. К тому же нельзя забывать о возможности её самовозгорания.

При добыче руды открытым способом экскаваторами снимают пласты пород, под которыми залегает руда. Взрывами рудный пласт дробят, после чего глыбы руды отправляют на сероплавильный завод, где из концентрата извлекают серу.

В 1890 г. Герман Фраш предложил плавить серу под землёй и через скважины, подобные нефтяным, выкачивать её на поверхность. Сравнительно невысокая (113 °C) температура плавления серы подтверждала реальность идеи Фраша. В 1890 г. начались испытания, приведшие к успеху.

Методы получения серы из серных руд

Известно несколько методов получения серы из серных руд:

  • пароводяные,
  • фильтрационные,
  • термические,
  • центрифугальные
  • экстракционные.

Сера в больших количествах содержится в природном газе в газообразном состоянии (в виде сероводорода, сернистого ангидрида). При добыче она откладывается на стенках труб и оборудования, выводя их из строя. Поэтому её улавливают из газа как можно быстрее после добычи. Полученная химически чистая мелкодисперсная сера является идеальным сырьём для химической и резиновой промышленности.

Серу из природного сернистого газа получают методом Клауса. Для этого используются так называемые серные ямы, где происходит дегазация серы, на выходе получают модифицированную серу — продукт, широко использующийся в производстве асфальта. Технологические установки для получения серы обычно включают в себя ямы недегазированной серы, ямы дегазации, ямы хранения дегазированной серы, а также налив жидкой серы и склад комовой серы.

Стены ямы обычно делают из кирпича, дно заливают бетоном, а сверху закрывают яму алюминиевой крышей. Так как сера — это весьма агрессивная среда, ямы периодически приходится полностью реконструировать.

Крупнейшее месторождение самородной серы вулканического происхождения находится на острове Итуруп с запасами категории A+B+C1 — 4227 тыс. тонн и категории C2 — 895 тыс. тонн, что достаточно для строительства предприятия мощностью 200 тыс. тонн гранулированной серы в год.

Физические свойства Сера Sulfur-Sulphur

Основные свойства Sulfur-Sulphur

Изотопы Sulfur-Sulphur Сера, таблица изотопов серы

Наличие и определение изотопов Sulfur-Sulphur  — природная Сера состоит из четырёх стабильных изотопов:

32S (95,02 %), 33S (0,75 %), 34S (4,21 %), 36S (0,02 %).

Получены также искусственные радиоактивные изотопы

31S (T½ = 2,4 с), 35S (T½ = 87,1 сут), 37S (Т½= 5,04 мин) и другие.

Изотопы серы — разновидности атомов (и ядер) химического элемента серы, имеющие разное содержание нейтронов в ядре.

S свойства изотопов Сера Sulfur-Sulphur

Символ
нуклида
Z ( p ) N( n ) Масса
изотопа( а. е. м. )
Период полураспада (T 1/2 ) Спин и
чётность ядра
Энергия возбуждения
26 S 16 10 26,02788 10,0 мс 0+
27 S 16 11 27,01883 15,5 мс 5/2+
28 S 16 12 28,00437 125,0 мс 0+
29 S 16 13 28,99661 187,0 мс 5/2+
30 S 16 14 29,984903 1,178 с 0+
31 S 16 15 30,9795547 2,572 с 1/2+
32 S 16 16 31.97207100(15) стабилен 0+
33 S 16 17 32,97145876 стабилен 3/2+
34 S 16 18 33,96786690 стабилен 0+
35 S 16 19 34,96903216 87,51 сут 3/2+
36 S 16 20 35,96708076 стабилен 0+
37 S 16 21 36,97112557 5,05 мин 7/2-
38 S 16 22 37,971163 170,3 мин 0+
39 S 16 23 38,97513 11,5 с 5/2-
40 S 16 24 39,97545 8,8 с 0+
41 S 16 25 40,97958 1,99 с 7/2-
42 S 16 26 41,98102 1,013 с 0+
43 S 16 27 42,98715 260,0 мс 3/2-
43m S 319 кэВ 480,0 нс 7/2-
44 S 16 28 43,99021 100,0 мс 0+
45 S 16 29 44,99651 68,0 мс 3/2-
46 S 16 30 46,00075 50,0 мс 0+
47 S 16 31 47,00859 20,0 мс 3/2-
48 S 16 32 48,01417 10,0 мс 0+
49 S 16 33 49,02362 200,0 нс 3/2-

Химические свойства Сера Sulfur-Sulphur

Определение химических свойств Sulfur-Sulphur

Меры предосторожности Сера Sulfur-Sulphur

Внимание! Внимательно ознакомьтесь с мерами безопасности при работе с Sulfur-Sulphur

Стоимость Сера Sulfur-Sulphur

Рыночная стоимость S, цена Сера Sulfur-Sulphur

Юникод

В Юникоде есть алхимический символ серы.

Кодировка по Unicode и HTML
Кодировка по Unicode и HTML
Графема Unicode HTML
Код Название Шестнадцатеричное Десятичное Мнемоника
🜍 U+1F70D ALCHEMICAL SYMBOL FOR SULFUR 🜍 🜍

Примечания

Список примечаний и ссылок на различные материалы про хим. элемент S

  • Соединения серы
  • Жупел
  • Акарициды
  • Ушная сера
  • Desulfobulbus propionicus — бактерия, осуществляющая диспропорционирование серы

Конспект урока «Сера как простое вещество. Аллотропия и свойства серы».

МУНИЦИПАЛЬНОЕ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

СРЕДНАЯ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНАЯ ШКОЛА пос. МИС

КОНСПЕКТ УРОКА

«Сера как простое вещество.

Аллотропия и свойства серы».

Учитель химии Сокова Т. В.

Цель урока:

Охарактеризовать положение серы в Периодической системе, строение атома, физические и химические свойства серы.

Охарактеризовать природные соединения серы, а также области ее применения.

Закрепить УУД учащихся по составлению уравнений окислительно-восстановительных реакций.

Оборудование:

Периодическая система химических элементов Д.И.Менделеева,

компьютер, проектор, экран, презентация.

Реактивы:

Сера кристаллическая, спиртовка, спички, пробирка с держателем, большая емкость с холодной водой.

Ход урока:

Подвести учащихся к осознанию темы, целей, задач урока.

-Самоопределение(Л)

-Смыслообразование(Л)

-Целеполагание (П)

-Планирование учебного сотрудничества с учителем и сверсниками (К)

Мы продолжаем изучать элементы подгруппы кислорода.

Вопросы учащимся:

— По каким признакам элементы объединяются в подгруппы?

— Вспомните, какие элементы входят в подгруппу кислорода?

-Какой еще представитель из этой подгруппы заслуживает внимания?

Следовательно, тема урока – сера.

— С чего мы должны начать изучение данного элемента?

План на сегодняшний урок – физические, химические свойства серы; нахождение в природе и еще аллотропные модификации.

2. Актуализация (повторение) знаний

Организовать подготовку учащихся к объяснению нового материала.

-анализ, синтез, сравнение, обобщение (П)

— осознанное и произвольное построение речевого высказывания (П)

— выражение своих мыслей с достаточной полнотой и точностью (К)

— аргументация своего мнения (К)

— использование критериевдля обоснования своего суждения (К)

Вопросы учащимся:

-Какая связь существует между элементом и простым веществом?

Давайте вместе дадим характеристику элементу сера по плану:

1. Каков химический знак?

2. В какой группе периодической системы находится?

3. В каком периоде находится?

4. Какой порядковый номер?

5. Какая относительная атомная масса?

6. Сколько электронов в атоме? Расположите электроны на энергетических уровнях.

7. Какая электронная формула серы?

8.Какие валентности проявляет сера?

Ответы этих вопросов записываются у доски и в тетрадях.

Проверка на слайде в презентации — самоконтроль

3. Объяснение нового материала

— анализ, синтез, сравнение, обобщение, аналогия (П)

-подведение под понятие(П)

— определение основной и второстепенной информации (П)

-постановка и формулирование проблемы (П)

-структурирование знаний(П)

-осознаное и произвольное построение речевого высказывания (П)

-выражение своих мыслей с достаточной полнотой и точностью (К)

— аргументация своего мнения и позиции в коммуникации (К)

-учет разных мнений, координирование в сотрудничестве разных позиций (К)

— разрешение конфликтов (К)

А теперь разберем нахождение серы в природе.

Сера самородная (слайд), минерал из класса самородных элементов.  Самородная сера жёлтого цвета, при наличии примесей — бурая до чёрной; содержит включения карбонатов, сульфатов, глины. Блеск смолистый до жирного, хрупкая.

-Найдите в учебнике месторождения самородной серы, выпишите.

Мирабилит (слайд) (от лат. mirabilis — удивительный; назван немецким химиком И. Р. Глаубером), глауберова соль, минерал из класса сульфатов, химический состав Na2[SO4] ×10H2O. Легко растворим в воде, раствор обладает горько-солёным вкусом. В сухом виде быстро теряет воду и переходит в белый порошковидный безводный минерал — тенардит (Na2SO4). Встречается в соляных озёрах, мелководных заливах и горячих источниках; образует также выцветы на почве.

Мирабилит используется главным образом в химической промышленности для получения соды, едкого натра, в стекольной, красочной и других отраслях промышленности, а также в медицине.

Пирит (слайд) (греч. pyríteslíthos, буквально — камень, высекающий огонь, от pýr — огонь; название связано со свойством пирита давать искры при ударе), серный колчедан, железный колчедан, минерал химического состава FeS2 (46,6% Fe, 53,4% S). Нередки примеси Со, Ni, As, Cu, Au, Se и др.

Цвет светлый, латунно-жёлтый; блеск металлический.

Пирит является сырьём для получения серной кислоты, серы и железного купороса.

Сера – жизненно важный химический элемент. (слайд) Сера входит в состав белков. Особенно много серы в белках волос, рогов, шерсти. Кроме этого сера является составной частью биологически активных веществ: витаминов и гормонов. При недостатке серы в организме наблюдается хрупкость и ломкость костей и выпадение волос. Серой богаты бобовые растения (горох, чечевица), овсяные хлопья, яйца.

Теперь разберем физические свойства серы и ее аллотропные модификации.

-Рассмотрев образец серы,что вы можете сказать о физических свойствах?

-Какими еще физическими свойствами обладает сера?- найдите в учебнике. Выпишите.

(Твёрдое, кристаллическое вещество желтого цвета, без запаха.

Как и все неметаллы плохо проводит теплоту и не проводит электрический ток.

Сера в воде не растворяется.

Температура плавления 1200С)

Сера образует две относительно устойчивые модификации: ромбическую и моноклинную.(слайд)

Демонстрация опыта.(получение моноклинной и пластической серы)

Химические свойства серы:

Окислительные свойства серы

1. взаимодействие с металлами(кроме благородных) — образование сульфидов

— напишите окислительно- восстановительный баланс взаимодействия натрия с серой

(ученик у доски)

2. взаимодействие с водородом

— напишите уравнение реакции взаимодействия водорода с серой

(ученик у доски)

Восстановительные свойства серы

1. взаимодействие с кислородом

-напишите окислительно – восстановительный баланс взаимодействия серы с кислородом (ст. ок. +4)

(ученик у доски)

2. взаимодействие с галогенами

— напишите уравнение реакции взаимодействия серы с фтором

( ст. ок. +6)

(ученик у доски)

3. взаимодействие с кислотами – окислителями (слайд)

Перепишите уравнение реакции в тетрадь.

Серу применяют для производства серной кислоты, вулканизации каучука,в пиротехнике, в производстве охотничьего порохаиспользуют как фунгицид в с/х.

Проверка на слайде в презентации —

самоконтроль

Проверка на слайде в презентации-

самоконтроль

Проверка на слайде в презентации — самоконтроль

самоконтроль

самоконтроль

самоконтроль

4. первичное закрепление с проговариванием вслух

Осуществить контроль полученных знаний, провести коррекцию полученной информации.

-анализ, сравнение, обобщение,

классификация (П)

— использование знаково – символических средств (П)

-подведение под понятие (П)

-становление причинно -следственных связей (П)

— выполнение действий по алгоритму (П)

— осознанное и произвольное построение речевого высказывания (П)

-построение логической цепи рассуждений, доказательство (П)

— выражение своих мыслей с достаточной полнотой и точностью (К)

— адекватное использование речевых средств для решения коммуникативных задач(К)

-формулирование и аргументация своего мнения (К)

— использование критериев для обоснования своего суждения (К)

— достижение договоренностей и согласование общего решения (К)

— осознание ответственности за общее дело (Л)

— Теперь выполним небольшое задание.

Из данного перечня веществ выберите те, с которыми взаимодействует сера:

Вода, хлор, сульфат натрия, золото, серная концентрированная кислота, железо.

Проверка на слайде в презентации

5. самостоятельная работа с самопроверкой по эталону

Выполнение задания нового вида с самопроверкой, корректирование ошибок, доработка заданий.

— анализ, синтез, сравнение, обобщение, аналогия,

классификация (П)

— использование знаково – символических средств (П)

-подведение под понятие (П)

— выполнение действий по алгоритму (П)

— осознанное и произвольное построение речевого высказывания (П)

— доказательство (П)

— контроль (Р)

-коррекция (Р)

— оценка (Р)

— волеваясаморегуляция в ситуации затруднения (Р)

Выполнение теста.

1. Наибольшую электроотрицательность имеет химический элемент:

А. кислород

Б. селен

В. теллур

Г. сера

2. Кислород проявляет положительную степень окисления в соединении:

А. SO2

Б. CuO

В. OF2

Г. H2O

3. Соединения серы с металлами называются:

А. сульфатами

Б. сульфитами

В. cульфидами

Г. сернистыми металлами

4. Сера не взаимодействует:

А. с водородом

Б. с кислородом

В. cметаллами

Г. с водой

5. Распределению электронов по слоям в атоме серы отвечает схема:

А. 2,8,6

Б. 2,8,8

В. 2,8,2

Г. 2,8

— Проверили правильные ответы и поставили оценку соседу по парте.

Проверка на слайде в презентации —

взаимоконтроль

6. Включение в систему знаний и повторение

связь полученных знанийс изученным ранее материалом

— нравственно- эстетическое оценивание усваиваемого содержания (Л)

— анализ, синтез, сравнение, обобщение, аналогия,

классификация (П)

— понимание тексстов, извлечение необходимой информации (П)

-подведение под понятие (П)

-моделирование , преобразование модели (П)

-использование знаково – символических средств (П)

-установление причинно — следственных связей(П)

— построение логической цепи рассуждений, выведение следствий (П)

-самостоятельное создание алгоритмов деятельности (П)

-выполнение действий по алгоритму (П)

— доказательство (П)

— осознанное и произвольное построение речевого высказывания (П)

— контроль, коррекция,оценка (Р)

Решение задачи.

Для уничтожения микробов и бактерий можно использовать диоксид серы, его также применяют в качестве консервирующего средства при сушке чернослива и других фруктов. Вычислите, сколько образуется оксида серы (IV) при горении 10 грамм серы в кислороде, объемом 1 литр?

7. рефлексия учебной деятельности на уроке

Самооценка учениками собственной учебной деятельности

— рефлексия способов и условий действий (П)

— контроль и оценка процесса и результатов деятельности (П)

-самооценка на основе критерия успешности (Л)

— адекватное понимание причин успеха и неуспеха в учебной деятельности (Л)

-выражение своих мыслей с достаточной полнотой и точностью (К)

— формирование и аргументация своего мнения , учет разных мнений (К)

— использование критериев для обоснования своего суждения (К)

— планирование учебного сотрудничества (К)

— следование в поведении моральным нормам и этическим требованиям (Л)

Рефлексия

Выбрать начало фразы (презентация) и продолжить его.

(1. сегодня я узнал ….

2. было интересно ……

3. было трудно …….

4. я выполнял задания…

5. я понял, что…

6. теперь я могу…

7. я почувствовал, что…

8. я приобрел…

9. я научился…

10. у меня получилось …

11. я смог…

12. я попробую…

13. меня удивило…

14. урок дал мне для жизни…

15. мне захотелось…)

Домашнее задание

-подготовить краткие иллюстрированные рефераты- сообщения – «История серы», «Применение серы»

— §17,задачник — № 3-10, 3-23.

Загадки ушной серы: зачем она нам?

  • Джейсон Голдман
  • BBC Future

Автор фото, Getty

Сера, которая выделяется у нас в ушах, — странная штука. Зачем она, из чего состоит? И правда ли, что она нужна для того, чтобы убивать паразитов? Обозреватель BBC Future ищет ответ на эти вопросы.

Киты никогда не чистят уши. Год за годом там собирается сера, по которой можно прочитать всю историю их жизни, рассказанную языком жирных кислот, спиртов и холестерина.

Подобное вещество накапливается в слуховых проходах многих млекопитающих, в том числе и людей.

Правда, у нас ушная сера не такая интересная. Написать по ней биографию человека не получится, ведь большинство из нас регулярно чистит уши (об этом мы еще поговорим ниже).

Однако за этой низменной субстанцией стоит высокая наука.

Ушная сера вырабатывается только в наружной части слухового прохода, где располагается от одной до двух тысяч сальных желез (кстати, на голове такие же железы обеспечивают естественную смазку волос) и видоизмененных потовых желез.

К полученному секрету добавляются волоски, отмершие клетки кожи и другие отходы жизнедеятельности организма — и ушная сера готова.

В течение долгого времени считалось, что эта субстанция служит преимущественно для смазки (поначалу ее даже использовали при изготовлении бальзамов для губ).

Кроме того, как утверждалось, она препятствует попаданию насекомых через слуховой проход в голову человека.

А некоторые даже полагают, что ушная сера, помимо всего прочего, является антибиотиком.

Автор фото, Getty

Подпись к фото,

У некоторых сера влажная и жирная, а у некоторых — посуше и потверже

В 1980 году научные сотрудники Национального объединения институтов здравоохранения США Туу Цзи Чай и Тоби Си Чай с помощью приспособления, которое они назвали «стерильным захватом для ушной серы», взяли у 12 человек пробы этого вещества и смешали их в спиртовом растворе.

Затем в полученную среду были помещены бактерии. Выяснилось, что раствор убивает 99% бактерий некоторых штаммов, в том числе палочку инфлюэнцы H. influenzae (которая, как ни странно, вызывает не инфлюэнцу) и один из штаммов кишечной палочки под названием K-12.

Другие штаммы кишечной палочки, а также стрептококки и стафилококки оказались более живучими — уровень смертности этих бактерий под воздействием ушной серы колебался от 30% до 80%.

Но очевидно, что ушная сера оказала бактерицидное действие на все 10 видов бактерий, участвовавших в исследовании.

Аналогичные результаты были получены в 2011 году в Германии. Ученые установили, что в ушной сере содержится десять пептидов, способных предотвращать развитие бактерий и грибка.

По мнению исследователей, инфекции в наружной части слухового канала происходят именно вследствие сбоя в защитном механизме, функционирование которого зависит от ушной серы.

Однако исследование, проведенное в 2000 году в университете Ла-Лагуна на Канарских островах (Испания), дало совершенно противоположные результаты.

По наблюдениям ученых, ушная сера не оказала практически никакого воздействия на стафилококки, а в большинстве случаев и вовсе способствовала размножению бактерий, в том числе кишечной палочки, по-видимому, создавая для них богатую питательную среду.

И это не единственное исследование, итоги которого ставят под сомнение противомикробные свойства ушной серы.

Пролить свет на причину столь существенных расхождений в выводах, сделанных учеными в рамках этих и других исследований, помогает одна деталь.

В экспериментах, проведенных в 1980 и 2011 годах, использовалась сухая ушная сера, тогда как в 2000 году ученые выбрали для тестирования именно влажную форму.

Совершенно неясно, влияет ли на самом деле это различие на приписываемые ушной сере противомикробные свойства, но гипотеза кажется заманчивой, тем более что оба вида серы состоят, по сути, из одних и тех же ингредиентов.

Впрочем, если вы не заглядывали в уши друзей, чтобы посмотреть, как выглядит их сера, вы, наверное, не меньше моего удивитесь, узнав, что сера действительно бывает двух видов. Откровенничать так откровенничать — у меня сера влажная.

Автор фото, Science Photo Library

Подпись к фото,

Промывание ушей с помощью шприца позволяет удалить излишки серы без риска повредить барабанную перепонку

Тип ушной серы определяется генетически и сводится к разнице в одну-единственную букву в одном-единственном гене — ABCC11.

Если в начале названия этого гена стоит А — у человека сухая сера, если G — влажная (кстати, и запах у этих двух типов различается).

С помощью ушной серы ученые даже пытались определить направления миграции населения в древности.

У потомков европейцев и африканцев сера чаще всего влажная, а у выходцев из Восточной Азии — обычно сухая и чешуйчатая.

На тихоокеанских островах, в Центральной и Малой Азии, а также среди коренного населения Америки и инуитов наблюдается более равномерное распределение этих двух типов.

Впрочем, для большинства из нас самая актуальная проблема, касающаяся ушной серы, — каким способом ее удалить.

Судя по всему, этот вопрос остро стоял на повестке дня, по крайней мере, с I века н. э.

В своем трактате De Medicina («О медицине») римский врач Авл Корнелий Цельс предлагает целый ряд методов удаления скопившейся в слуховых проходах серы.

«Если это корка, — пишет он, по-видимому, имея в виду сухую серу, — внутрь вливают нагретое растительное масло, перемешанное либо с ярь-медянкой на меду или с соком лука-порея, либо с небольшим количеством соды, растворенным в медовом вине». Ух!

После разрыхления серы ее можно вымыть из уха водой. Но «если это грязь» — что, по-видимому, обозначает влажный тип ушной серы, — «внутрь вводят уксус с небольшим количеством соды, и когда грязь размягчается, ухо промывают».

Кроме того, Цельс советует «промыть ухо бобровой струей, смешанной с уксусом, лавровым маслом и соком из кожуры молодого редиса или соком дикорастущего огурца с добавлением измельченных листьев розы. Закапывание сока незрелого винограда с розовым маслом также дает хорошие результаты при глухоте».

Эта рекомендация больше смахивает на рецепт ведьмина зелья, чем на цитату из научного трактата, но врачи и по сей день используют миндальное или оливковое масло для размягчения серной пробки — перед тем, как попытаться ее удалить.

Надо сказать, у некоторых людей проблема серных пробок действительно стоит настолько остро, что для ее решения требуется медицинское вмешательство.

Автор фото, Getty

Подпись к фото,

Врачи до сих пор используют оливковое масло для разрыхления серных пробок

По данным анализа, проведенного в 2004 году, в Великобритании ежегодно обращается к врачу с этой проблемой около 2,3 млн человек и обрабатывается около 4 млн ушей.

Чаще всего серные пробки образуются у лиц старшего возраста, детей и людей с нарушениями в обучаемости.

Разумеется, эта проблема может повлечь за собой потерю слуха, но, кроме того, еще и социальную изоляцию и даже паранойю в легкой форме.

«У некоторых пациентов с серными пробками, — пишут ученые, — также обнаруживается перфорация барабанной перепонки».

Однако поскольку ушная сера сама по себе не может повредить слуховую мембрану, напрашивается вывод о том, что пациенты сами наносят себе эту травму — возможно, при попытке самостоятельно извлечь серную пробку.

В связи с тем, что использовать ватные палочки для извлечения пробок рискованно — даже квалифицированным врачам, в большинстве случаев используется какое-нибудь размягчающее средство с последующим промыванием уха.

Однако мнения врачей по поводу оптимального размягчителя и пользы промывания как такового расходятся.

В 2012 году научные сотрудники медицинского факультета Миннесотского университета (США) Анджали Вайдя и Дайана Джей Мэдлон-Кэй пришли к выводу о том, что применение средств для размягчения ушной серы, промывание ушей и другие способы ручного удаления серных пробок хотя и имеют право на существование, но ни один из этих методов не является гарантированно более правильным, безопасным или эффективным, чем остальные.

И все же проведение данной процедуры лучше доверить специалистам. Несмотря на все сопутствующие риски, некоторые люди, приняв душ, смело тычут в уши ватной палочкой, прекрасно зная, что врачи не рекомендуют этого делать.

Чересчур активное воздействие может привести к перфорации барабанной перепонки или, как это ни парадоксально, к проникновению серы еще глубже в слуховой проход.

Более того, иногда вата соскакивает с палочки и остается в слуховом проходе как инородное тело.

В общем, главное, что следует запомнить: не используйте палочки для чистки ушей! Или, по крайней мере, не засовывайте их вглубь слухового прохода.

Еще одно средство альтернативной медицины, которого следует избегать как огня, — обработка ушей свечой.

Этот способ состоит в том, чтобы взять полую восковую или парафиновую свечу, поднести ее к уху и зажечь противоположный конец.

Считается, будто жар внутри пустой свечи вытягивает ушную серу из слухового прохода, и после этого ее легко удалить.

Если эта идея кажется вам безумной, вы совершенно правы. Она ничем не обоснована.

Кроме того, известно много случаев попадания расплавленного воска на барабанную перепонку, что очень болезненно и опасно. Так что считайте, что мы вас предупредили.

Сера — это… Что такое Сера?

Внешний вид простого вещества

Светло-жёлтое хрупкое твёрдое вещество
Свойства атома
Имя, символ, номер

Сера / Sulfur (S), 16

Атомная масса
(молярная масса)

32,066 а. е. м. (г/моль)

Электронная конфигурация

[Ne] 3s2 3p4

Радиус атома

127 пм

Химические свойства
Ковалентный радиус

102 пм

Радиус иона

30 (+6e) 184 (-2e) пм

Электроотрицательность

2,58 (шкала Полинга)

Электродный потенциал

0

Степени окисления

+6, +4, +2, 0, -1, −2

Энергия ионизации
(первый электрон)

999,0 (10,35) кДж/моль (эВ)

Термодинамические свойства простого вещества
Плотность (при н. у.)

2,070 г/см³

Температура плавления

386 К (112,85 °С)

Температура кипения

717,824 К (444,67 °С)

Теплота плавления

1,23 кДж/моль

Теплота испарения

10,5 кДж/моль

Молярная теплоёмкость

22,61[1] Дж/(K·моль)

Молярный объём

15,5 см³/моль

Кристаллическая решётка простого вещества
Структура решётки

орторомбическая

Параметры решётки

a=10,437 b=12,845 c=24,369 Å

Прочие характеристики
Теплопроводность

(300 K) 0,27 Вт/(м·К)

Се́ра — элемент 16-й группы (по устаревшей классификации — главной подгруппы VI группы), третьего периода периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева, с атомным номером 16. Проявляет неметаллические свойства. Обозначается символом S (лат. sulphur). В водородных и кислородных соединениях находится в составе различных ионов, образует многие кислоты и соли. Многие серосодержащие соли малорастворимы в воде.

Сера является шестнадцатым по химической распространённости элементом в земной коре. Встречается в свободном (самородном) состоянии и связанном виде.

Важнейшие природные соединения серы: FeS2 — железный колчедан или пирит, ZnS — цинковая обманка или сфалерит (вюрцит), PbS — свинцовый блеск или галенит, HgS — киноварь, Sb2S3 — антимонит. Кроме того, сера присутствует в нефти, природном угле, природных газах и сланцах. Сера — шестой элемент по содержанию в природных водах, встречается в основном в виде сульфат-иона и обуславливает «постоянную» жёсткость пресной воды. Жизненно важный элемент для высших организмов, составная часть многих белков, концентрируется в волосах.

История открытия

Сера в самородном состоянии, а также в виде сернистых соединений известна с древнейших времён. С запахом горящей серы, удушающим действием сернистого газа и отвратительным запахом сероводорода человек познакомился, вероятно, ещё в доисторические времена. Именно из-за этих свойств сера использовалась жрецами в составе священных курений при религиозных обрядах. Сера считалась произведением сверхчеловеческих существ из мира духов или подземных богов. Очень давно сера стала применяться в составе различных горючих смесей для военных целей. Уже у Гомера описаны «сернистые испарения», смертельное действие выделений горящей серы. Сера, вероятно, входила в состав «греческого огня», наводившего ужас на противников. Около VIII в. китайцы стали использовать её в пиротехнических смесях, в частности, в смеси типа пороха. Горючесть серы, лёгкость, с которой она соединяется с металлами с образованием сульфидов (например, на поверхности кусков металла), объясняют то, что её считали «принципом горючести» и обязательной составной частью металлических руд. Пресвитер Теофил (XII в.) описывает способ окислительного обжига сульфидной медной руды, известный, вероятно, ещё в древнем Египте. В период арабской алхимии возникла ртутно-серная теория состава металлов, согласно которой сера почиталась обязательной составной частью (отцом) всех металлов. В дальнейшем она стала одним из трёх принципов алхимиков, а позднее «принцип горючести» явился основой теории флогистона. Элементарную природу серы установил Лавуазье в своих опытах по сжиганию. С введением пороха в Европе началось развитие добычи природной серы, а также разработка способа получения её из пиритов; последний был распространён в древней Руси. Впервые в литературе он описан у Агриколы. Таким образом, точно происхождение серы не установлено, но, как сказано выше, этот элемент использовался до Рождества Христова, а значит знаком людям с давних времён.

Кристаллы серы среди щёток арагонита

Происхождение названия

Слово «сера», известное в древнерусском языке с XV в., заимствовано из старославянского «сѣра» – «сера, смола», вообще «горючее вещество, жир». Этимология слова не выяснена до настоящих времен, поскольку первоначальное общеславянское название вещества утрачено и слово дошло до современного русского языка в искаженном виде[2].

По предположению Фасмера[3], «сера» восходит к лат. sera – «воск» или лат. serum – «сыворотка».

Латинское sulphur (происходящее из эллинизированного написания этимологического sulpur) предположительно восходит к индоевропейскому корню *swelp — «гореть»[4].

Происхождение серы

Большие скопления самородной серы встречаются не так уж часто. Чаще она присутствует в некоторых рудах. Руда самородной серы — это порода с вкраплениями чистой серы.

От того, образовались эти вкрапления одновременно с сопутствующими породами или позже, зависит направление поисковых и разведочных работ. Существует несколько совершенно различных теорий по этому вопросу.

Теория сингенеза (то есть одновременного образования серы и вмещающих пород) предполагает, что образование самородной серы происходило в мелководных бассейнах. Особые бактерии восстанавливали сульфаты, растворённые в воде, до сероводорода, который поднимался вверх, попадал в окислительную зону и здесь химическим путём или при участии других бактерий окислялся до элементарной серы. Сера осаждалась на дно, и впоследствии содержащий серу ил образовал руду.

Теория эпигенеза (вкрапления серы образовались позднее, чем основные породы) имеет несколько вариантов. Самый распространённый из них предполагает, что подземные воды, проникая сквозь толщи пород, обогащаются сульфатами. Если такие воды соприкасаются с месторождениями нефти или природного газа, то ионы сульфатов восстанавливаются углеводородами до сероводорода. Сероводород поднимается к поверхности и, окисляясь, выделяет чистую серу в пустотах и трещинах пород.

В последние десятилетия находит всё новые подтверждения одна из разновидностей теории эпигенеза — теория метасоматоза (в переводе с греческого «метасоматоз» означает замещение). Согласно ей в недрах постоянно происходит превращение гипса CaSO4-H2O и ангидрита CaSO4 в серу и кальцит СаСО3. Эта теория создана в 1935 году советскими учёными Л. М. Миропольским и Б. П. Кротовым. В её пользу говорит, в частности, такой факт.

В 1961 году в Ираке было открыто месторождение Мишрак. Сера здесь заключена в карбонатных породах, которые образуют свод, поддерживаемый уходящими вглубь опорами (в геологии их называют крыльями). Крылья эти состоят в основном из ангидрита и гипса. Такая же картина наблюдалась на отечественном месторождении Шор-Су.

Геологическое своеобразие этих месторождений можно объяснить только с позиций теории метасоматоза: первичные гипсы и ангидриты превратились во вторичные карбонатные руды с вкраплениями самородной серы. Важно не только соседство минералов — среднее содержание серы в руде этих месторождений равно содержанию химически связанной серы в ангидрите. А исследования изотопного состава серы и углерода в руде этих месторождений дали сторонникам теории метасоматоза дополнительные аргументы.

Но есть одно «но»: химизм процесса превращения гипса в серу и кальцит пока не ясен, и потому нет оснований считать теорию метасоматоза единственно правильной. На земле и сейчас существуют озёра (в частности, Серное озеро близ Серноводска), где происходит сингенетическое отложение серы и сероносный ил не содержит ни гипса, ни ангидрита.

Всё это означает, что разнообразие теорий и гипотез о происхождении самородной серы — результат не только и не столько неполноты наших знаний, сколько сложности явлений, происходящих в недрах. Ещё из элементарной школьной математики все мы знаем, что к одному результату могут привести разные пути. Этот закон распространяется и на геохимию.

Получение

Гранулированная сера

В древности и в средние века серу добывали, вкапывая в землю большой глиняный горшок, на который ставили другой, с отверстием в дне. Последний заполняли породой, содержащей серу, и затем нагревали. Сера плавилась и стекала в нижний горшок.

В настоящее время серу получают главным образом путём выплавки самородной серы непосредственно в местах её залегания под землёй. Серные руды добывают разными способами — в зависимости от условий залегания. Залежам серы почти всегда сопутствуют скопления ядовитых газов — соединений серы. К тому же нельзя забывать о возможности её самовозгорания.

Добыча руды открытым способом происходит так. Шагающие экскаваторы снимают пласты пород, под которыми залегает руда. Взрывами рудный пласт дробят, после чего глыбы руды отправляют на сероплавильный завод, где из концентрата извлекают серу.

В 1890 г. Герман Фраш, предложил плавить серу под землёй и через скважины, подобные нефтяным, выкачивать её на поверхность. Сравнительно невысокая (113 °C) температура плавления серы подтверждала реальность идеи Фраша. В 1890 г. начались испытания, приведшие к успеху.

Известно несколько методов получения серы из серных руд: пароводяные, фильтрационные, термические, центрифугальные и экстракционные.

Также сера в больших количествах содержится в природном газе в газообразном состоянии (в виде сероводорода, сернистого ангидрида). При добыче она откладывается на стенках труб и оборудования, выводя их из строя. Поэтому её улавливают из газа как можно быстрее после добычи. Полученная химически чистая мелкодисперсная сера является идеальным сырьём для химической и резиновой промышленности.

Крупнейшее месторождение самородной серы вулканического происхождения находится на острове Итуруп с запасами категории A+B+C1 — 4227 тыс. тонн и категории C2 — 895 тыс. тонн, что достаточно для строительства предприятия мощностью 200 тыс. тонн гранулированной серы в год.

Производители

Основными производителями серы в России являются предприятия ОАО Газпром: ООО Газпром добыча Астрахань и ООО Газпром добыча Оренбург, получающие её как побочный продукт при очистке газа.

Применение

Серу применяют для производства серной кислоты, вулканизации каучука, как фунгицид в сельском хозяйстве и как сера коллоидная — лекарственный препарат. Также сера в составе серобитумных композиций применяется для получения сероасфальта, а в качестве заместителя портландцемента — для получения серобетона.

Свойства

Физические свойства

Природный сросток кристаллов самородной серы

Сера существенно отличается от кислорода способностью образовывать устойчивые цепочки и циклы из атомов. Наиболее стабильны циклические молекулы S8, имеющие форму короны, образующие ромбическую и моноклинную серу. Это кристаллическая сера — хрупкое вещество жёлтого цвета. Кроме того, возможны молекулы с замкнутыми (S4, S6) цепями и открытыми цепями. Такой состав имеет пластическая сера, вещество коричневого цвета, которая получается при резком охлаждении расплава серы (пластическая сера уже через несколько часов становится хрупкой, приобретает жёлтый цвет и постепенно превращается в ромбическую). Формулу серы чаще всего записывают просто S, так как она, хотя и имеет молекулярную структуру, является смесью простых веществ с разными молекулами. В воде сера нерастворима, некоторые её модификации растворяются в органических растворителях, например в сероуглероде, скипидаре. Плавление серы сопровождается заметным увеличением объёма (примерно 15 %). Расплавленная сера представляет собой жёлтую легкоподвижную жидкость, которая выше 160 °C превращается в очень вязкую тёмно-коричневую массу. Наибольшую вязкость расплав серы приобретает при температуре 190 °C; дальнейшее повышение температуры сопровождается уменьшением вязкости и выше 300 °C расплавленная сера снова становится подвижной. Это связано с тем, что при нагревании серы она постепенно полимеризуется, увеличивая длину цепочки с повышением температуры. При нагревании серы свыше 190 °C полимерные звенья начинают рушиться. Сера может служить простейшим примером электрета. При трении сера приобретает сильный отрицательный заряд[5].

Химические свойства

Горение серы

На воздухе сера горит, образуя сернистый ангидрид — бесцветный газ с резким запахом:

С помощью спектрального анализа установлено, что на самом деле процесс окисления серы в двуокись представляет собой цепную реакцию и происходит с образованием ряда промежуточных продуктов: моноокиси серы S2O2, молекулярной серы S2, свободных атомов серы S и свободных радикалов моноокиси серы SO[6].

Восстановительные свойства серы проявляются в реакциях серы и с другими неметаллами, однако при комнатной температуре сера реагирует только со фтором:

Расплав серы реагирует с хлором, при этом возможно образование двух низших хлоридов[7]:

При нагревании сера также реагирует с фосфором, образуя смесь сульфидов фосфора[8], среди которых — высший сульфид P2S5:

Кроме того, при нагревании сера реагирует с водородом, углеродом, кремнием:

(сероводород)
(сероуглерод)

При нагревании сера взаимодействует со многими металлами, часто — весьма бурно. Иногда смесь металла с серой загорается при поджигании. При этом взаимодействии образуются сульфиды:

.

Растворы сульфидов щелочных металлов реагируют с серой с образованием полисульфидов:

Из сложных веществ следует отметить прежде всего реакцию серы с расплавленной щёлочью, в которой сера диспропорционирует аналогично хлору:

.

Полученный сплав называется серной печенью.

С концентрированными кислотами-окислителями (HNO3, H2SO4) сера реагирует только при длительном нагревании:

(конц.)
(конц.)

Биологическая роль

Сера — один из биогенных элементов. Сера входит в состав некоторых аминокислот (цистеин, метионин), витаминов (биотин, тиамин), ферментов. Сера участвует в образовании третичной структуры белка (формирование дисульфидных мостиков). Также сера участвует в бактериальном фотосинтезе (сера входит в состав бактериохлорофилла, а сероводород является источником водорода). Окислительно-восстановительные реакции серы — источник энергии в хемосинтезе[9].

Человек содержит примерно 2 г серы на 1 кг своего веса.

Самородная сера на почтовой марке, 2009

Пожароопасные свойства серы

Тонкоизмельченная сера склонна к химическому самовозгоранию в присутствии влаги, при контакте с окислителями, а также в смеси с углём, жирами, маслами. Сера образует взрывчатые смеси с нитратами, хлоратами и перхлоратами. Самовозгорается при контакте с хлорной известью.

Средства тушения: распылённая вода, воздушно-механическая пена[10].

По данным В. Маршалла пыль серы относится к разряду взрывоопасных, но для взрыва необходима достаточно высокая концентрация пыли — порядка 20 г/м³ (20 000 мг/м³), такая концентрация во много раз превышает предельно допустимую концентрацию для человека в воздухе рабочей зоны — 6 мг/м³[11].

Пары образуют с воздухом взрывчатую смесь[12].

Горение серы протекает только в расплавленном состоянии аналогично горению жидкостей. Верхний слой горящей серы кипит, создавая пары, которые образуют слабосветящееся пламя высотой до 5 см[13]. Температура пламени при горении серы составляет 1820 °C[14].

Так как воздух по объёму состоит приблизительно из 21 % кислорода и 79 % азота и при горении серы из одного объёма кислорода получается один объём SO2, то максимальное теоретически возможное содержание SO2 в газовой смеси составляет 21 %. На практике горение происходит с некоторым избытком воздуха, и объёмное содержание SO2 в газовой смеси меньше теоретически возможного, составляя обычно 14…15 %[6].

Обнаружение горения серы пожарной автоматикой является трудной проблемой. Пламя сложно обнаружить человеческим глазом или видеокамерой, спектр голубого пламени лежит в основном в ультрафиолетовом диапазоне. Тепловыделение при пожаре приводит к температуре ниже, чем при пожарах других распространенных пожароопасных веществ. Для обнаружения горения тепловым извещателем необходимо размещать его непосредственно близко к сере. Пламя серы не излучает в инфракрасном диапазоне. Таким образом оно не будет обнаружено распространёнными инфракрасными извещателями. Ими будут обнаруживаться лишь вторичные возгорания. Пламя серы не выделяет паров воды. Таким образом детекторы ультрафиолетовых извещателей пламени, использующие соединения никеля, не будут работать.

Для эффективного обнаружения пламени рекомендуется использовать ультрафиолетовые извещатели с детекторами на основе молибдена. Они имеют спектральный диапазон чувствительности 1850…2650 ангстрем, который подходит для обнаружения горения серы[15].

Для выполнения требований пожарной безопасности на складах серы необходимо:

  • конструкции и технологическое оборудование должны регулярно очищаться от пыли;
  • помещение склада должно постоянно проветриваться естественной вентиляцией при открытых дверях;
  • дробление комков серы на решётке бункера должно производиться деревянными кувалдами или инструментом из неискрящего материала;
  • конвейеры для подачи серы в производственные помещения должны быть снабжены металлоискателями;
  • в местах хранения и применения серы необходимо предусматривать устройства (бортики, пороги с пандусом и т. п.), обеспечивающие в аварийной ситуации предотвращение растекания расплава серы за пределы помещения или открытой площадки;
  • на складе серы запрещается:
    • производство всех видов работ с применением открытого огня;
    • складировать и хранить промасленную ветошь и тряпки;
    • при ремонте применять инструмент из искродающего материала[16].

Пожары на складах серы

В декабре 1995 года на открытом складе серы предприятия, расположенного в городе Сомерсет-Уэст Западной Капской провинции Южно-Африканской Республики произошёл крупный пожар, погибли два человека[17][18].

16 января 2006 г. около пяти вечера на череповецком предприятии «Аммофос» загорелся склад с серой. Общая площадь пожара — около 250-ти квадратных метров. Полностью ликвидировать его удалось лишь в начале второго ночи. Жертв и пострадавших нет[19].

15 марта 2007 рано утром на ООО «Балаковский завод волоконных материалов» произошёл пожар на закрытом складе серы. Площадь пожара составила 20 кв.м. На пожаре работало 4 пожарных расчёта с личным составом в 13 человек. Примерно через полчаса пожар был ликвидирован. Никто не пострадал[20].

4 и 9 марта 2008 года произошло возгорание серы в Атырауской области в хранилище серы ТШО на Тенгизском месторождении. В первом случае очаг возгорания удалось потушить быстро, во втором случае сера горела 4 часа. Объём горевших отходов нефтепереработки, к каковым по казахстанским законам отнесена сера, составил более 9 тысяч килограммов[21].

В апреле 2008 недалеко от посёлка Кряж Самарской области загорелся склад, на котором хранилось 70 тонн серы. Пожару была присвоена вторая категория сложности. К месту происшествия выехали 11 пожарных расчётов и спасатели. В тот момент, когда пожарные оказались около склада, горела ещё не вся сера, а только её небольшая часть — около 300 килограммов. Площадь возгорания вместе с участками сухой травы, прилегающими к складу, составила 80 квадратных метров. Пожарным удалось быстро сбить пламя и локализовать пожар: очаги возгорания были засыпаны землёй и залиты водой[22].

В июле 2009 в Днепродзержинске горела сера. Пожар произошёл на одном из коксохимических предприятий в Баглейском районе города. Огонь охватил более восьми тонн серы. Никто из сотрудников комбината не пострадал[23].

В конце июля 2012 под Уфой в поселке Тимашево загорелся склад с серой площадью 3200 квадратных метров. На место выехало 13 единиц техники, в тушении пожара задействован 31 пожарный. Произошло загрязнение атмосферного воздуха продуктами горения. Погибших и пострадавших нет.[24].

См. также

Примечания

  1. Химическая энциклопедия: в 5 т. / Редкол.:Зефиров Н. С. (гл. ред.). — Москва: Советская энциклопедия, 1995. — Т. 4. — С. 319. — 639 с. — 20 000 экз. — ISBN 5—85270—039—8
  2. Этимологический словарь русского языка Семенова
  3. Фасмер М. Этимологический словарь русского языка, том 3. — М.: Прогресс. — 1964 – 1973. — С. 603.
  4. Mallory J. P., Adams D.Q. The Oxford Introduction To Proto-Indo-European And Indo-European World. — Oxford:University Press. — 2006. — С. 124.
  5. Б. В. Некрасов. Основы общей химии. — 3-е изд., исправленное и доп. — М.: Химия, 1973. — Т. 1. — 656 с.
  6. 1 2 Непенин Н. Н. Технология целлюлозы. Производство сульфитной целлюлозы. — М.: «Лесная промышленность», 1976. — С. 151.
  7. Ключников Н. Г. Неорганчиеский синтез. М., Просвещение, 1971, С. 267—269
  8. Реми Г. Курс неорганической химии. — М.: «Издательство иностранной литературы», 1961. — С. 695.
  9. Т.Л.Богданова, Е.А.Солодова. Биология: Справочник для старшеклассников и поступающих в ВУЗы. — М.: АСТ-ПРЕСС КНИГА. — 2011. — С. 85.
  10. А. Я. Корольченко, Д. А. Корольченко. Пожаровзрывоопасность веществ и материалов и средства их тушения. Справочник: в 2-х ч. — 2-е изд., перераб и доп. — М.: Асе. «Пожнаука», 2004. — Т. 2. — 396 с.
  11. Е. П. Белобров, А. В. Сидоров «Эколого-гигиенические последствия взрывов пыли и пожаров комовой серы, сопровождающие её перегрузку в порту Мариуполь»
  12. РД 50-290-81 Методические указания. Анализаторы содержания серы в нефти. Методы и средства поверки — скачать бесплатно
  13. В. Аксютин, П. Щеглов, В. Жолобов, С. Алексанянц «Ликвидация пожаров при аварийных ситуациях с опасными грузами»
  14. Теребнев В. В. Справочник руководителя тушения пожара. Тактические возможности пожарных подразделений. — М.: Пожкнига, 2004. — С. 99.
  15. http://www.det-tronics.com/utcfs/ws-462/Assets/77-1022_sulfur_fire_detection.pdf
  16. ППБО 157-90 Правила пожарной безопасности в лесной промышленности 5.11. Склады серы и негашёной извести
  17. South African sulphur fire
  18. AECI fire puts sulphur stockpiles in spotlight-01/01/1996-ECN
  19. Радио «Трансмит» : Новости : Пожар на череповецком «Аммофосе»! Накануне около пяти вечера на этом предприятии загорелся склад с серой
  20. В Балакове сгорел склад с серой — Информационное агентство Взгляд-инфо
  21. ТОО «Тенгизшевройл» оштрафуют за два пожара в хранилище серы | Информационный портал ZAKON.KZ
  22. KP.RU // МЧСники ищут владельца сарая с серой, который горел под Самарой
  23. Коксохим горел в Днепродзержинске
  24. Под Уфой горел склад с серой

Литература

Ссылки

Камень-символ Сатаны

Во многих религиях мира принято считать, что ад состоит из этого камня. Действительно, в реальности его месторождения порой напоминают врата в преисподнюю. Недаром о мистическом минерале упоминается даже в Библии.

Самая первая ассоциация, возникающая при упоминании этого камня — неприятный запах. Именно он и принёс минералу дурную славу, прочно связав его имя с дьяволом.

© Форпост Северо-Запад / Горный музей

В I веке нашей эры древние римляне использовали горящую серу для защиты жилища от чародейства. По их мнению, удушливый запах, напоминающий запах тухлых яиц, выделяющийся из камня, был способен бороться с нечистой силой. Алхимики были уверены, что из соединения серы и ртути можно получить любой металл, в том числе и благородный. Ну а так как деятельность средневековых ученых преследовалась инквизицией, то и минерал быстро обрёл славу сатанинского камня.

Иногда случалось, что сера действительно губила тысячи человеческих жизней. Выделяясь из вулканов, трещин и провалов, продукты её окисления в виде едкого дыма застилали территории в радиусе нескольких километров.

© Форпост Северо-Запад / Горный музей

К сожалению, сознательное использование серы принесло человечеству больше бед, чем её случайное применение. Особый вклад сера внесла в развитие военного дела. Минерал — главный компонент дымного пороха, который на протяжении 500 лет был единственным доступным для человечества взрывчатым веществом. На его счету миллионы смертей, разрушенные города и кровопролитные войны.

История использования серы в оружии началась в Китае. Там вещества на основе минерала изначально задействовали в пиротехнике. Местные мастера смешивали серу с углём и засыпали полученный порошок в бамбуковые трубки. При поджигании такие устройства выделяли клубы дыма и превращались в подобие сигнализации, которая оповещала об опасности жителей поселения. Когда к смеси добавили ещё и селитру, получились сигнальные ракеты и фейерверки.

© Форпост Северо-Запад / Горный музей

Византийцы, в свою очередь, создали на основе минерала «жидкий» огонь, или как его ещё называют «греческий». Точный рецепт этой зажигательной смеси неизвестен до сих пор. С момента изобретения её формула хранилась в строжайшем секрете, а распространение каралось смертной казнью. Однако учёным удалось установить некоторые компоненты. Среди них сера, нефть и масло. Такой горючий коктейль активно использовался во времена средневековых войн. Вещество помещалось в специальные метательные установки, своего рода огнемёты, выпускавшие струю пламени. Так как смесь была легче воды, она разливалась по морю, продолжая гореть. Картина пылающей морской глади приводила в ужас вражеские войска.

© Форпост Северо-Запад / Горный музей

Как мирное вещество сера зарекомендовала себя в медицине. Ещё в древнем Египте серной мазью лечили заболевания кожи вокруг глаз и обеззараживали раны. Способ дезинфекции помещений серой благополучно дожил до начала XX века. Правда, в древности языческие жрецы, окутывая храмы горящей серой, пытались избавиться от злых духов. При этом совершенно не догадываясь, что тем самым проводят санитарную обработку. Современные учёные утверждают, что подобные меры весьма эффективны, хоть и не способны избавить от всех известных науке инфекций. Препараты на основе серы до сих пор назначают врачи для лечения чесотки и грибковых заболеваний.

Серу в чистом виде в больших объёмах не так часто можно встретить в природе. Одно из таких мест — кратер вулкана Иджен в Индонезии. Шахтёрам, добывающим здесь серу, приходится трудиться в нечеловеческих условиях. Ведь залежи камня расположены в жерле вулкана неподалёку от озера, заполненного серной кислотой. Несмотря на то, что водоём испускает токсичный газ, местные жители трудятся без защитных костюмов и противогазов. Средняя продолжительность их жизни — 50 лет.

© pixabay.com

В чистом виде этот камень абсолютно безопасен, если не считать его способности к самовозгоранию. Такое свойство доставляет немало хлопот при хранении минерала. Удивительно, но в действительности сера ничем не пахнет. Ярко-жёлтый минерал начинает испускать зловонный аромат, только если его поджечь.

Сера. Химия серы и ее соединений

 

1. Положение серы в периодической системе химических элементов
2. Электронное строение атома серы
3. Физические свойства и нахождение в природе
4. Соединения серы
5. Способы получения
6. Химические свойства
6.1. Взаимодействие с простыми веществами
6.1.1. Взаимодействие с кислородом
6.1.2. Взаимодействие с галогенами
6.1.3. Взаимодействие с серой и фосфором 
6.1.4. Взаимодействие с металлами
6.1.5. Взаимодействие с водородом
6.2. Взаимодействие со сложными веществами
6.2.1. Взаимодействие с окислителями
6.2.2. Взаимодействие с щелочами

Сероводород
1. Строение молекулы и физические свойства 
2. Способы получения
3. Химические свойства
3.1. Кислотные свойства
3.2. Взаимодействие с кислородом
3.3. Восстановительные свойства
3.4. Взаимодействие с солями тяжелых металлов

Сульфиды
Способы получения сульфидов
Химические свойства сульфидов

Оксиды серы
 1. Оксид серы (IV)
 2. Оксид серы (VI)

Серная кислота 
 1. Строение молекулы и физические свойства
 2. Способы получения 
3. Химические свойства

3.1. Диссоциация серной кислоты
3.2. Основные свойства серной кислоты
3.3. Взаимодействие с солями более слабых кислот
3.4. Разложение при нагревании
3.5. Взаимодействие с солями
3.6. Качественная реакция на сульфат-ионы
3.7. Окислительные свойства серной кислоты

Сернистая кислота 

Соли серной кислоты – сульфаты

Сера

 

Положение в периодической системе химических элементов

 

Сера расположена в главной подгруппе VI группы  (или в 15 группе в современной форме ПСХЭ) и в третьем периоде периодической системы химических элементов Д.И. Менделеева.

 

Электронное строение серы

 

Электронная конфигурация  серы в основном состоянии:

Атом серы содержит на внешнем энергетическом уровне 2 неспаренных электрона и две неподеленные электронные пары в основном энергетическом состоянии. Следовательно, атом серы может образовывать 2 связи по обменному механизму, как и кислород. Однако, в отличие от кислорода, за счет вакантной 3d орбитали атом серы может переходить в возбужденные энергетические состояния. Электронная конфигурация  серы в первом возбужденном состоянии:

 

 

Электронная конфигурация  серы во втором возбужденном состоянии:

 

 

Таким образом, максимальная валентность серы в соединениях равна VI (в отличие от кислорода). Также для серы характерна валентность — IV.

Степени окисления атома серы – от -2 до +4. Характерные степени окисления -2, 0, +4, +6.

 

Физические свойства и нахождение в природе

 

Сера образует различные простые вещества (аллотропные модификации).

Наиболее устойчивая модификация серы – ромбическая сера S8. Это хрупкое вещество желтого цвета. 

 

 

Моноклинная сера – это аллотропная модификация серы, в которой атомы соединены в циклы в виде «короны». Это твердое вещество, состоящее из темно-желтых игл, устойчивое при температуре более 96оС, а при обычной температуре превращающееся в ромбическую серу. 

 

 

 

 

Пластическая сера – это вещество, состоящее из длинных полимерных цепей. Коричневая резиноподобная аморфная масса, нерастворимая в воде.

 

 

В природе сера встречается:

  • в самородном виде;
  • в составе сульфидов (сульфид цинка ZnS, пирит FeS2, сульфид ртути HgS — киноварь и др.)
  • в составе сульфатов (CaSO4·2H2O гипс, Na2SO4·10H2O — глауберова соль)

 

Соединения серы

 

Типичные соединения серы:

Степень окисления Типичные соединения
+6 Оксид серы(VI) SO3

Серная кислота H2SO4

Сульфаты MeSO4

Галогенангидриды: SО2Cl2

+4 Оксид серы (IV) SO2

Сернистая кислота H2SO3

Сульфиты MeSO3

Гидросульфиты MeHSO3

Галогенангидриды: SOCl2

–2 Сероводород H2S

Сульфиды металлов MeS

Способы получения серы

 

1. В промышленных масштабах серу получают открытым способом на месторождениях самородной серы, либо из вулканов. Из серной руды серу получают также пароводяными, фильтрационными, термическими, центрифугальными и экстракционными методами. Пароводяной метод —  это выплавление из руды с помощью водяного пара.

 

2. Способ получения серы в лаборатории – неполное окисление сероводорода.

2H2S   +   O2    →   2S    +   2H2O

 

3. Еще один способ получения серы – взаимодействие сероводорода с оксидом серы (IV):

2H2S  +  SO2   →   3S   +  2H2O

 

Химические свойства серы

 

В нормальных условиях химическая активность серы невелика: при нагревании сера активна, и может быть как окислителем, так и восстановителем.

1. Сера проявляет свойства окислителя (при взаимодействии с элементами, которые расположены ниже и левее в Периодической системе) и свойства восстановителя (с элементами, расположенными выше и правее). Поэтому сера реагирует с металлами и неметаллами.

 

1.1. При горении серы на воздухе образуется оксид серы (IV):

S  +  O2  →  SO2

 

1.2. При взаимодействии серы с галогенами (со всеми, кроме йода) образуются галогениды серы:

S   +   Cl2  →  SCl2   (S2Cl2)

S   +  3F2  →   SF6

 

1.3. При взаимодействии фосфора и углерода с серой образуются сульфиды фосфора и сероуглерод:

2P    +   3S   →   P2S3

2P    +   5S   →   P2S5

2S  +   C   →   CS2

 

1.4. При взаимодействии с металлами сера проявляет свойства окислителя, продукты реакции называют сульфидами. С щелочными металлами сера реагирует без нагревания, а с остальными металлами (кроме золота и платины) – только при нагревании.

Например, железо и ртуть реагируют с серой с образованием сульфидов железа (II)  и ртути:

S   +   Fe   →  FeS

S   +  Hg   →  HgS

Еще пример: алюминий взаимодействует с серой с образованием сульфида алюминия:

3S   +  2Al   →  Al2S3

 

1.5. С водородом сера взаимодействует при нагревании с образованием сероводорода:

S  +  H2  →  H2S

 

2. Со сложными веществами сера реагирует, также проявляя окислительные и восстановительные свойства. Сера диспропорционирует при взаимодействии с некоторыми веществами.

 

2.1. При взаимодействии с окислителями сера окисляется до оксида серы (IV) или до серной кислоты (если реакция протекает в растворе).

Например, азотная кислота окисляет серу до серной кислоты:

S   +   6HNO3   →  H2SO4  +  6NO2   +   2H2O

Серная кислота также окисляет серу. Но, поскольку S+6 не может окислить серу же до степени окисления +6, образуется оксид серы (IV):

S    +    2H2SO4   →   3SO2   +   2H2O

Соединения хлора, например, бертолетова соль,  также окисляют серу до +4:

S   +  2KClO3  →   3SO2   +   2KCl

Взаимодействие серы с сульфитами (при кипячении) приводит к образованию тиосульфатов:

S   +   Na2SO3  →   Na2S2O3

 

2.2. При растворении в щелочах сера диспропорционирует до сульфита и сульфида.

Например, сера реагирует с гидроксидом натрия:

S    +   NaOH   →  Na2SO3   +   Na2S   +   H2O

При взаимодействии с перегретым паром сера диспропорционирует:

S   +   H2O (пар)   →  2H2S   +   SO2

 

Сероводород

 

Строение молекулы и физические свойства

 

Сероводород H2S – это бинарное соединение водорода с серой, относится к летучим водородным соединениям. Следовательно, сероводород бесцветный ядовитый газ, с запахом тухлых яиц. Образуется при гниении. В твердом состоянии имеет молекулярную кристаллическую решетку.

Геометрическая форма молекулы сероводорода похожа на структуру воды — уголковая молекула. Но валентный угол H-S-H меньше, чем угол H-O-H в воде и составляет 92,1о.

 

 

 

Способы получения сероводорода

 

В лаборатории сероводород получают действием минеральных кислот на сульфиды металлов, расположенных в ряду напряжений левее железа.

Например, при действии соляной кислоты на сульфид железа (II):

FeS   +   2HCl   →   FeCl2   +   H2S↑

Еще один способ получения сероводорода – прямой синтез из водорода и серы:

S  +  H2  →  H2S

Еще один лабораторный способ получения сероводорода – нагревание парафина с серой.

Видеоопыт получения и обнаружения сероводорода можно посмотреть здесь.

 

Химические свойства сероводорода

 

1. В водном растворе сероводород проявляет слабые кислотные свойства. Взаимодействует с сильными основаниями, образуя сульфиды и гидросульфиды:

Например, сероводород реагирует с гидроксидом натрия:

H2S  +  2NaOH  →   Na2S   +  2H2O
H2S  +  NaOH → NaНS   +  H2O

 

2. Сероводород H2S – очень сильный восстановитель за счет серы в степени окисления -2. При недостатке кислорода и в растворе H2S окисляется до свободной серы (раствор мутнеет):

2H2S   +   O2    →   2S    +   2H2O

В избытке кислорода:

2H2S   +   3O2  →   2SO2  +   2H2O           

 

3. Как сильный восстановитель, сероводород легко окисляется под действием окислителей.

Например, бром и хлор окисляют сероводород до молекулярной серы:

H2S  +  Br2   →  2HBr  +   S↓

H2S  +  Cl2   →  2HCl  +   S↓

Под действием избытка хлора в водном растворе сероводород окисляется до серной кислоты:

H2S   +  4Cl2   +   4H2O →  H2SO4  +  8HCl

Например, азотная кислота окисляет сероводород до молекулярной серы:

H2S  +  2HNO3(конц.)  →  S  +  2NO2  +  2H2O

При кипячении сера окисляется до серной кислоты:

H2S   +  8HNO3(конц.)  →  H2SO4  +  8NO2   +   4H2O

Прочие окислители окисляют сероводород, как правило, до молекулярной серы.

Например, оксид серы (IV) окисляет сероводород:

2H2S  +  SO2  →  3S   +  2H2O

Соединения железа (III) также окисляют сероводород:

H2S  +  2FeCl3  →  2FeCl2  +  S  +  2HCl

Бихроматы, хроматы и прочие окислители также  окисляют сероводород до молекулярной серы:

3H2S   +   K2Cr2O7   +    4H2SO4    →   3S    +   Cr2(SO4)3   +   K2SO4   +   7H2O

2H2S   +   4Ag  +  O2  →  2Ag2S  +  2H2O

Серная кислота окисляет сероводород либо до молекулярной серы:

H2S   +   H2SO4(конц.)  →  S   +   SO2   +   2H2O

Либо до оксида серы (IV):

H2S   +   3H2SO4(конц.)  →  4SO2   +  4H2O

 

4. Сероводород в растворе реагирует с растворимыми солями тяжелых металлов: меди, серебра, свинца, ртути, образуя черные сульфиды, нерастворимые ни в воде, ни в минеральных кислотах.

Например, сероводород реагирует в растворе с нитратом свинца (II). при этом образуется темно-коричневый (почти черный) осадок, нерастворимый ни в воде, ни в минеральных кислотах:

H2S   +   Pb(NO3)2   →  PbS   +   2HNO3

Взаимодействие с нитратом свинца в растворе – это качественная реакция на сероводород и сульфид-ионы.

Видеоопыт взаимодействия сероводорода с нитратом свинца можно посмотреть здесь.

 

Сульфиды

 

Сульфиды – это бинарные соединения серы и металлов или некоторых неметаллов, соли сероводородной кислоты.

По растворимости в воде и кислотах сульфиды разделяют на растворимые в воде, нерастворимые в воде, но растворимые в минеральных кислотах, нерастворимые ни в воде, ни в минеральных кислотах, гидролизуемые водой.

Растворимые в воде Нерастворимые в воде, но растворимые в минеральных кислотах Нерастворимые ни в воде, ни в минеральных кислотах (только в азотной и серной конц.) Разлагаемые водой, в растворе не существуют
Сульфиды щелочных металлов и аммония Сульфиды прочих металлов, расположенных  до железа в ряду активности. Белые и цветные сульфиды (ZnS, MnS, FeS, CdS) Черные сульфиды (CuS, HgS, PbS, Ag2S, NiS, CoS) Сульфиды трехвалентных металлов (алюминия и хрома (III))
Реагируют с минеральными кислотами с образованием сероводорода Не реагируют с минеральными кислотами, сероводород получить напрямую нельзя

Разлагаются водой

 

ZnS   +   2HCl   →   ZnCl2   +   H2S

Al2S+ 6H2O → 2Al(OH)+ 3H2S

Способы получения сульфидов

 

1. Сульфиды получают при взаимодействии серы с металлами. При этом сера проявляет свойства окислителя.

Например, сера взаимодействует с магнием и кальцием:

S    +   Mg   →   MgS

S    +   Ca   →   CaS

Сера взаимодействует с натрием:

S    +   2Na   →  Na2S

 

2. Растворимые сульфиды можно получить при взаимодействии сероводорода и щелочей.

Например, гидроксида калия с сероводородом:

H2S  +  2KOH  →   K2S   +  2H2O

 

3. Нерастворимые сульфиды получают взаимодействием растворимых сульфидов с солями (любые сульфиды) или взаимодействием сероводорода с солями (только черные сульфиды).

Например, при взаимодействии нитрата меди и сероводорода:

Pb(NO3)2   +  Н2S    →   2НNO3   +   PbS

Еще пример: взаимодействие сульфата цинка с сульфидом натрия:

ZnSO4   +  Na2S    →   Na2SO4   +   ZnS

 

Химические свойства сульфидов

 

1. Растворимые сульфиды гидролизуются по аниону, среда водных растворов сульфидов щелочная:

K2S  + H2O  ⇄  KHS  +  KOH
S2–  +  H2O  ⇄  HS  +  OH

 

2. Сульфиды металлов, расположенных в ряду напряжений левее железа (включительно), растворяются в сильных минеральных кислотах.

Например, сульфид кальция растворяется в соляной кислоте:

CaS  +  2HCl →  CaCl2  +  H2S

А сульфид никеля, например, не растворяется:

NiS   +   HСl   ≠

 

3. Нерастворимые сульфиды растворяются в концентрированной азотной кислоте или концентрированной серной кислоте. При этом сера окисляется либо до простого вещества, либо до сульфата.

Например, сульфид меди (II) растворяется в горячей концентрированной азотной кислоте:

CuS   +   8HNO3  →   CuSO4   +   8NO2   +  4H2O

или горячей концентрированной серной кислоте:

CuS   +   4H2SO4(конц. гор.)  →   CuSO4   +   4SO2    +    4H2O

 

4. Сульфиды проявляют восстановительные свойства и окисляются пероксидом водорода, хлором и другими окислителями.

Например, сульфид свинца (II) окисляется пероксидом водорода до сульфата свинца (II):

PbS + 4H2O2    →   PbSO4 + 4H2O

Еще пример: сульфид меди (II) окисляется хлором:

СuS   +   Cl2  → CuCl2   +   S

 

5. Сульфиды горят (обжиг сульфидов). При этом образуются оксиды металла и серы (IV).

Например, сульфид меди (II) окисляется кислородом до оксида меди (II) и оксида серы (IV):

2CuS   +   3O2  →   2CuO   +   2SO2

Аналогично сульфид хрома (III) и сульфид цинка:

2Cr2S3   +   9O2  →   2Cr2O3   +   6SO2

2ZnS    +   3O2  →   2SO2   +   ZnO

 

6. Реакции сульфидов с растворимыми солями свинца, серебра, меди используют как качественные на ион S2−.

Сульфиды свинца, серебра и меди — черные осадки, нерастворимые в воде и минеральных кислотах:

Na2S    +   Pb(NO3)2    →   PbS↓   +   2NaNO3

Na2S    +   2AgNO3    →   Ag2S↓   +   2NaNO3

Na2S    +   Cu(NO3)2    →   CuS↓   +   2NaNO3

 

7. Сульфиды трехвалентных металлов (алюминия и хрома) разлагаются водой (необратимый гидролиз).

Например, сульфид алюминия разлагается до гидроксида алюминия и сероводорода:

Al2S+ 6H2O → 2Al(OH)+ 3H2S

Разложение происходит и взаимодействии солей трехвалентных металлов с сульфидами щелочных металлов.

Например, сульфид натрия реагирует с хлоридом алюминия в растворе. Но сульфид алюминия не образуется, а сразу же необратимо гидролизуется (разлагается) водой:

3Na2S + 2AlCl3 + 6H2O → 2Al(OH)+ 3H2S + 6NaCl

 

Оксиды серы

 

Оксиды серы Цвет  Фаза Характер оксида
SO2 Оксид сера (IV), сернистый газ бесцветный газ кислотный
SOОксид серы (VI), серный ангидрид бесцветный жидкость кислотный
Оксид серы (IV)

 

Оксид серы (IV) –  это кислотный оксид. Бесцветный газ с резким запахом, хорошо растворимый в воде.

 

Cпособы получения оксида серы (IV):

 

1. Сжигание серы на воздухе:

S    +   O2  →  SO2

2. Горение сульфидов и сероводорода:

2H2S   +   3O2  →   2SO2   +   2H2O

2CuS   +   3O2  →   2SO2   +   2CuO

3. Взаимодействие сульфитов с более сильными кислотами:

Например, сульфит натрия взаимодействует с серной кислотой:

Na2SO3    +   H2SO4    →  Na2SO4   +   SO2    +   H2O

4. Обработка концентрированной серной кислотой неактивных металлов.

Например, взаимодействие меди с концентрированной серной кислотой:

Cu    +   2H2SO4   →   CuSO4   +   SO2   +   2H2O

 

Химические свойства оксида серы (IV):

 

Оксид серы (IV) – это типичный кислотный оксид. За счет серы в степени окисления +4 проявляет свойства окислителя и восстановителя.

1. Как кислотный оксид, сернистый газ реагирует с щелочами и оксидами щелочных и щелочноземельных металлов.

Например, оксид серы (IV) реагирует с гидроксидом натрия. При этом образуется либо кислая соль (при избытке сернистого газа), либо средняя соль (при избытке щелочи):

SO2   +   2NaOH(изб)   →   Na2SO3   +   H2O

SO2(изб)   +   NaOH  → NaHSO3

Еще пример: оксид серы (IV) реагирует с основным оксидом натрия:

SO2  +  Na2O   →  Na2SO3 

2. При взаимодействии с водой SO2 образует сернистую кислоту. Реакция обратимая, т.к. сернистая кислота в водном растворе в значительной степени распадается на оксид и воду.

SO2  +   H2O   ↔  H2SO3  

3. Наиболее ярко выражены восстановительные свойства SO2. При взаимодействии с окислителями степень окисления серы повышается.

Например, оксид серы окисляется кислородом на катализаторе в жестких условиях. Реакция также сильно обратимая:

2SO2    +   O2    ↔  2SO3

Сернистый ангидрид обесцвечивает бромную воду:

SO2   +   Br2  +   2H2O   →  H2SO4  +  2HBr

Азотная кислота очень легко окисляет сернистый газ:

SO2   +   2HNO3   →  H2SO4   +   2NO2

Озон также окисляет оксид серы (IV):

SO2    +   O3  →   SO3  +  O2

Качественная реакция на сернистый газ и на сульфит-ион – обесцвечивание раствора перманганата калия:

5SO2   +   2H2O   +   2KMnO4  → 2H2SO4   +   2MnSO4   +   K2SO4    

Оксид свинца (IV) также окисляет сернистый газ:

SO2   +   PbO2  → PbSO4

4. В присутствии сильных восстановителей SO2  способен проявлять окислительные свойства.

Например, при взаимодействии с сероводородом сернистый газ восстанавливается до молекулярной серы:

SO2    +   2Н2S    →    3S  +  2H2O

Оксид серы (IV) окисляет угарный газ и углерод:

SO2    +   2CO    →   2СО2    +    S 

SO2    +   С  →   S   +  СO2

 

Оксид серы (VI)

 

Оксид серы (VI) –  это кислотный оксид. При обычных условиях – бесцветная ядовитая жидкость. На воздухе «дымит», сильно поглощает влагу.

Способы получения. Оксид серы (VI) получают каталитическим окислением оксида серы (IV) кислородом.

2SO2    +   O2    ↔   2SO3

Сернистый газ окисляют и другие окислители, например, озон или оксид азота (IV):

SO2    +   O3  →   SO3   +   O2

SO +   NO2  →   SO3   +   NO

Еще один способ получения оксида серы (VI) – разложение сульфата железа (III):

Fe2(SO4)3    →   Fe2O3   +   3SO3

 

Химические свойства оксида серы (VI)

 

1. Оксид серы (VI) активно поглощает влагу и реагирует с водой с образованием серной кислоты:

SO3  +   H2O  →  H2SO4 

2. Серный ангидрид является типичным кислотным оксидом, взаимодействует с щелочами и основными оксидами.

Например, оксид серы (VI) взаимодействует с гидроксидом натрия. При этом образуются средние или кислые соли:

SO3  +  2NaOH(избыток)  →   Na2SO4   +   H2O

SO3   +   NaOH(избыток)  → NaHSO4

Еще пример: оксид серы (VI) взаимодействует с оксидом оксидом (при сплавлении):

SO3  +  MgO   →  MgSO4 

 

3. Серный ангидрид – очень сильный окислитель, так как сера в нем имеет максимальную степень окисления (+6). Он энергично взаимодействует с такими восстановителями, как иодид калия, сероводород или фосфор:

SO3    +   2KI   →   I2    +   K2SO3

3SO3   +   H2S   →   4SO2     +    H2O

5SO3    +    2P   →    P2O5    +     5SO2

4. Растворяется в концентрированной серной кислоте, образуя олеум – раствор SO3 в H2SO4.

 

 Серная кислота

 

Строение молекулы и физические свойства

 

Серная кислота H2SO4 – это сильная кислота, двухосновная, прочная и нелетучая. При обычных условиях серная кислота – тяжелая маслянистая жидкость, хорошо растворимая в воде.

Растворение серной кислоты в воде сопровождается выделением значительного количества кислоты. Поэтому по правилам безопасности в лаборатории при смешивании серной кислоты и воды мы добавляем серную кислоту в воду небольшими порциями при постоянном перемешивании.

 

 

Валентность серы в серной кислоте равна VI.

 

Способы получения

 

1. Серную кислоту в промышленности производят из серы, сульфидов металлов, сероводорода и др. Один из вариантов — производство серной кислоты из пирита FeS2.

Основные стадии получения серной кислоты :

  • Сжигание или обжиг серосодержащего сырья в кислороде с получением сернистого газа.
  • Очистка полученного газа от примесей.
  • Окисление сернистого газа в серный ангидрид.
  • Взаимодействие серного ангидрида с водой.

 

Рассмотрим основные аппараты, используемые при производстве серной кислоты из пирита (контактный метод):

 

Аппарат Назначение и уравненяи реакций
Печь для обжига 4FeS2 + 11O2 → 2Fe2O3 + 8SO2 + Q

Измельченный очищенный пирит сверху засыпают в печь для обжига в «кипящем слое». Снизу (принцип противотока) пропускают воздух, обогащенный кислородом, для более полного обжига пирита. Температура в печи для обжига достигает 800оС

Циклон  Из печи выходит печной газ, который состоит из SO2, кислорода, паров воды и мельчайших частиц оксида железа. Такой печной газ очищают от примесей. Очистку печного газа проводят в два этапа. Первый этап — очистка газа в циклоне. При этом за счет центробежной силы твердые частички ссыпаются вниз.
Электрофильтр  Второй этап очистки газа проводится в электрофильтрах. При этом используется электростатическое притяжение, частицы огарка прилипают к наэлектризованным пластинам электрофильтра).
Сушильная башня  Осушку печного газа проводят в сушильной башне – снизу вверх поднимается печной газ, а сверху вниз льется концентрированная серная кислота.
Теплообменник  Очищенный обжиговый газ перед поступлением в контактный аппарат нагревают за счет теплоты газов, выходящих из контактного аппарата.
Контактный аппарат  2SO2 + O2 ↔ 2SO3 + Q

В контактном аппарате производится окисление сернистого газа до серного ангидрида. Процесс является обратимым. Поэтому необходимо выбрать оптимальные условия протекания прямой реакции (получения SO3):

  •  температура: оптимальной температурой для протекания прямой реакции с максимальным выходом SO3 является температура 400-500оС. Для того чтобы увеличить скорость реакции при столь низкой температуре в реакцию вводят катализатор – оксид ванадия (V) V2O5.
  •  давление: прямая реакция протекает с уменьшением объемов газов. Для смещения равновесия вправо процесс проводят при повышенном давлении.

Как только смесь оксида серы и кислорода достигнет слоев катализатора, начинается процесс окисления SO2 в SO3. Образовавшийся оксид серы SO3 выходит из контактного аппарата и через теплообменник попадает в поглотительную башню.

Поглотительная башня  Получение H2SO4 протекает в поглотительной башне.

Однако, если для поглощения оксида серы использовать воду, то образуется серная кислота в виде тумана, состоящего из мельчайших капелек серной кислоты. Для того, чтобы не образовывался сернокислотный туман, используют 98%-ную концентрированную серную кислоту. Оксид серы очень хорошо растворяется в такой кислоте, образуя олеум: H2SO4·nSO3.

nSO3 + H2SO4  →  H2SO4·nSO3

Образовавшийся олеум сливают в металлические резервуары и отправляют на склад. Затем олеумом заполняют цистерны, формируют железнодорожные составы и отправляют потребителю.

 

Общие научные принципы химического производства:

  1. Непрерывность.
  2. Противоток
  3. Катализ
  4. Увеличение площади соприкосновения реагирующих веществ.
  5. Теплообмен
  6. Рациональное использование сырья
Химические свойства

 

Серная кислота – это сильная двухосновная кислота.

1. Серная кислота практически полностью диссоциирует в разбавленном в растворе по первой ступени:

H2SO4  ⇄  H+ + HSO4

По второй ступени серная кислота диссоциирует частично, ведет себя, как кислота средней силы:

HSO4  ⇄  H+ + SO42–

 

2. Серная кислота реагирует с основными оксидами, основаниями, амфотерными оксидами  и амфотерными гидроксидами

Например, серная кислота взаимодействует с оксидом магния:

H2SO4    +   MgO   →   MgSO4   +   H2O

Еще пример: при взаимодействии серной кислоты с гидроксидом калия образуются сульфаты или гидросульфаты:

H2SO4    +   КОН     →     KHSО4  +   H2O

H2SO4    +   2КОН      →     К24  +   2H2O

Серная кислота взаимодействует с амфотерным гидроксидом алюминия:

3H2SO4     +    2Al(OH)3    →   Al2(SO4)3    +   6H2O

 

3. Серная кислота вытесняет более слабые из солей в растворе (карбонаты, сульфиды и др.).  Также серная кислота вытесняет летучие кислоты из их солей (кроме солей HBr и HI).

Например, серная кислота взаимодействует с гидрокарбонатом натрия:

Н2SO4   +   2NaHCO3   →   Na2SO4   +   CO2   +  H2O

Или с силикатом натрия:

H2SO4    +   Na2SiO3    →  Na2SO4  +   H2SiO3

Концентрированная серная кислота реагирует с твердым нитратом натрия. При этом менее летучая серная кислота вытесняет азотную кислоту:

NaNO3(тв.)   +   H2SO4   →   NaHSO4   +   HNO3

Аналогично – концентрированная серная кислота вытесняет хлороводород из твердых хлоридов, например, хлорида натрия:

NaCl(тв.)   +   H2SO4   →   NaHSO4   +   HCl

 

4. Также серная кислота вступает в обменные реакции с солями.

Например, серная кислота взаимодействует с хлоридом бария:

H2SO4  + BaCl2  →  BaSO4   +   2HCl

 

5. Разбавленная серная кислота взаимодействует с металлами, которые расположены в ряду активности металлов до водорода. При этом образуются соль и водород.

Например, серная кислота реагирует с железом. При этом образуется сульфат железа (II):

H2SO4(разб.)    +   Fe   →  FeSO4   +   H2

Серная кислота взаимодействует с аммиаком с образованием солей аммония:

H2SO4   +   NH3    →    NH4HSO4

Концентрированная серная кислота является сильным окислителем. При этом она обычно восстанавливается до сернистого газа SO2. С активными металлами может восстанавливаться до серы  S, или сероводорода Н2S.

Железо Fe, алюминий  Al, хром Cr пассивируются концентрированной серной кислотой на холоде. При нагревании реакция возможна.

6H2SO4(конц.)    +   2Fe   →   Fe2(SO4)3   +   3SO2   +  6H2O

6H2SO4(конц.)    +   2Al   →   Al2(SO4)3   +   3SO2   +  6H2O

При взаимодействии с неактивными металлами концентрированная серная кислота восстанавливается до сернистого газа:

2H2SO4(конц.)   +   Cu     →  CuSO4   +   SO2 ↑ +   2H2O

2H2SO4(конц.)   +   Hg     →  HgSO4   +   SO2 ↑ +   2H2O

2H2SO4(конц.)   +   2Ag     →  Ag2SO4   +   SO2↑+   2H2O

При взаимодействии с щелочноземельными металлами и магнием концентрированная серная кислота восстанавливается до серы:

3Mg   +   4H2SO4   →   3MgSO4   +   S   +  4H2O

При взаимодействии с щелочными металлами и цинком  концентрированная серная кислота восстанавливается до сероводорода:

5H2SO4(конц.)   +  4Zn     →    4ZnSO4   +   H2S↑   +   4H2O

 

6. Качественная реакция на сульфат-ионы – взаимодействие с растворимыми солями бария. При этом образуется белый кристаллический осадок сульфата бария:

BaCl2 + Na2SO4     BaSO4  + 2NaCl

Видеоопыт взаимодействия хлорида бария и сульфата натрия в растворе  (качественная реакция на сульфат-ион) можно посмотреть здесь.

 

7. Окислительные свойства концентрированной серной кислоты проявляются и при взаимодействии с неметаллами.

Например, концентрированная серная кислота окисляет фосфор, углерод, серу. При этом серная кислота восстанавливается до оксида серы (IV):

5H2SO4(конц.)   +    2P   →   2H3PO4   +   5SO2↑  +   2H2O

2H2SO4(конц.)   +    С   →   СО2↑   +   2SO2↑  +   2H2O

2H2SO4(конц.)   +    S   →   3SO2 ↑  +   2H2O

Уже при комнатной температуре концентрированная серная кислота окисляет галогеноводороды и сероводород:

3H2SO4(конц.)   +   2KBr   →  Br2↓   +  SO2↑   +   2KHSO4    +  2H2O

5H2SO4(конц.)   +   8KI     →  4I2↓    +   H2S↑   +   K2SO4   +  4H2O

H2SO4(конц.)   +   3H2S →  4S↓  +  4H2O

 

Сернистая кислота

 

Сернистая кислота H2SO3 это двухосновная кислородсодержащая кислота. При нормальных условиях — неустойчивое вещество, которое распадается на диоксид серы и воду.

Валентность серы в сернистой кислоте равна IV, а степень окисления +4.

Химические свойства

 

1. Сернистая кислота H2SO3  в водном растворе – двухосновная кислота средней силы. Частично диссоциирует по двум ступеням:

H2SO3     ↔  HSO3   +  H+

HSO3    ↔  SO32–   +  H+

2. Сернистая кислота самопроизвольно распадается на диоксид серы и воду:

H2SO3     ↔   SO2   +  H2O

 

Соли серной кислоты – сульфаты

 

Серная кислота образует два типа солей: средние – сульфаты, кислые – гидросульфаты.

1. Качественная реакция на сульфат-ионы – взаимодействие с растворимыми солями бария. При этом образуется белый кристаллический осадок сульфата бария:

BaCl2 + Na2SO4     BaSO4  + 2NaCl

Видеоопыт взаимодействия хлорида бария и сульфата натрия в растворе  (качественная реакция на сульфат-ион) можно посмотреть здесь.

 

2. Сульфаты таких металлов, как медь Cu, алюминий Al, цинк Zn, хром Cr, железо (II) Fe  подвергаются термическому разложению на оксид металла, диоксид серы SO2 и кислород O2;

2CuSO4  →   2CuO   +   SO2   +   O2     (SO3)

2Al2(SO4)3    →  2Al2O3   +   6SO2   +   3O2

2ZnSO4  →   2ZnO   +   SO2   +   O2

2Cr2(SO4)3   →    2Cr2O3   +   6SO2   +   3O2

При разложении сульфата железа (II) в FeSO4 Fe (II)  окисляется до Fe (III)

4FeSO4    →  2Fe2O3   +   4SO2   +   O2  

Сульфаты самых тяжелых металлов разлагаются до металла.

 

3. За счет серы со степенью окисления +6 сульфаты проявляют окислительные свойства и могут взаимодействовать с восстановителями.

Например, сульфат кальция при сплавлении реагирует с углеродом с образованием сульфида кальция и угарного газа:

CaSO4  +  4C   →   CaS   +  4CO

 

4. Многие средние сульфаты образуют устойчивые кристаллогидраты:

Na2SO4 ∙ 10H2O − глауберова соль

CaSO4 ∙ 2H2O − гипс

CuSO4 ∙ 5H2O − медный купорос

FeSO4 ∙ 7H2O − железный купорос

ZnSO4 ∙ 7H2O − цинковый купорос

Na2CO3 ∙ 10H2O − кристаллическая сода

Отображение соединения серы (FDB003717) — FooDB

ur

06

Запись информации
Версия 1.0
Дата создания 2010-04-08 22:05:55 UTC
Дата обновления 2019-11-26 02:59:31 UTC
Первичный идентификатор FDB003717
Вторичные регистрационные номера Недоступно
Химическая информация
FooD103029 Имя
Описание Сера или сера — это химический элемент с атомным номером 16, представленный символом S.В нормальных условиях атомы серы образуют циклические восьмиатомные молекулы с химической формулой S8. Элементарная сера представляет собой ярко-желтое кристаллическое твердое вещество. В природе сера встречается как чистый элемент, а также как сульфидные и сульфатные минералы. Сера является важным элементом для всего живого и широко используется в биохимических процессах. Сера в органической форме присутствует в составе витаминов биотин и тиамин. Сера является важной частью многих ферментов, а также молекул антиоксидантов, таких как глутатион и тиоредоксин.Органически связанная сера является компонентом всех белков, как и аминокислоты цистеин и метионин. Дисульфидные связи в значительной степени ответственны за механическую прочность и нерастворимость протеинового кератина, находящегося во внешней коже, волосах и перьях, и этот элемент способствует их резкому запаху при сгорании.
Номер CAS 7704-34-9
Структура

×

Структура для FDB003717 (Sulfur)

Закрыть

Синонимы 000 Синонимы 000 00 Источник
16S ChEBI
Azufre ChEBI
Элементарная сера ChEBI
S ChEBI
0 ChEBI

06

03
ChEBI
Сера ChEBI
Theion ChEBI
Сублимированная сера Kegg
Bensulfod Kegg311
06 Bensulfod
Elemental Kegg311
06
Генератор
Сублимированная сера Генератор
Бенсульфоид Генератор
Атом серы вручную
Прогнозируемые свойства 0008 Название IUPAC сульфанилиден Идентификатор InChI InChI = 1S / S Ключ InChI NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 32.065 Моноизотопный молекулярный вес 31.97207069 Классификация Описание Относится к классу неорганических соединений, известных как другие неметаллические сульфиды. Это неорганические соединения, содержащие атом серы со степенью окисления -2, в которых самый тяжелый атом, связанный с кислородом, принадлежит к классу других неметаллов. Королевство Неорганические соединения Супер-класс Гомогенные неметаллические соединения Класс Другие неметаллические органиды Подкласс Другие неметаллические сульфиды Прямая материнская компания Прочие неметаллические сульфиды Альтернативные родительские компоненты Недоступно Заместители Молекулярная структура Недоступна 00 Внешние дескрипторы Онтология Термин онтологии отсутствует Физико-химические свойства — экспериментальные Физико-химические свойства — экспериментальные 90

0P

18

Свойство Значение Ссылка
Физическое состояние Недоступно
Физическое описание Недоступно
Массовый состав Недоступно
Точка плавления -85.49 oC
Точка кипения Недоступно
Экспериментальная растворимость в воде 3,74 мг / мл при 21 oC VENABLE, CS & FUWA, T (1922)
Экспериментальный журнал Недоступно
Экспериментальное pKa 7,04
Изоэлектрическая точка Недоступно
Заряд Недоступно
Оптическое вращение УФ-данные Недоступно
Плотность Недоступно
Показатель преломления Недоступно
Spectra

06 Spectra0003

Внешние ссылки ChemSpider ID Недоступно ChEMBL ID Недоступно Идентификатор соединения KEGG C00087 Pubchem Compound ID Недоступно Substance ID 1 Недоступно Subchem ChEBI ID 26833 Phenol-Explorer ID Недоступно DrugBank ID Недоступно HMDB ID HMDB ID HMDB3 Пищевые соединения) ID Недоступно EAFUS ID Недоступно Dr.Duke ID SULFUR BIGG ID Недоступно KNApSAcK ID Недоступно HET ID Недоступно

08 Food Biomarker

08 Food Biomarker VMH ID

Недоступно Flavornet ID Недоступно GoodScent ID Недоступно SuperScent ID Недоступно Wikipedia 0003 -Explorer Metabolite ID Недоступно Дублирующее IDS Недоступно Старое IDS DFC Недоступно Associated Foods 3 3 Food Content В среднем Ссылка Продукты питания Ссылка Биологические эффекты и взаимодействия Воздействие на здоровье / биоактивность 000 000 Каталожный номер акарифуг 25944 Строго говоря, вещество, предназначенное для уничтожения вредителей.Обычно используется любое вещество, используемое для борьбы, предотвращения или уничтожения животных, микробиологических или растительных вредителей. DUKE anti acne 50177 Препарат, используемый для лечения или профилактики кожных заболеваний или для повседневного ухода за кожей. DUKE противоартритное 52217 Любое вещество, введенное в живой организм с лечебной или диагностической целью. DUKE от перхоти DUKE Anti Grey DUKE от остеоартрита 52217 Любое вещество, введенное в живой организм с лечебной или диагностической целью. DUKE антисеборейный 52217 Любое вещество, введенное в живой организм с лечебной или диагностической целью. DUKE антисептик 33281 Вещество, которое убивает или замедляет рост микроорганизмов, включая бактерии, вирусы, грибки и простейшие. DUKE Комедогенный DUKE Кератолитический DUKE слабительное 50503 Средство, которое обычно расслабляет стул и способствует расслаблению кишечника. используется в течение длительного периода для снятия запора.Сравните со слабительным средством, которое ускоряет дефекацию. Вещества могут быть как слабительным, так и слабительным средством. DUKE паразитицид DUKE пестицид 25944 Строго говоря, вещество, предназначенное для уничтожения вредителей. Обычно используется любое вещество, используемое для борьбы, предотвращения или уничтожения животных, микробиологических или растительных вредителей. DUKE scabicide 73333 Акарицид, убивающий клещей рода Sarcoptes. DUKE Ферменты Недоступно Пути Недоступно Метаболизм Недоступно Биосинтез Ароматизаторы Недоступно Файлы MSDS Недоступно Справочные материалы Справочные материалы Недоступно

06

Ссылка на содержание — Герцог, Джеймс.Доктор Фитохимические и этноботанические базы данных Герцога. Министерство сельского хозяйства США ». Служба сельскохозяйственных исследований, по состоянию на 27 апреля (2004 г.).

Порошок серы | AMERICAN ELEMENTS ®


РАЗДЕЛ 1. ИДЕНТИФИКАЦИЯ

Наименование продукта: Порошок серы

Номер продукта: Все применимые коды продуктов American Elements, например S-E-02-P , S-E-03-P , S-E-04-P , S-E-05-P

Номер CAS: 7704-34-9

Соответствующие установленные области применения вещества: Научные исследования и разработки

Информация о поставщике:
American Elements
10884 Weyburn Ave.
Лос-Анджелес, Калифорния
Тел .: +1 310-208-0551
Факс: +1 310-208-0351

Телефон экстренной связи:
Внутренний, Северная Америка: +1 800-424-9300
Международный: +1 703-527-3887


РАЗДЕЛ 2. ИДЕНТИФИКАЦИЯ ОПАСНОСТЕЙ

Классификация вещества или смеси в соответствии с 29 CFR 1910 (OSHA HCS)
GHS02 Flame
Flam. Sol. 1 х328 Легковоспламеняющееся твердое вещество.
GHS07
Skin Irrit. 2 h415 Вызывает раздражение кожи.
Опасности, не классифицированные иным образом
Нет данных.

Элементы маркировки GHS
Продукт классифицирован и маркирован в соответствии с 29 CFR 1910 (OSHA HCS)
Пиктограммы опасности
GHS02
GHS07
Сигнальное слово
Опасно
Краткая характеристика опасности
h328 Воспламеняющееся твердое вещество.
h415 Вызывает раздражение кожи.
Меры предосторожности
P210 Беречь от тепла / искр / открытого огня / горячих поверхностей. — Не курить.
P280 Пользоваться защитными перчатками / защитной одеждой / средствами защиты глаз / лица.
P240 Заземлить / связать контейнер и приемное оборудование.
P241 Использовать взрывозащищенное электрическое / вентиляционное / осветительное / оборудование.
P362 Снять загрязненную одежду и постирать перед повторным использованием.
P321 Специальные меры (см. На этой этикетке).
Классификация WHMIS
B4 — Легковоспламеняющееся твердое вещество
D2B — Токсичный материал, вызывающий другие токсические эффекты
Система классификации
Рейтинги HMIS (шкала 0-4)
(Система идентификации опасных материалов)
ЗДОРОВЬЕ 1
ПОЖАР 2
РЕАКТИВНОСТЬ 0
Здоровье (острые эффекты) ) = 1
Воспламеняемость = 2
Физическая опасность = 0
Другие опасности
Результаты оценки PBT и vPvB:
PBT:
Н / Д.
vPvB:
Н / Д.


РАЗДЕЛ 3. СОСТАВ / ИНФОРМАЦИЯ ОБ ИНГРЕДИЕНТАХ

Вещества
Номер CAS / Название вещества: 7704-34-9 Сера
Идентификационный номер (а):
Номер ЕС: 231-722-6
Номер индекса: 016- 094-00-1


РАЗДЕЛ 4. ПЕРВАЯ ПОМОЩЬ

Описание мер первой помощи
При вдыхании:
Подайте свежий воздух. Если не дышит, сделайте искусственное дыхание. Держите пациента в тепле.
Немедленно обратитесь за медицинской помощью.
При попадании на кожу:
Немедленно промыть водой с мылом; тщательно промыть.
Немедленно обратитесь за медицинской помощью.
При попадании в глаза:
Промыть открытый глаз под проточной водой в течение нескольких минут. Проконсультируйтесь с врачом.
При проглатывании:
Обратитесь за медицинской помощью.
Информация для врача
Наиболее важные симптомы и воздействия, как острые, так и замедленные
Информация отсутствует.
Указание на необходимость немедленной медицинской помощи и специального лечения
Информация отсутствует.


РАЗДЕЛ 5. МЕРЫ ПОЖАРОТУШЕНИЯ

Средства пожаротушения
Подходящие средства пожаротушения
Двуокись углерода, порошковое средство для тушения или водяная струя мелкого разбрызгивания. Для тушения больших пожаров используйте водную струю или спиртоустойчивую пену.
Особые опасности, исходящие от вещества или смеси
При попадании этого продукта в пожар могут образоваться следующие вещества:
Оксиды серы (SOx)
Сероводород
Рекомендации для пожарных
Защитное снаряжение:
Надеть автономный респиратор.
Надеть полностью защитный непромокаемый костюм.


РАЗДЕЛ 6. МЕРЫ ПРИ СЛУЧАЙНОМ ВЫБРОСЕ

Меры личной безопасности, защитное снаряжение и порядок действий в чрезвычайной ситуации
Надевайте защитное снаряжение. Не подпускайте незащищенных людей.
Обеспечьте соответствующую вентиляцию.
Держите подальше от источников возгорания.
Меры по защите окружающей среды:
Не допускайте попадания материала в окружающую среду без официального разрешения.
Методы и материалы для локализации и очистки:
Хранить вдали от источников возгорания.
Обеспечьте соответствующую вентиляцию.
Предотвращение вторичных опасностей:
Беречь от источников возгорания.
Ссылка на другие разделы
См. Раздел 7 для получения информации о безопасном обращении.
См. Раздел 8 для получения информации о средствах индивидуальной защиты.
Информацию об утилизации см. В Разделе 13.


РАЗДЕЛ 7. ОБРАЩЕНИЕ И ХРАНЕНИЕ

Обращение
Меры предосторожности для безопасного обращения
Хранить контейнер плотно закрытым.
Хранить в сухом прохладном месте в плотно закрытой таре.
Обеспечьте соответствующую вентиляцию.
Информация о защите от взрывов и пожаров:
Защищать от электростатических зарядов.
Условия для безопасного хранения с учетом несовместимости
Хранение
Требования, предъявляемые к складским помещениям и таре:
Хранить в прохладном месте.
Информация о хранении в одном общем хранилище:
Хранить вдали от окислителей.
Хранить вдали от галоидоуглеродов.
Не хранить с интергалогенами.
Дополнительная информация об условиях хранения:
Держать емкость плотно закрытой.
Хранить в прохладном, сухом месте в хорошо закрытых емкостях.
Специфическое конечное использование
Информация отсутствует.


РАЗДЕЛ 8. КОНТРОЛЬ ВОЗДЕЙСТВИЯ / ЛИЧНАЯ ЗАЩИТА

Дополнительная информация о конструкции технических систем:
Правильно работающий вытяжной шкаф для химических веществ, предназначенный для опасных химикатов и имеющий среднюю скорость движения не менее 100 футов в минуту.
Контрольные параметры
Компоненты с предельными значениями, требующие контроля на рабочем месте:
Продукт не содержит каких-либо значимых количеств материалов с критическими значениями, которые следует контролировать на рабочем месте.
Дополнительная информация:
Нет данных
Контроль воздействия
Средства индивидуальной защиты
При обращении с химическими веществами соблюдайте стандартные меры общей защиты и промышленной гигиены.
Хранить вдали от продуктов питания, напитков и кормов.
Немедленно снимите всю грязную и загрязненную одежду.
Мыть руки перед перерывами и по окончании работы.
Избегать контакта с глазами и кожей.
Дыхательное оборудование:
При высоких концентрациях используйте подходящий респиратор.
Рекомендуемое фильтрующее устройство для краткосрочного использования:
Используйте респиратор с картриджами типа N95 (США) или PE (EN 143) в качестве резервного средства технического контроля. Следует провести оценку рисков, чтобы определить, подходят ли респираторы для очистки воздуха. Используйте только оборудование, проверенное и одобренное соответствующими государственными стандартами.
Защита рук:
Непроницаемые перчатки
Осмотрите перчатки перед использованием.
Пригодность перчаток должна определяться как материалом, так и качеством, последнее из которых может варьироваться в зависимости от производителя.
Материал перчаток
Нитрилкаучук, NBR
Время проникновения материала перчаток (в минутах)
480
Толщина перчатки
0,11 мм
Защита глаз:
Защитные очки


РАЗДЕЛ 9. ФИЗИЧЕСКИЕ И ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА

Информация об основных физических характеристиках и химические свойства
Внешний вид:
Форма:
Различные формы (порошок / хлопья / кристаллы / шарики и т. д.)
Цвет:
Бледно-желтый
Запах:
Слабый
Порог запаха:
Данные отсутствуют.
pH:
Н / Д.
Точка / диапазон плавления:
115,21 ° C (239 ° F)
Точка кипения / диапазон:
444,6 ° C (832 ° F)
Температура сублимации / начало:
Нет данных.
Температура вспышки:
> 999 ° C (> 1830 ° F)
Воспламеняемость (твердое тело, газ):
Легковоспламеняющийся.
Температура возгорания:
248 ° C (478 ° F)
Температура разложения:
Данные отсутствуют.
Самовоспламенение:
Нет данных.
Взрывоопасность:
Нет данных.
Пределы взрываемости:
Нижний:
3,3 об.%
Верхний:
46 об.%
Давление пара:
Н / Д.
Плотность при 20 ° C (68 ° F):
2,07 г / см³ (17,274 фунта / галлон)
Относительная плотность
Нет данных.
Плотность пара
Н / Д.
Скорость испарения
Н / Д.
Растворимость в воде (H 2 O):
Нерастворимый
Коэффициент распределения (н-октанол / вода):
Данные отсутствуют.
Вязкость:
Динамическая:
Н / Д.
Кинематика:
НЕТ.
Прочая информация
Информация отсутствует.


РАЗДЕЛ 10. СТАБИЛЬНОСТЬ И РЕАКЦИОННАЯ СПОСОБНОСТЬ

Реакционная способность
Нет данных.
Химическая стабильность
Стабилен при рекомендуемых условиях хранения.
Термическое разложение / условия, которых следует избегать:
Разложение не произойдет при использовании и хранении в соответствии со спецификациями.
Возможность опасных реакций
Реагирует с сильными окислителями
Условия, вызывающие опасные изменения
Информация отсутствует.
Несовместимые материалы:
Окисляющие вещества
Галогенуглеводороды
Межгалогеновые соединения
Опасные продукты разложения:
Оксиды серы (SOx)
Сероводород


РАЗДЕЛ 11.ТОКСИКОЛОГИЧЕСКАЯ ИНФОРМАЦИЯ

Информация о токсикологическом воздействии
Острая токсичность:
Реестр токсических эффектов химических веществ (RTECS) содержит данные об острой токсичности для компонентов этого продукта.
Значения ЛД / ЛК50, относящиеся к классификации:
ЛК50 при вдыхании 1660 мг / м3 (мам)
Раздражение или разъедание кожи:
Вызывает раздражение кожи.
Раздражение или разъедание глаз:
Может вызывать раздражение
Сенсибилизация:
О сенсибилизирующих эффектах не известно.
Мутагенность зародышевой клетки:
N / A
Канцерогенность:
Никаких классификационных данных о канцерогенных свойствах этого материала от EPA, IARC, NTP, OSHA или ACGIH нет.
Репродуктивная токсичность:
Н / Д
Специфическая токсичность для системы органов-мишеней — повторное воздействие:
Н / Д
Специфическая токсичность для систем-мишеней — однократное воздействие:
Н / Д
Опасность при аспирации:
Н / Д
Подострая или хроническая токсичность:
N / A
Дополнительная токсикологическая информация:
Насколько нам известно, острая и хроническая токсичность этого вещества полностью не изучена.
Канцерогенные категории
OSHA-Ca (Управление по охране труда)
Вещество не указано.


РАЗДЕЛ 12. ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ИНФОРМАЦИЯ

Токсичность
Водная токсичность:
Информация отсутствует.
Стойкость и разлагаемость:
Информация отсутствует.
Потенциал биоаккумуляции:
Информация отсутствует.
Подвижность в почве:
Информация отсутствует.
Дополнительная экологическая информация:
Общие примечания:
Не допускайте попадания материала в окружающую среду без официальных разрешений.
Избегать попадания в окружающую среду.
Результаты оценки PBT и vPvB:
PBT:
N / A.
vPvB:
Н / Д.
Другие побочные эффекты
Информация отсутствует.


РАЗДЕЛ 13. УТИЛИЗАЦИЯ

Методы обработки отходов
Рекомендация:
Проконсультируйтесь с государственными, местными или национальными правилами для обеспечения надлежащей утилизации.
Неочищенная тара:
Рекомендация:
Утилизация должна производиться в соответствии с официальными предписаниями.


РАЗДЕЛ 14.ИНФОРМАЦИЯ ПО ТРАНСПОРТИРОВКЕ

Номер ООН
DOT, IMDG, IATA
UN1350
Собственное транспортное наименование ООН
DOT
Sulfur
IMDG, IATA
SULFUR
Класс (ы) опасности при транспортировке
DOT
Класс
4.1 Легковоспламеняющиеся твердые вещества и твердые десенсибилизированные взрывчатые вещества.
Этикетка
4.1
Класс
4.1 (F3) Легковоспламеняющиеся твердые вещества, самореактивные вещества и твердые десенсибилизированные взрывчатые вещества
Этикетка4.1
IMDG, IATA
Класс
4.1 Воспламеняющиеся твердые вещества, самореактивные вещества и твердые десенсибилизированные взрывчатые вещества.
Наклейка
4,1
Группа упаковки
DOT, IMDG, IATA
III
Опасность для окружающей среды:
Н / Д.
Особые меры предосторожности для пользователя
Предупреждение: легковоспламеняющиеся твердые вещества, самореактивные вещества и твердые десенсибилизированные взрывчатые вещества
Номер EMS:
F-A, S-G
Транспортировка наливом согласно Приложению II MARPOL73 / 78 и Кодексу IBC
N / A.
Транспорт / Дополнительная информация:
DOT
Морской загрязнитель (DOT):

Типовой регламент ООН:
UN1350, Сера, 4.1, III


РАЗДЕЛ 15. НОРМАТИВНАЯ ИНФОРМАЦИЯ

Нормативы / законодательство по безопасности, охране здоровья и окружающей среды, относящиеся к веществу или смеси
Элементы маркировки GHS
Продукт классифицируется и маркируется в соответствии с 29 CFR 1910 (OSHA HCS)
Опасность пиктограммы
GHS02
GHS07
Сигнальное слово
Опасно
Краткая характеристика опасности
h328 Воспламеняющееся твердое вещество.
h415 Вызывает раздражение кожи.
Меры предосторожности
P210 Беречь от тепла / искр / открытого огня / горячих поверхностей.- Не курить.
P280 Пользоваться защитными перчатками / защитной одеждой / средствами защиты глаз / лица.
P240 Заземлить / связать контейнер и приемное оборудование.
P241 Использовать взрывозащищенное электрическое / вентиляционное / осветительное / оборудование.
P362 Снять загрязненную одежду и постирать перед повторным использованием.
P321 Специальные меры (см. На этой этикетке).
Национальные правила
Все компоненты этого продукта перечислены в Реестре химических веществ в соответствии с Законом о контроле за токсичными веществами Агентства по охране окружающей среды США.
Все компоненты этого продукта занесены в Канадский список веществ, предназначенных для домашнего использования (DSL).
SARA Раздел 313 (списки конкретных токсичных химикатов)
Вещество не указано.
Предложение 65 штата Калифорния
Предложение 65 — Химические вещества, вызывающие рак
Вещество не указано в списке.
Предложение 65 — Токсичность для развития
Вещество не указано.
Предложение 65 — Токсичность для развития, женщины
Вещество не указано.
Предложение 65 — Токсичность для развития, мужчины
Вещество не указано.
Информация об ограничении использования:
Для использования только технически квалифицированными специалистами.
Другие постановления, ограничения и запретительные постановления
Вещество, вызывающее особую озабоченность (SVHC) в соответствии с Регламентом REACH (EC) № 1907/2006.
Вещества нет в списке.
Должны соблюдаться условия ограничений согласно Статье 67 и Приложению XVII Регламента (ЕС) № 1907/2006 (REACH) для производства, размещения на рынке и использования.
Вещества нет в списке.
Приложение XIV Правил REACH (требуется разрешение на использование)
Вещество не указано.
Оценка химической безопасности:
Оценка химической безопасности не проводилась.


РАЗДЕЛ 16. ПРОЧАЯ ИНФОРМАЦИЯ

Паспорт безопасности в соответствии с Регламентом (ЕС) № 1907/2006 (REACH). Вышеприведенная информация считается правильной, но не претендует на исчерпывающий характер и должна использоваться только в качестве руководства. Информация в этом документе основана на текущем уровне наших знаний и применима к продукту с учетом соответствующих мер безопасности.Это не является гарантией свойств продукта. American Elements не несет ответственности за любой ущерб, возникший в результате обращения или контакта с вышеуказанным продуктом. Дополнительные условия продажи см. На обратной стороне счета-фактуры или упаковочного листа. АВТОРСКИЕ ПРАВА 1997-2021 AMERICAN ELEMENTS. ЛИЦЕНЗИОННЫМ ДАННЫМ РАЗРЕШЕНО ИЗГОТОВЛЕНИЕ НЕОГРАНИЧЕННЫХ КОПИЙ БУМАГИ ТОЛЬКО ДЛЯ ВНУТРЕННЕГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ.

Молекулярная масса серы

Молярная масса of S = 32,065 г / моль

Перевести граммы серы в моль или моль серы в граммы


Элемент Обозначение Атомная масса Число атомов Массовый процент
Сера S 32.065 1 100,000%

В химии вес формулы — это величина, вычисляемая путем умножения атомного веса (в единицах атомной массы) каждого элемента в химической формуле на количество атомов этого элемента, присутствующего в формуле, с последующим сложением всех этих продуктов вместе.

Если формула, используемая при расчете молярной массы, является молекулярной формулой, вычисленная формула веса является молекулярной массой. Весовой процент любого атома или группы атомов в соединении можно вычислить, разделив общий вес атома (или группы атомов) в формуле на вес формулы и умножив на 100.

Определение молярной массы начинается с единиц граммов на моль (г / моль). При расчете молекулярной массы химического соединения он говорит нам, сколько граммов содержится в одном моль этого вещества. Вес формулы — это просто вес в атомных единицах массы всех атомов в данной формуле.

Атомные веса, используемые на этом сайте, взяты из NIST, Национального института стандартов и технологий. Мы используем самые распространенные изотопы. Вот как рассчитать молярную массу (среднюю молекулярную массу), которая основана на изотропно взвешенных средних.Это не то же самое, что молекулярная масса, которая представляет собой массу одной молекулы четко определенных изотопов. Для объемных стехиометрических расчетов мы обычно определяем молярную массу, которую также можно назвать стандартной атомной массой или средней атомной массой.

Формула веса особенно полезна при определении относительного веса реагентов и продуктов в химической реакции. Эти относительные веса, вычисленные по химическому уравнению, иногда называют весами по уравнениям.

Используя химическую формулу соединения и периодическую таблицу элементов, мы можем сложить атомные веса и вычислить молекулярную массу вещества.

Часто на этом сайте просят перевести граммы в моль. Чтобы выполнить этот расчет, вы должны знать, какое вещество вы пытаетесь преобразовать. Причина в том, что на конверсию влияет молярная масса вещества. Этот сайт объясняет, как найти молярную массу.

Демонстрации — цинк + сера

Демонстрации — цинк + сера

цинк + сера

Цинк — это голубовато-белый металл, используемый для цинкования железа, а также в сплавах, батареях и резине. Сера желтый, хрупкий неметалл; его также можно найти в силовой форме. Цинк и сера реагируют друг с другом бурно производить сульфид цинка ; реакция сопровождается бурным выделением газа, тепла и света:

Zn (тв) + S (тв) ——> ZnS [один из самых легких
химические уравнения
балансировать!]

Продукты реакции также включают небольшое количество оксида цинка (ZnO). и диоксид серы (SO 2 ).

Эта реакция производит достаточно горячего газа для запуска небольших ракет; это был один модели ракетного топлива, описанного Гомером Хикамом в его книге Rocket Мальчики (Delacorte Pr; 1998) [снимался как Октябрьское небо (Universal Studios, 1999)].

В первой демонстрации ниже порошкообразный цинк и сера смешиваются в фарфоровая выпарная чашка и нагретая пламенем; смесь горит с желтовато-зеленое пламя и оставляет остатки желтого сульфида цинка в блюдо.Во втором видеоклипе более крупный образец зажигается в испарительная тарелка, которая разбивается; а в третьем ролике аналогичная смесь раскалывает большой фарфоровый тигель.

Видеоклип 1: РЕАЛЬНЫЙ, 3.33 МБ

Видеоклип 2: РЕАЛЬНЫЙ, 1,41 МБ

Видеоклип 3: РЕАЛЬНЫЙ, 2.62 МБ

!!! Опасности !!!

Эта реакция дает большое количество тепловой энергии; очистить территорию от легковоспламеняющиеся материалы.

Эту реакцию необходимо проводить в вытяжном шкафу или каком-либо открытом, хорошо вентилируемом помещении. площадь. Если вы делаете это в вытяжном шкафу, будьте готовы потратить некоторое время на протирание порошок сульфида цинка со всех поверхностей вытяжки.

Процедуры

Бассам З.Шахашири, Химическая Демонстрации: Справочник для учителей химии, том 1. Мэдисон: Издательство Висконсинского университета, 1983, стр. 53-54.

Список литературы

Джон Эмсли, Элементы, 3-е изд. Оксфорд, Кларендон Пресс, 1998, стр. 120–121, 198–199.

Дэвид Л. Хейзерман, Исследование химических элементов и их Соединения. Нью-Йорк: TAB Books, 1992, стр. 65-69, 122-124.

Марта Виндхольц (ред.), The Merck Index, 10-е изд. Rahway: Merck & Co., Inc., 1983.

Химическая реактивность


Соединения серы и фосфора

Соединения серы и фосфора

1. Нуклеофильность соединений серы

Серные аналоги спиртов называются тиолами или меркаптанами , а эфирные аналоги — сульфидами .Химическое поведение тиолов и сульфидов в некоторых важных отношениях контрастирует с поведением спиртов и простых эфиров. Поскольку сероводород (H 2 S) является гораздо более сильной кислотой, чем вода (более чем в десять миллионов раз), мы ожидаем и обнаруживаем, что тиолы являются более сильными кислотами, чем эквивалентные спирты и фенолы. Основания тиолатных конъюгатов легко образуются и оказались отличными нуклеофилами в реакциях S N 2 алкилгалогенидов и тозилатов.

R – S (-) Na (+) + (CH 3 ) 2 CH – Br (CH 3 ) 2 CH – S – R + Na (+) Br (-)

Хотя основность простых эфиров примерно в сто раз выше, чем у эквивалентных сульфидов, нуклеофильность серы намного выше, чем у кислорода, что приводит к ряду интересных и полезных электрофильных замещений серы, которые обычно не наблюдаются для кислорода.Сульфиды, например, реагируют с алкилгалогенидами с образованием солей тройного сульфония (уравнение №1) таким же образом, как 3º-амины алкилируются до солей четвертичного аммония. Хотя эквивалентные оксониевые соли простых эфиров известны, их получают только в экстремальных условиях, и они обладают исключительно реакционной способностью. Примечательно, что сульфоксиды (уравнение №2), сульфинатные соли (№3) и сульфит-анион (№4) также алкилируют по сере, несмотря на частичный отрицательный формальный заряд кислорода и частичный положительный заряд серы.

2. Степени окисления соединений серы

Кислород принимает только две степени окисления в своих органических соединениях (–1 в пероксидах и –2 в других соединениях). С другой стороны, сера находится в степенях окисления от –2 до +6, как показано в следующей таблице (некоторые простые неорганические соединения показаны оранжевым цветом).

Попробуйте нарисовать структуры Льюиса для атомов серы в этих соединениях. Если вы ограничите свои формулы электронными октетами валентной оболочки, большинство высших степеней окисления будут иметь формальное разделение зарядов, как в уравнении 2 выше.Приведенные здесь формулы нейтрализуют это разделение зарядов за счет двойной связи, которая расширяет октет валентности серы. Действительно, двойные связи S = ​​O не состоят из обычных σ & π-орбиталей, обнаруживаемых в двойных углеродных связях. В качестве элемента третьего ряда сера имеет пять пустых 3d-орбиталей , которые могут использоваться для связывания p-d аналогично связыванию p-p (π). Таким образом, сера может расширить октет аргоноподобной валентной оболочки на два (например, сульфоксиды) или четыре (например, сульфоны) электронов. Сульфоксиды имеют фиксированную пирамидальную форму (несвязывающая сера электронная пара занимает один угол тетраэдра с серой в центре).Следовательно, сульфоксиды, имеющие два различных алкильных или арильных заместителя, являются хиральными. Энантиомерные сульфоксиды стабильны и могут быть выделены.

Тиолы также резко отличаются от спиртов по химическому составу окисления. Окисление 1º и 2º спиртов до альдегидов и кетонов изменяет степень окисления углерода, но не кислорода. Окисление тиолов и других соединений серы изменяет степень окисления серы, а не углерода. Мы видим некоторые типичные примеры окисления серы в следующих примерах.В первом случае мягкое окисление превращает тиолы в дисуфиды. Эквивалентное окисление спиртов до пероксидов обычно не наблюдается. Причины такого разного поведения определить нетрудно. Одинарная связь S – S почти в два раза прочнее, чем связь O – O в пероксидах, а связь O – H более чем на 25 ккал / моль прочнее, чем связь S – H. Таким образом, термодинамика отдает предпочтение образованию дисульфида, а не пероксида.
Мягкое окисление дисуфидов хлором дает алкилсульфенилхлориды, но более сильное окисление дает сульфоновые кислоты (2-й пример).Наконец, окисление сульфидов перекисью водорода (или надкислотами) приводит сначала к сульфоксидам, а затем к сульфонам.

Номенклатура соединений серы в целом проста. Префикс тио обозначает замену функционального кислорода серой. Таким образом, -SH — тиол, а C = S — тион. Префикс тиа обозначает замену атома углерода в цепи или кольце серой, хотя простая эфироподобная сера обычно называется сульфидом.Например, C 2 H 5 SC 3 H 7 представляет собой этилпропилсульфид, а C 2 H 5 SCH 2 SC 3 H 7 можно назвать 3,5 -дитиаоктан. Сульфонаты представляют собой сложные эфиры сульфоновой кислоты, а сультоны являются эквивалентом лактонов. Остальные имена указаны в таблице выше.

3. Окисление спиртов ДМСО

Превращение 1º и 2º спиртов в альдегиды и кетоны является важной реакцией, которая в простейшей форме может рассматриваться как дегидрирование (потеря H 2 ).Обеспечивая источник кислорода для фиксации полученного водорода в виде воды, процесс эндотермического дегидрирования может быть преобразован в более благоприятный экзотермический. Одним из источников кислорода, который оказался эффективным для окисления спиртов, является простой сульфоксидный растворитель, ДМСО. Реакция проста в эксплуатации: раствор спирта в ДМСО обрабатывают одним из нескольких электрофильных дегидратирующих реагентов (E). Спирт окисляется; ДМСО восстанавливается до диметилсульфида; и вода поглощается электрофилом.Из-за экзотермического характера реакции ее обычно проводят при -50 ºC или ниже. Необходимы сорастворители, такие как хлористый метилен или ТГФ, поскольку чистый ДМСО замерзает при 18 °. Взаимодействие оксалилхлорида с ДМСО может приводить к образованию хлорида хлордиметилсульфония, который затем окисляет спирт ( Swern Oxidation ). В качестве альтернативы ниже показан вероятный общий механизм этой интересной и полезной реакции.

Поскольку для осуществления этого окисления было использовано так много разных электрофилов, трудно представить единый общий механизм.Большинство электрофилов являются хорошими ацилирующими реагентами, поэтому разумно ожидать начального ацилирования сульфоксида кислорода. (Использование DCC в качестве реагента ацилирования описано в другом месте.) Электрофильный характер атома серы усиливается ацилированием. Затем следует связывание серы с атомом кислорода спирта. Остальные этапы представляют собой исключения, аналогичные по характеру тем, которые предлагаются для других способов окисления спирта. В некоторых случаях для получения дополнительного основания добавляют триэтиламин.Три примера этих окислений ДМСО приведены на следующей диаграмме. Обратите внимание, что эта процедура окисления очень мягкая и допускает использование множества других функциональных групп, включая группы, содержащие окисляемые атомы азота и серы.


4. Нуклеофильность соединений фосфора

Фосфорные аналоги аминов называются фосфинами. В химии фосфинов и родственных сложных эфиров фосфитов преобладает их сильная нуклеофильность и восстанавливающий характер.Нуклеофильность трехвалентного фосфора приводит к быстрому образованию солей фосфония, когда такие соединения обрабатывают реакционноспособными алкилгалогенидами. Например, хотя резонансная делокализация пары электронов азота в трифениламине, (C 6 H 5 ) 3 N, делает его относительно инертным в реакциях S N 2, соответствующее соединение фосфора, трифенилфосфин, подвергается быстрая и экзотермическая реакция с образованием соли фосфония, как показано ниже в первом уравнении.Сложные эфиры фосфита реагируют таким же образом, но образующиеся соли фосфония (заштрихованная рамка) часто нестабильны, и при нагревании получают сложные эфиры диалкилфосфоновой кислоты посредством второй реакции S N 2 (уравнение 2 ниже).


5. Степени окисления соединений фосфора

Разница в степени окисления между азотом и фосфором менее выражена, чем между кислородом и серой. Фосфорорганические соединения, имеющие степень окисления фосфора от –3 до +5, как показано в следующей таблице, хорошо известны (некоторые простые неорганические соединения показаны зеленым цветом).Как и в случае серы, двойные связи P = O, изображенные в некоторых формулах, не состоят из обычных сигма- и пи-орбиталей, обнаруженных в двойных углеродных связях. Фосфор является элементом третьего ряда и имеет пять пустых 2d-орбиталей , которые могут использоваться для p-d-связывания аналогично p-p (π) -связанию. Таким образом, фосфор может расширить октет аргоноподобной валентной оболочки на два электрона (например, оксиды фосфина).


6. Соединения фосфора как восстановители

Трехвалентный фосфор легко окисляется.В отличие от аммиака и аминов, фосфин и его моно- и диалкильные производные являются пирофорными, воспламеняясь при контакте с кислородом воздуха. Сродство трехвалентного фосфора к кислороду (и сере) было использовано во многих реакционных системах, три из которых показаны здесь. Оксид трифенилфосфина, полученный в реакциях 1 и 3, является очень стабильным полярным соединением и в большинстве случаев легко удаляется из других продуктов. Реакция 2 представляет собой общую формулировку полезной процедуры Кори-Винтера для превращения вицинальных гликолей в алкены.

Трифенилфосфин также окисляется галогенами, и с бромом образует дибромтрифенилфосфоран, кристаллическое солеподобное соединение, используемое для превращения спиртов в алкилбромиды. Как и в ряде предыдущих примеров, образование оксида трифенилфосфина на необратимой стадии S N 2 обеспечивает термодинамическую движущую силу для реакции.



Илиды фосфора и серы

Илиды фосфора и серы

1.Приготовление илидов

Было отмечено, что диполярные оксиды фосфора и серы стабилизируются p-d связью. Это можно проиллюстрировать описанием резонанса, как показано здесь.

Эта стабилизация связывания распространяется на карбанионы альфа с фосфониевыми и сульфониевыми центрами, и цвиттерионные сопряженные основания, полученные из таких катионов, известны как илиды . Приблизительные значения pK и для некоторых предшественников илидов и родственных соединений представлены в следующей таблице.Кислые атомы водорода окрашены в красный цвет. По соглашению, pK и обычно доводят до соответствия стандартному растворителю — воде; однако на практике измерения очень слабых кислот обязательно проводят в неводных растворителях, таких как ДМСО (диметилсульфоксид). Зеленые числа в таблице представляют измерения ДМСО, и, хотя они больше, чем водные приближения, относительный порядок не изменился. Обратите внимание, что сам ДМСО является самой слабой кислотой из представленных.

Соединение (C 6 H 5 ) 3 P (+) –CH 3 I (-) (канал 3 ) 3 S (+) I (-) (CH 3 ) 3 S (+) = O I (-) (CH 3 ) 2 S = O (CH 3 ) 2 S (= O) 2 CH 3 -P (OCH 3 ) 2 = O
Название метилтрифенилфосфоний
йодид
триметилсульфоний
йодид
триметилсульфоксоний
йодид
диметилсульфоксид диметилсульфон диметилметилфосфонат
pK a
ДМСО
17
22
20
25
15
18
30
35
26
31
25

Некоторые характерные способы приготовления илидных реагентов показаны ниже.Для полного образования илидов требуются очень сильные основания, такие как бутиллитий. Гидрид натрия (NaH), еще одно сильное основание, нерастворим в большинстве растворителей, но его реакция с ДМСО (самая слабая кислота в таблице) дает сильное основание конъюгата, CH 3 ) S (= O) CH 2 (-) Na (+) , известный как димсил натрия. Это растворимое основание широко используется для образования илидов в растворе ДМСО.

Все представленные здесь илиды являются сильными основаниями.Как и другие сильноосновные органические реагенты, они протонируются водой и спиртами и чувствительны к кислороду. Как показано, вода разлагает алкилиденфосфораны до углеводородов и оксидов фосфина. Кислород расщепляет эти илиды аналогичным образом, причем алкилиденовый фрагмент превращается в карбонильное соединение.

R 3 P = CR ‘ 2 + H 2 O [R 3 P (OH) –CHR’ 2 ] R 3 P = O + R ‘ 2 CH 2
R 3 P = CR ‘ 2 + O 2 R 3 P = O + R’ 2 C = O

2.Реакции илидов

Наиболее важное использование илидов в синтезе происходит из их реакций с альдегидами и кетонами, которые в каждом случае инициируются ковалентной связью нуклеофильного альфа-углерода с электрофильным карбонильным углеродом. Алкилиденфосфоран-илиды реагируют с образованием замещенных алкенов в результате превращения, называемого реакцией Виттига . Эта реакция иллюстрируется первыми тремя уравнениями ниже. В каждом случае новая двойная связь углерод-углерод окрашивается в синий цвет, и кислород карбонильного реагента переносится на фосфор.Реакция Виттига допускает эпоксиды и многие другие функциональные группы, как продемонстрировано реакцией №1. Карбанионный центр также может быть замещен, как в реакциях №2 и 3. Принципиальным преимуществом синтеза алкена по реакции Виттига является то, что расположение двойная связь абсолютно фиксирована, в отличие от смесей, часто получаемых при дегидратации спирта. В случае простых замещенных илидов предпочтение отдается Z-алкенам (реакция №2).
Четвертое уравнение показывает характерную реакцию илида серы.Опять же, первоначальная углерод-углеродная связь окрашена в синий цвет, но последующие стадии приводят к образованию эпоксидного продукта, а не алкена.

Два других примера реакций типа Виттига можно увидеть, нажав кнопку « More Reactions ». Реакция № 5 иллюстрирует двойную реакцию Виттига с использованием диальдегидного реагента (окрашенного в оранжевый цвет). Из-за дополнительной аллильной стабилизации илидной группы новые двойные связи (окрашены в синий цвет) имеют E-конфигурацию, в отличие от Z-конфигурации, которой способствуют нестабилизированные илиды (уравнение 2).Реакция № 6 показывает родственный синтез, в котором в качестве нуклеофила используется енолятное основание фосфоната. Это известно как реакция Хорнера-Уодсворта-Эммонса . Здесь, как и в случае реакции Виттига, образование стабильной фосфорно-кислородной связи в фосфатном продукте обеспечивает движущую силу для превращения. Опять же, стабилизация илидоподобного карбаниона приводит к Е-конфигурации двойной связи продукта. Эти замечательные и полезные изменения можно объяснить механизмами, отображаемыми при нажатии кнопки « Show Mechanism ».
После начального образования углерод-углеродной связи для реакции Виттига были идентифицированы два промежуточных продукта: диполярный вид с разделенными зарядами, названный бетаином , и четырехчленная гетероциклическая структура, названная оксафосфатаном . Расщепление оксафосфатана на продукты оксида алкена и фосфина экзотермично и необратимо. В зависимости от стабильности исходного илида бетаин может образовываться обратимо, и это в конечном итоге влияет на стереохимию алкенового продукта.
В отличие от илидов фосфора и родственных им реагентов, реакции сернистых илидов с карбонильными соединениями обычно не приводят к образованию четырехчленных кольцевых частиц, аналогичных оксафосфатанам. Таким образом, предпочтительный путь реакции — это внутренний процесс S N 2, который приводит к эпоксидному продукту. Сера уходит в виде диметилсульфида. Дополнительные примеры реакций илида серы, иллюстрирующие различия в реакционной способности метилида диметилсульфония и метилида диметилоксосульфония, приведены на следующей диаграмме.Из этих двух илид оксосульфония менее реакционноспособен и, как полагают, обратимо присоединяется к карбонильным группам, в конечном итоге образуя термодинамически предпочтительный продукт.

Эта страница является собственностью Уильяма Ройша. Комментарии, вопросы и ошибки следует направлять по адресу [email protected]
Эти страницы предоставляются IOCD для оказания помощи в наращивании потенциала в области химического образования. 05.05.2013

Конец этой дополнительной темы


Другие реагенты и методы ацилирования

Специализированные реагенты и методы ацилирования

Поскольку ацилирование является таким важным и широко используемым преобразованием, для этой цели было разработано много новых методов.Некоторые из них описаны здесь.

1. Карбодиимиды и родственные реагенты

Идеальным ацилирующим реагентом была бы карбоновая кислота, но сами кислоты относительно не реагируют с нуклеофилами. Простым решением этой неактивности, как отмечалось ранее, было преобразование карбоновой кислоты в более реакционноспособное производное, такое как ацилхлорид или ангидрид. Менее радикальная альтернативная процедура, часто используемая в сложных случаях, использует реагенты, которые избирательно активируют карбоксильную группу в направлении нуклеофильного замещения.Двумя такими реагентами являются дициклогексилкарбодиимид (DCC) и карбонилдиимидазол (реагент Стааба). Следующие ниже уравнения представляют примеры их использования для получения сложных эфиров, амидов, ангидридов и сложных эфиров. Действительно, восстановление LAH имидазолидного промежуточного соединения, генерируемого реагентом Staab, обеспечивает полезное получение альдегидов из кислот.
Механизмы, с помощью которых эти реагенты активируют карбоновые кислоты, отображаются при нажатии кнопки « Показать механизмы ».Имейте в виду, что имидазол является более сильной кислотой, чем вода, и лучшей уходящей группой, чем гидроксид-анион, особенно если он протонирован.

2. Реагент Вильсмайера

Нерастретированные нейтральные амиды, как известно, являются плохими ацилирующими агентами. Однако электрофильная атака обычно происходит у кислорода, и 3º-амиды активируются таким событием. Полезным применением этой концепции является получение электрофильного формилирующего реагента путем реакции диметилформамида (ДМФ) с оксихлоридом фосфора, как показано в зеленой заштрихованной рамке ниже.Обратите внимание, что структурная формула полученного комплекса напоминает формулу ацилхлорида, причем двойная связь иминия обеспечивает дополнительный электрофильный характер. Этот реагент, известный как реагент Vilsmeier-Haack , атакует нуклеофильные субстраты с образованием формилированных продуктов. Два примера показаны под коробкой с реагентами.


3. Кетен

Ацилхлориды, содержащие по крайней мере один альфа-водород, подвергаются элиминированию HCl при обработке основаниями 3º-амина (1-е уравнение ниже).Образовавшаяся двойная связь углерод-углерод имеет кумулятивную связь с карбонильной двойной связью, и соединения такого типа называются кетенами . Также возможно отщепление вицинальных дихлоридов реакцией с цинковой пылью (2-е уравнение), а термическая дегидратация уксусной кислоты приводит к образованию исходной структуры, называемой кетеном (3-е уравнение).

1. R 2 CHCOCl + R ‘ 3 N R 2 C = C = O (диалкилкетен) + R’ 3 NH (+) Cl (-)

2. Cl 3 CCOCl + Zn (пыль) Cl 2 C = C = O (дихлоркетен) + ZnCl 2

3. CH 3 CO 2 H + AlPO H + AlPO 4 и нагреть H 2 C = C = O (кетен) + H 2 O

Кетены представляют собой реакционноспособные промежуточные соединения, которые быстро соединяются с нуклеофилами с образованием производных карбоновых кислот или, если никакая другая реакция невозможна, в конечном итоге димеризуются (или полимеризуются).Некоторые характерные реакции кетена показаны на следующей диаграмме. Структура β-лактона в нижнем левом углу представляет собой стабильное соединение, известное как дикетен.

Эта страница является собственностью Уильяма Ройша. Комментарии, вопросы и ошибки следует направлять по адресу [email protected]
Эти страницы предоставляются IOCD для оказания помощи в наращивании потенциала в области химического образования. 05.05.2013

Конец этой дополнительной темы


Vinylagous Systems

Виниловая связь — это такая связь, при которой двойная связь простирается за счет сопряжения взаимодействия между двумя сайтами в молекуле или между двумя реагирующими частицами.Как покажет следующее обсуждение, существует множество примеров этого явления.

1. Гидроксильная кислота

Карбоксильная группа является выдающимся примером взаимодействия двух функциональных групп (гидроксила и карбонила), когда они связаны вместе. Одним из проявлений этого взаимодействия является повышенная кислотность карбоксильной группы по сравнению с изолированной гидроксильной группой (более десяти раз в десять). Такое повышение кислотности ранее объяснялось резонансной стабилизацией основания конъюгата карбоксилат-анион.Как показано ниже (первое уравнение), это приводит к делокализации отрицательного заряда по двум атомам кислорода по сравнению с локализацией полного заряда на алкоксидном кислороде.
Двойная связь углерод-углерод может сопряженно связывать гидроксильные и карбонильные группы, так что соответствующее основание алкоксида аналогично стабилизируется делокализацией заряда. Второе уравнение иллюстрирует эту винилогистую связь, а зеленая рамка указывает двойную связь, которая устанавливает виниловую связь. Третий компонент резонанса, который имеет отрицательный заряд на центральном атоме углерода, не показан на этом чертеже, но является важным фактором в реакциях алкилирования бета-дикарбонильных соединений.

Некоторые примеры виниловых кислот показаны ниже вместе с их значениями pK a . Первое соединение, енол 1,3-циклогександиона, соответствует общему примеру, приведенному выше, и имеет кислотность, сравнимую с уксусной кислотой. Второй пример (трополон) — трижды винилагообразный. Хотя он менее кислый, чем карбоновая кислота, он намного более кислый, чем спирт, и даже в тысячу раз больше, чем фенол.

Третий и четвертый перечисленные примеры представляют собой исключительные случаи, в которых винилагообразная активация увеличивает кислотность двух гидроксильных групп в одной и той же молекуле.Из-за симметрии невозможно определить, какая из них более кислая, но первый pK a ранжирует эти кислоты сильнее, чем фосфорная кислота. Высокая кислотность второй гидроксильной функции еще более удивительна и, несомненно, отражает тот факт, что оба сопряженных основания стабилизируются делокализацией заряда по разному набору атомов кислорода. Случай с аскорбиновой кислотой, широко известной как витамин C , является последним примером. Здесь должно быть ясно, что бета-гидроксильная группа (красный водород) винилагально активируется карбонильной функцией и является более сильной кислотой, чем уксусная кислота.Альфа-гидроксильная группа (синий водород) является частью енола, и поэтому ожидается, что она будет иметь кислотность, аналогичную фенолу.

Если гидроксильная группа виниловой кислоты заменена аминогруппой или алкоксильной группой, полученные соединения могут быть классифицированы как виниловые амиды и сложные эфиры соответственно. Следующие общие формулы иллюстрируют эти термины. Как и следовало ожидать из электронных взаимодействий, показанных резонансными формулами, свойства таких соединений аналогичны свойствам амидов и сложных эфиров.Основность винилагообразного амида, например, намного меньше, чем у енамина.

Виниловый амид

R 2 N – C = C – C = O

R 2 N (+) = C – C = C – O (-)

Виниловый эфир

RO – C = C – C = O

RO (+) = C – C = C – O (-)

2.Реакции β-элиминирования карбонильных производных

Ранее отмечалось легкое удаление воды из альдольных продуктов. Эффективен либо кислотный, либо основной катализ, что позволяет предположить, что в этих реакциях элиминации могут участвовать енольные формы. Как показано на следующей диаграмме, эти енольные промежуточные соединения представляют собой винилоги карбонилгидратов, функция которых, как известно, претерпевает быструю и обратимую потерю воды.

3. Реакции присоединения конъюгата

Один из самых крупных и разнообразных классов реакций состоит из нуклеофильных добавок к карбонильной группе.Описаны как обратимые, так и необратимые реакции присоединения, и во всех случаях начальная стадия включала ковалентное связывание нуклеофила с электрофильным атомом углерода карбонильной группы. Как отмечалось ранее, сопряжение двойной связи с карбонильной группой передает электрофильный характер карбонильного углерода бета-углероду двойной связи. Резонансное описание этой передачи показано ниже. Из этой формулы должно быть ясно, что нуклеофилы могут связываться либо с карбонильным углеродом, как для любого альдегида, кетона или производного карбоновой кислоты, либо с бета-углеродом.Эти два режима реакции называются 1,2-добавлением и 1,4-добавлением соответственно и будут отображаться здесь при нажатии кнопки « Nucleophilic Addition ».

Нуклеофил на этой схеме показан с отрицательным зарядом, который нейтрализуется в продуктах присоединения обработкой водой. Нейтральные нуклеофилы, такие как 1º и 2º амины, также могут быть добавлены таким же образом и не требуют стадии нейтрализации. Термин «1,4-присоединение» применяется к продукту присоединения конъюгата (начальное нуклеофильное связывание на бета-углероде), поскольку первоначально образованный продукт предположительно является нестабильным енольным таутомером.

Обратимые реакции присоединения нуклеофилов азота, кислорода и серы к ненасыщенным карбонильным и нитрильным соединениям обычно дают продукты 1,4-присоединения, а не их 1,2-изомеры присоединения. Такое предпочтение сопряженного добавления можно отчасти объяснить термодинамическим преимуществом реакций присоединения по двойным связям углерод-углерод по сравнению с добавками по карбонильной функции. Этот фактор был отмечен ранее в главе, посвященной альдегидам и кетонам. Хотя реакции нуклеофильного присоединения к алкенам обычно протекают медленно, конъюгация с карбонильной или нитрильной функциональной группой винилагально активирует бета-углерод, что приводит к быстрому присоединению.Вероятно, что также происходит быстрое 1,2-присоединение, но поскольку оно обратимо, термодинамически предпочтительный 1,4-продукт накапливается. Несколько примеров этих реакций сопряженного присоединения приведены ниже.

Реакция 4-метил-3-пентен-2-она с гидроксид-ионом (№2) интересна тем, что 1,4-аддитивный продукт представляет собой альдольный продукт из ацетона. В результате ретро (или обратной) альдольной реакции в качестве основного продукта образуется ацетон. Третья и четвертая реакции демонстрируют использование ацетатных солей в качестве катализаторов для некоторых сопряженных добавлений, а последняя реакция представляет собой катализируемое кислотой 1,4-присоединение (бромид-анион является нуклеофилом).

Некоторые типичные реакции замещения альдегидов и кетонов, которые происходят из промежуточных продуктов 1,2-присоединения, все еще протекают ожидаемым образом, когда присутствуют сопряженные двойные связи. Большинство из них связано с окончательной дегидратацией, которая возможна только в случае первоначального 1,2-добавления. Как показано в следующих примерах, ацетали (№1 и 2), производные имина (№3) и енамины (№4) могут быть получены обычным способом.

4.Реакция Майкла

Конъюгированное добавление углеродных нуклеофилов к ненасыщенным сложным эфирам, кетонам, нитрилам, сульфонам и другим активированным двойным связям является полезным синтетическим методом, известным как реакция Майкла . В сочетании с алкилированием и конденсацией реакция Михаэля может использоваться для конструирования самых разнообразных сложных молекул из относительно простых исходных материалов. Нуклеофилы углерода, используемые в следующих примерах, включают цианид-ион, диэтилмалонат натрия и конъюгированное основание циклогексан-1,3-диона.Эти анионы достаточно стабильны, поэтому их реакции присоединения можно считать обратимыми. Если это так, термодинамический аргумент, используемый для гетеронуклеофильных добавок, будет применим и здесь, и укажет на предпочтительное образование продуктов 1,4-присоединения. Добавление цианида не всегда следует этому правилу, и альдегиды часто дают 1,2-продукты (циангидрины). В каждом случае первоначальная реакция представляет собой добавление Михаэля, и новая углерод-углеродная связь окрашивается в пурпурный цвет. Любые последующие связи, образованные другими реакциями, окрашены в оранжевый цвет.

Во всех приведенных выше примерах виниловый электрофил (акцептор Михаэля) изображен слева, а углеродный нуклеофил (донор Майкла) — справа. При нажатии кнопки « More examples » будут отображены четыре дополнительных реакции Майкла. Они иллюстрируют использование ненасыщенных нитрильных и протяженных виниловых акцепторов, а также доноров енаминов и нитроалканов.


5. Необратимые реакции присоединения

Некоторые реагенты, такие как гидриды металлов и металлоорганические реагенты, необратимо добавляются к альдегидам, кетонам и сложным эфирам, и вполне вероятно, что аналогичные реакции винилогенных функций также будут необратимыми.Поскольку 1,2-присоединения к карбонильной группе происходят быстро, мы ожидаем найти преобладание 1,2-продуктов этих реакций.
Для восстановлений гидрида, показанных в первых трех уравнениях ниже, это так. Однако не все соединения этого типа дают чистое 1,2-восстановление. Литийалюминийгидрид часто дополнительно реагирует с аллиловыми спиртами, также восстанавливая двойную связь углерод-углерод. Поэтому его следует использовать осторожно. Боргидрид натрия в некоторых случаях может также давать продукты присоединения конъюгатов.К счастью, этого можно избежать, добавив к реакционной смеси трихлорид церия (CeCl 3 ). Если желателен продукт 1,4-восстановления, его лучше всего получить путем восстановления с растворением металла.

Остальные пять отображаемых здесь уравнений описывают использование различных металлоорганических реагентов. Соединения алкиллития обычно дают продукты 1,2-присоединения, как показано в уравнении № 4. Реагенты Гриньяра, с другой стороны, могут добавляться как 1,2-, так и 1,4-способами, в зависимости от замещения в электрофильном места.Ненасыщенные альдегиды обычно дают 1,2-присоединение, как в уравнении №5. Эквивалентный кетон, имеющий большой карбонильный заместитель, как в уравнении №6, дает 1,4-присоединение, и если изопропильная группа заменена более мелкой метильной группой Получают смесь 1,2- и 1,4-продуктов присоединения примерно 50:50. Реакции Гриньяра могут быть переведены в режим 1,4-присоединения путем добавления солей меди, но лучшей стратегией является использование реагента Гилмана, как показано в последних двух уравнениях. Енолят металла, который образуется в результате этого добавления конъюгата, может быть погашен гидролизом, как в уравнении № 7, улавливаться в виде простого силиленолового эфира, как в уравнении № 8, или алкилироваться подходящим алкилгалогенидом.


6. Активация винилагидом C-H

Была описана повышенная кислотность и реакционная способность альфа-связей C-H с карбонильной группой. Эта характеристика имеет решающее значение для полезных синтетических реакций, таких как альдольная конденсация и конденсация Клайзена, а также енолятное алкилирование. Взаимосвязь винилового или двойного винилага приводит к аналогичной активации более удаленного углерода, что иллюстрируется резонансными структурами в зеленом заштрихованном прямоугольнике ниже.Здесь отрицательный заряд на сопряженной основе делокализован на трех атомах: кислороде и альфа- и гамма-атомах углерода. Некоторые реакции таких протяженных енолят-анионов с электрофильными реагентами показаны ниже резонансной диаграммы.

Примеры № 1 и 2 соответствуют конденсации альдола и конденсации Клайзена соответственно. Новые углеродные связи окрашены в пурпурный цвет. В первом случае диенолят-анион может реагировать с электрофилом либо по альфа-, либо по гамма-атомам углерода.Обратимость альдольной реакции способствует образованию наиболее стабильного продукта, которым является протяженный сопряженный диеналь, образованный конденсацией в гамма-положении. Вторая конденсация также обратима и происходит на конце (эпсилон) углерода. Третий пример — это необратимое алкилирование. Реакция протекает быстрее всего у альфа-атома углерода диенолят-аниона, и как только алкильная группа связана там, она не изменит своего местоположения.


Практические задачи

Здесь показаны восемь реакций, в которых используются химические реакции, подобные описанным выше и в разделе восстановления растворения металлов.Ответы будут даны при нажатии соответствующей кнопки.


Эта страница является собственностью Уильяма Ройша. Комментарии, вопросы и ошибки следует направлять по адресу [email protected]
Эти страницы предоставляются IOCD для оказания помощи в наращивании потенциала в области химического образования. 05.05.2013

Конец этой дополнительной темы


Зависимость реакционной способности карбонила от частоты ИК-растяжения

Реакционная способность карбонила и частота ИК-растяжения

Различия в частотах карбонильных валентных колебаний производных карбоновых кислот представляют собой полезный диагностический инструмент для различения этих соединений.Ацетон является полезным эталонным соединением (сильное поглощение при 1715 см -1 ), поскольку заместители метильной группы оказывают незначительный индукционный эффект и не несут несвязывающую электронную пару. Электроотрицательные заместители, такие как Cl, O и N, отбирают σ-электронную плотность у карбонильного атома углерода, а также имеют несвязывающую электронную пару (пары), которые могут передавать электронную плотность за счет p-π перекрытия (резонансная делокализация). Как показано на следующем рисунке, индуктивное удаление электронной плотности увеличивает частоту растяжения карбонильной группы, тогда как p-π перекрытие снижает частоту растяжения.

Хлор обладает сильным индуктивным эффектом, но p-π-делокализация незначительна (обратите внимание, что заместители хлора дезактивируют бензол в реакциях электрофильного замещения). Кислород также обладает сильным индуктивным эффектом, но резонансный эффект также силен и почти уравновешивает первый. Азот менее электроотрицателен, чем хлор или кислород, но его p-π-резонансная делокализация очень сильна. Обратите внимание, что заместители кислорода и азота активируют бензол в направлении реакций электрофильного замещения.

Мы отметили, что реакции нуклеофильного замещения производных карбоновой кислоты протекают по механизму присоединения-элиминирования. Реакционная способность этих производных по отношению к нуклеофилам в целом должна отражать электрофильный характер карбонильного углерода, поэтому неудивительно, что те соединения, которые имеют наименьшую p-π делокализацию заряда (то есть ацилхлориды), являются наиболее реактивными. Другими словами, те соединения с самыми высокими частотами валентных колебаний C = O являются наиболее реактивными ацилирующими реагентами .
Конечно, эти реакции ацилирования также зависят от реакционной способности нуклеофильного реагента и отражают ее. Полезный способ оценки относительной реакционной способности анионных нуклеофилов основан на pK a их соответствующих конъюгированных кислот. Слабые кислоты имеют сильные (реактивные) конъюгированные основания, и это часто (но не всегда) аналогично нуклеофильности. Как и ожидалось, отрицательно заряженные нуклеофилы обычно намного более реакционноспособны, чем соответствующие нейтральные соединения.

Взаимодействие этих двух профилей реакционной способности (нуклеофил и ацильное производное) в контексте механизма присоединения-элиминирования дает полезный обзор этого важного класса реакций. Показательны четыре примера:

i) Комбинация очень реактивного ацилирующего реагента (ацилхлорида) с сильным нуклеофилом (R’O (-) ) приводит к быстрой реакции даже при температурах ледяной бани. Обе стадии этого превращения кажутся быстрыми, и оба продукта — анионы сложного эфира и хлорида — стабильны.


R – CO – Cl + R’O (-)
быстрый

R – CO – OR ‘+ Cl (-)

ii) Если более бедный нейтральный нуклеофил ROH объединен с тем же реактивным ацилирующим реагентом, реакция будет более медленной, но все же спонтанной. происходить. Первый шаг, вероятно, медленнее, чем второй, и продукты представляют собой сложный эфир вместе с сольватированной HCl.


R – CO – Cl + R’OH
от умеренного до быстрого

R – CO – OR ‘+ HCl

iii) Если умеренный нуклеофил (например.грамм. R»NH 2 ) и умеренный электрофил (например, сложный эфир) объединяются, часто будет происходить реакция, но она может быть довольно медленной. В этом случае оба продукта (амид и спирт) стабильны, и первым шагом, вероятно, является определение скорости.


R – CO – OR ‘+ R»NH 2
от умеренного до медленного

R – CO – NHR » ‘+ R’OH

iv) Продукты из (iii) являются плохим нуклеофилом (R’OH) и плохим электрофилом (an амид).Обратное ацилирование в этом случае происходит настолько медленно, что его не существует, предположительно из-за высокого активационного барьера на первой стадии (добавления). Действительно, если бы в качестве нуклеофильного реагента использовалась вода (R’OH = H 2 O), продукты гидролиза стабилизировались бы образованием соли. Несмотря на это термодинамическое преимущество, реакции гидролиза амидов обычно очень медленные.


R – CO – NHR » + H 2 O
чрезвычайно медленный

R – CO 2 (-) + R»NH 3 (+)

Неактивные комбинации, например, в случае iv , часто могут быть вызывает реакцию нагреванием или введением кислотных или основных катализаторов.Нагревание дает энергию для преодоления запретительного энергетического барьера активации. Кислотные и основные катализаторы служат для образования более реакционноспособных частиц (электрофилов или нуклеофилов), которые облегчают первый шаг. В случае iv эти катализаторы могут работать следующим образом:

Кислотный катализ
Основной катализ

Обратите внимание, что кислотные или основные условия реакции служат для стабилизации того или иного продукта гидролиза в виде стабилизированного иона (аммония или карбоксилата).

Эта страница является собственностью Уильяма Ройша. Комментарии, вопросы и ошибки следует направлять по адресу [email protected]
Эти страницы предоставляются IOCD для оказания помощи в наращивании потенциала в области химического образования. 05.05.2013

Конец этой дополнительной темы


Дополнительные методы гидроксильного замещения

Другие методы реакций гидроксильного замещения спиртов

Наиболее распространенные методы преобразования 1- и 2-спиртов в соответствующие хлор- и бромалканы ( i.е. (замена гидроксильной группы) осуществляется обработкой тионилхлоридом и трибромидом фосфора соответственно. Эти реагенты обычно предпочтительнее использования концентрированного HX из-за резкой кислотности этих галогеноводородных кислот и перегруппировок карбокатиона, связанных с их использованием.
Конечно, таких проблем можно избежать, сначала получая мезилат или тозилатное производное с последующим нуклеофильным замещением сульфонатного эфира соответствующим галогенид-анионом.В этом двухэтапном подходе чистая конфигурационная инверсия происходит в первой реакции S N 2; однако полученный алкилгалогенид может затем подвергаться повторным реакциям обмена галогена S N 2, тем самым разрушая любую стереоизомерную идентичность, удерживаемую исходным углеродом карбинола. По этим и другим причинам были разработаны альтернативные мягкие и селективные методы преобразования таких спиртов путем нуклеофильного замещения гидроксильной группы. Следует отметить, что 3º-спирты не являются хорошими субстратами для новых процедур.


1. Недостатки использования PBr

3 и SOCl 2

Несмотря на свою общую полезность, трибромид фосфора и тионилхлорид имеют недостатки. Затрудненные 1º- и 2º-спирты медленно реагируют с первым и могут образовывать продукты перегруппировки, как указано в следующем уравнении.

При нажатии на это уравнение отображается сокращенный механизм реакции. Первоначально образованный сложный эфир триалкилфосфита может быть выделен, если побочный продукт HBr улавливается основанием.В присутствии HBr происходит серия кислотно-основных реакций и S N 2, наряду с кратковременным образованием промежуточных соединений карбокатиона. Перегруппировка (розовые стрелки) карбокатионов приводит к изомерным продуктам.
Было обнаружено, что реакция тионилхлорида с хиральными 2º-спиртами протекает либо с обращением, либо с удерживанием. В присутствии основания, такого как пиридин, промежуточный сложный эфир хлорсульфита реагирует с образованием «пиридиниевой» соли, которая претерпевает относительно чистую реакцию S N 2 с обращенным хлоридом.В эфире и подобных растворителях хлорсульфит реагирует с сохранением конфигурации, предположительно посредством плотной или тесной ионной пары. Эта реакция классифицируется как реакция S N i (внутреннее нуклеофильное замещение). Партнер карбокатиона в ионной паре также может перегруппироваться. Эти реакции иллюстрируются следующими уравнениями. Было предложено альтернативное объяснение сохранения конфигурации, включающее первоначальное замещение молекулами растворителя хлорсульфитной группы (как SO 2 и хлорид-анион) с последующим замещением хлорид-иона фрагмента растворителя.В этом случае две инверсии приводят к ретенции.

Другой характеристикой реакций тионилхлорида является их склонность давать продукты аллильной перегруппировки с аллиловыми спиртами. Этот факт демонстрируют следующие уравнения. Реакции такого типа были классифицированы как S N i ‘, где штрих указывает на аллильный характер внутреннего замещения. Их также можно рассматривать как ретроеновые реакции, особый класс перициклических реакций.Подобная замещающая перегруппировка также происходит с пропаргиловыми спиртами, как показано при нажатии на уравнения.


2. Реагенты с гипервалентным фосфором

Способность фосфора принимать множество различных валентностей или степеней окисления была отмечена в другом месте. Нуклеофильность триалкилфосфинов позволяет им легко связываться с электрофилами, и образующиеся ионы фосфония могут затем обратимо связываться с другими нуклеофилами, особенно с кислородными нуклеофилами.Примером такой реакционной способности является использование илидов фосфора в реакции Виттига.
Реакция трифенилфосфина с галогенами дополнительно иллюстрирует эту гипервалентность. Как показано на следующей диаграмме, трифенилфосфин (желтая рамка слева) реагирует с образованием пятивалентного дигалогенида, который находится в равновесии с его ионными компонентами в растворе.

Химики использовали эти и аналогичные реагенты для мягкого превращения спиртов в алкилгалогениды с чистой инверсией конфигурации.Как и в случае других реакций замещения ОН, изначально плохая уходящая группа (гидроксид-анион) модифицируется, чтобы обеспечить лучшую уходящую группу, стабильное соединение оксида трифенилфосфина. Две такие реакции показаны на следующей диаграмме. Таким образом, даже медленные спирты, склонные к перегруппировке (например, неопентиловый спирт), превращаются в соответствующие галогениды.
Нестабильность вицинальных дииодидов по сравнению с их аналогами с двойной связью является движущей силой нового преобразования вик-гликолей в соответствующие им алкены.Пример будет показан при нажатии на эти уравнения. Аналогичным образом можно избежать аллильной перегруппировки, наблюдаемой в тионилхлориде, с использованием дихлорида трифенилфосфина или, альтернативно, с помощью двухстадийной процедуры с использованием сложного сульфонатного эфира. Щелкните диаграмму второй раз, чтобы просмотреть пример.


3. Реакция Мицунобу

Японский химик О. Мицунобу разработал общий и исключительно универсальный вариант химии гипервалентного фосфора, который был применен к широкому выбору спиртов.В этом методе, который теперь носит его имя, используется смесь реагентов, состоящая из трифенилфосфина, диэтилазодикарбоксилата (DEAD) и кислоты от умеренной до сильной. Шаги, ведущие к гидроксильному замещению, показаны на следующей диаграмме. Следует отметить, что нуклеофил, участвующий в окончательной замене S N 2, может быть основанием конъюгата кислотного компонента или отдельным видом. Обычно реакцию Мицунобу используют для изменения конфигурации 2º-спирта. В этом применении обычно используется бензойная кислота или соль бензоата, и полученный в результате конфигурационно инвертированный сложный эфир затем гидролизуется до эпимерного спирта.Пример этой процедуры будет отображен при нажатии на диаграмму.

Помимо осуществления конфигурационной инверсии карбинольных сайтов, реакция Мицунобу также использовалась для введения азидного предшественника аминов и для внутримолекулярного получения циклических простых эфиров. Примеры приведены ниже.

Эта страница является собственностью Уильяма Ройша. Комментарии, вопросы и ошибки следует быть отправленным по адресу whreusch @ msu.edu.
Эти страницы предоставляются IOCD для оказания помощи в наращивании потенциала в области химического образования. 05.05.2013

Конец этой дополнительной темы


Использование эфиров в качестве защитных групп

Благодаря своей относительной низкой химической активности, простые эфиры оказались полезными защитными группами для спиртов и фенолов. Путем преобразования гидроксильной функции в простой эфир его кислотность и легкость окисления (в случае 1º и 2º спиртов) могут быть подавлены до такой степени, что могут быть проведены обычно несовместимые реакции, такие как реакции с использованием реактивов Гриньяра.Как показано на следующей диаграмме, многие защитные группы эфира были введены для этой цели. Большинство из них получают добавлением к алкену, катализируемым кислотой, или алкилированием Вильямсона подходящим алкилгалогенидом. Акронимы используются для общих защитных групп, например, простые эфиры THP (тетрагидропиранил), полученные из дигидропирана (DHP), как показано вверху слева.

Каждый раз, когда используется защитная или блокирующая группа для облегчения синтетической операции, она обычно должна быть удалена после завершения операции.В этом отношении полезно иметь набор защитных групп, для которых это расщепление осуществляется в различных химических условиях. Перечисленные выше защитные группы служат иллюстрациями. Две из кислотно-катализируемых реакций присоединения, показанных в верхнем левом углу, генерируют производные ацеталя, включающие спиртовой фрагмент. Эти ацетали можно гидролизовать водной кислотой, при этом производное THP реагирует быстрее, чем аналог ацетона. Верхнее правое производное представляет собой трет-бутиловый эфир, который подвергается катализируемому кислотой расщеплению в мягких условиях в отсутствие воды (например,грамм. Удаление E1 с помощью CF 3 CO 2 H при 0 ºC).
Производные MOM (метоксиметил) и MEM (2-метоксиэтоксиметил), показанные внизу, также являются ацеталями, но обычно их получают в некислотных условиях. Конечно, кислотно-катализируемый гидролиз расщепляет эти ацетали, но производные МЕМ обычно удаляются обработкой ZnBr 2 или TiCl 4 в растворе метиленхлорида. Метилтиометиловый аналог (эфир МТМ) расщепляется мягкой обработкой водными солями серебра или ртути.Бензиловые эфиры (показанные ниже справа) могут быть удалены в различных условиях, включая каталитический (Pd) гидрогенолиз, восстановление растворением металла (Na в NH 3 ) и HBr (мягкий).

Использование защитных групп в многоступенчатом синтезе показано на следующей диаграмме. Обе гидроксильные группы в верхнем левом соединении превращаются в простые эфиры (окрашены в синий цвет), чтобы они не мешали последующим реакциям. Во-первых, менее затрудненный 1º-спирт превращается в производное THP.Менее реакционноспособный 3º-спирт затем защищают как эфир МЕМ.

Далее следует серия синтетических операций, и в конечном итоге группа THP должна быть удалена, чтобы можно было получить сложный эфир акриловой кислоты. Обработка водной кислотой ( 1 ) делает это, оставляя группу MEM на месте. Наконец, эта защитная группа удаляется обработкой кислотой Льюиса ( 2 ).


Силиловые эфиры

Спирты быстро реагируют с триметилсилилхлоридом с образованием эфиров триметилсилила (ТМС).Аминные основания, такие как триэтиламин, пиридин или имидазол, добавляют для удаления HCl, образующегося в реакции. В этой реакции использовали другие триалкилсилилхлориды, как показано следующим уравнением.

В отличие от 3º-алкилгалогенидов, эти хлорсиланы подвергаются нуклеофильному замещению по механизму, аналогичному S N 2. Исключительная прочность связи Si – O в сочетании с более длинными связями C – Si (меньшая стерическая скученность) служат для стабилизации таких связей. переходные состояния (показаны справа).Действительно, пятивалентный дифторид-анион такого типа был выделен и охарактеризован. Связь Si – F значительно прочнее, чем связь Si – O, и помогает стабилизировать эту разновидность. При нажатии на диаграмму выше отобразится ее структура.
Производные ТМС довольно легко гидролизуются до их спиртовых предшественников, но более объемные силиловые эфиры более устойчивы и стабильны в широком диапазоне pH. Эти защитные группы легко отщепляются фторид-анионом, часто вводимым в виде соли тетраалкиламмония.
Енолятные анионы реагируют с триалкилсилилхлоридами, образуя силиленольные эфиры путем замещения у кислорода. Эти производные оказались полезными в качестве суррогатов енолятных анионов.

Эта страница является собственностью Уильяма Ройша. Комментарии, вопросы и ошибки следует направлять по адресу [email protected]
Эти страницы предоставляются IOCD для оказания помощи в наращивании потенциала в области химического образования. 05.05.2013

Конец этой дополнительной темы

Сероводород — h3S — Экологические системы побережья Мексиканского залива

Что такое сероводород?

Сероводород — химическое соединение с химической формулой H 2 S.Это означает, что он состоит из двух атомов водорода и одного сульфида. Это бесцветный газ с очевидной идентификационной характеристикой; у него отчетливый запах тухлого яйца. Немного плотнее воздуха, он может быть невероятно взрывоопасным. При горении кислородом сероводород горит синим цветом с образованием диоксида серы и воды. Он несколько растворим в воде и действует как слабая кислота.

Другие названия сероводорода включают:

  • Моносульфид дигидрогена
  • Сероводород
  • Канализационный газ
  • Сульфан
  • Сероводород
  • Сероводород
  • Сероводород
  • Гидрид серы
  • Сероводородная кислота
  • Гидротионовая кислота
  • Тиогидроксическая кислота
  • Сероводородная кислота

Где находится сероводород?

Как и многие другие опасные загрязнители воздуха, сероводород образуется при разложении органических веществ, например растений или животных.Он также выделяется с отходами жизнедеятельности человека и животных, а также со сточными водами и навозом. Еще один распространенный и несколько печально известный источник этого пахучего газа — природные серные источники в качестве природного газа.

Сероводород также является обычным побочным продуктом во многих процессах промышленного производства и нефтепереработки, таких как нефть, целлюлоза и бумага, текстиль и упаковка пищевых продуктов.

Почему сероводород вызывает беспокойство?

Сероводород — невероятно опасный загрязнитель воздуха.Он очень коррозионный и может разрушить металлы, включая нержавеющую сталь, если не удалить его должным образом. Для большинства процессов борьбы с выбросами удаление H 2 S является самым первым шагом. Этот шаг необходимо выполнить, чтобы избежать разрушения другого оборудования, включая технологии борьбы с выбросами. Помимо того, что он легко воспламеняется и взрывоопасен, он очень опасен для здоровья человека. Продолжительное воздействие, даже в очень низких концентрациях, может вызвать серьезную тошноту, головные боли и раздражение глаз. Потеря аппетита и усталость также являются частыми последствиями воздействия низкой концентрации, а также расстройства пищеварения и раздражения.Более серьезные последствия, которые возникают при более высоких концентрациях, включают потерю сознания, необратимое повреждение глаз, респираторные проблемы, инфекции и отек легких.

При достаточно высоких концентрациях, таких как 500-700 частей на миллион, воздействие может почти мгновенно привести к смерти. Было несколько случаев, когда с сероводородом не обращались должным образом на заводах, и заводские рабочие умирали.

Как мы лечим сероводород?

A SO 2 Блок закалки кислого газа водой и скруббер предназначен для удаления образующегося при термическом окислении SO 2 .Можно удалить до 99% SO 2 .

Секция адиабатического охлаждения охлаждает выхлопные газы окислителя до температуры ниже 180 ° F. Рециркуляционный насос (ы) подает воду в охлаждающую жидкость через распылительные коллекторы, а не испаренная вода поступает в рециркуляционный отстойник. Приблизительно 50% кислого газа очищается в секции резкого охлаждения.

В мокром скруббере вода или промывочная жидкость — это среда, которая удаляет загрязняющие вещества из грязных поступающих потоков. Загрязненный воздух поступает в нижнюю часть противоточного вертикального скруббера с насадочной колонной, а вода и щелочной раствор распыляются в верхней части башни.Кислые газы поглощаются раствором, когда воздух проходит вверх по колонне. Перед выходом из колонны скруббера воздух проходит через секцию туманоуловителя для удаления захваченной воды. Когда вода рециркулирует, добавление пресной воды необходимо для удаления накапливающихся загрязняющих веществ и для компенсации потерь от испарения. Пресная вода может добавляться в резервуар для рециркуляции либо непрерывно, либо периодически.

Гидроксид натрия добавляется в рециркулирующую воду для нейтрализации адсорбированного SO 2 .Скорость добавления гидроксида натрия контролируется анализатором pH и подается дозирующим насосом.

Реакция SO 2 с каустиком дает смешанный раствор сульфита натрия (Na 2 SO 3 ) и бисульфита натрия (NaHSO 3 ), как показано следующими реакциями:

SO 2 + NaOH = NaHSO 3

NaHSO 3 + NaOH = Na 2 SO 3 + H 2 O

Относительные количества двух побочных продуктов, образующихся в скруббере, будут варьироваться в зависимости от рабочего заданного значения pH.

Посредством последовательной установки двухступенчатого скруббера заданное значение pH на стадии 1 сводится к минимуму (pH ≥ 7), так что образующийся побочный продукт будет в основном солью NaOH 1: 1 с SO 2 (бисульфит натрия), а не чем соль 2: 1 (сульфит натрия). Это сведет к минимуму расход NaOH. Это достигается за счет использования 1-й башни скруббера в качестве установленной рабочей лошади для удаления SO 2 . Независимо от концентрации SO 2 , первая колонна должна быть настроена для работы в непрерывных условиях для удаления большей части конвертируемого SO 2 в вышестоящем RTO.2-я башня, которая включает в себя те же приборы, что и 1-я башня, должна действовать как полировщик для 1-й башни и позволять точную настройку оборудования для достижения более стабильного сброса сточных вод.

Существуют различные варианты очистки сточных вод. Лучший выбор будет зависеть от сайта.

Один из вариантов — это то же самое, что и большинство очистных установок SO 2 . Они очищают свои сточные воды с неприятным запахом, отправляя их в большие бассейны для аэрации, где продувка охлаждается и разбавляется достаточно, чтобы подавить ее запах, а воздух пропускается через жидкость достаточно долго, чтобы преобразовать почти все NaHSO 3 и Na 2 SO 3 в сульфат натрия.

NaHSO 3 + Na 2 SO 3 + NaOH + O 2 = 2 Na 2 SO 4 + H 2 O

Только тогда сточные воды можно будет безопасно отводить.

Дополнительные статьи в серии GCES «Снижение уровня опасных загрязнителей воздуха» включают:

Часть 1: BTEX — это аббревиатура, обозначающая бензол, толуол, этилбензол и ксилолы.

Часть 2: Снижение выбросов хлора

Часть 3: NOx — это группа химических соединений, загрязняющих воздух, оксидов азота.

Часть 4: Свинец также известен (ошибочно) как ртуть, потому что они часто встречаются вместе.

Часть 5: Промышленные скрубберы для очистки аммиака

Часть 6: SOx, соединения молекул серы и кислорода, включая монооксид серы, диоксид серы и триоксид серы

Часть 7: Углеводороды — метан, этан, пропан, бутан, пентан, гексан

Часть 8: Метил меркаптан — метилмеркаптан, также известный как метантиол

Часть 9: H 2 S — Сильнокоррозийный сероводород

Часть 10: Диметилсульфид — Метилтиометан

Часть 11: Серная кислота — H 2 SO 4

Часть 12: Оксид этилена — EtO

Часть 13: ПФАС как новые источники загрязнения

Открытые учебники | Сиявула

Математика

Наука

    • Читать онлайн
    • Учебники

      • Английский

        • Марка 7A

        • Марка 7Б

        • Класс 7 (вместе A и B)

      • Африкаанс

        • Граад 7А

        • Граад 7Б

        • Граад 7 (A en B saam)

    • Пособия для учителя

    • Читать онлайн
    • Учебники

      • Английский

        • Марка 8A

        • Марка 8Б

        • Оценка 8 (вместе A и B)

      • Африкаанс

        • Граад 8А

        • Граад 8Б

        • Граад 8 (A en B saam)

    • Пособия для учителя

    • Читать онлайн
    • Учебники

      • Английский

        • Марка 9А

        • Марка 9Б

        • Оценка 9 (комбинированные A и B)

      • Африкаанс

        • Граад 9А

        • Граад 9Б

        • Граад 9 (A en B saam)

    • Пособия для учителя

    • Читать онлайн
    • Учебники

      • Английский

        • Класс 4A

        • Марка 4Б

        • Класс 4 (комбинированный A и B)

      • Африкаанс

        • Граад 4А

        • Граад 4Б

        • Граад 4 (A en B saam)

    • Пособия для учителя

    • Читать онлайн
    • Учебники

      • Английский

        • Марка 5А

        • Марка 5Б

        • Оценка 5 (комбинированные A и B)

      • Африкаанс

        • Граад 5А

        • Граад 5Б

        • Граад 5 (A en B saam)

    • Пособия для учителя

    • Читать онлайн
    • Учебники

      • Английский

        • Марка 6А

        • Марка 6Б

        • Оценка 6 (комбинированные A и B)

      • Африкаанс

        • Граад 6А

        • Граад 6Б

        • Граад 6 (A en B saam)

    • Пособия для учителя

Наша книга лицензионная

Лучше, чем просто бесплатные, эти книги также имеют открытую лицензию! Один и тот же контент, но разные версии (брендированные или нет) имеют разные лицензии, как объяснено:

CC-BY-ND (фирменные версии)

Вам разрешается и поощряется свободное копирование этих версий.Вы можете делать ксерокопии, распечатывать и распространять их сколько угодно раз. Вы можете скачать их на свой мобильный телефон, iPad, ПК или флешку. Вы можете записать их на компакт-диск, отправить по электронной почте или загрузить на свой веб-сайт. Единственным ограничением является то, что вы не можете адаптировать или изменять эти версии учебников, их содержание или обложки, поскольку они содержат соответствующие бренды Siyavula, спонсорские логотипы и одобрены Департаментом базового образования. Для получения дополнительной информации посетите Creative Commons Attribution-NoDerivs 3.0 Непортированный.

Узнайте больше о спонсорстве и партнерстве с другими, которые сделали возможным выпуск каждого из открытых учебников.

CC-BY (версии без марочного знака)

Эти небрендовые версии одного и того же контента доступны для вас, чтобы вы могли делиться ими, адаптировать, трансформировать, модифицировать или дополнять их любым способом, с единственным требованием — дать соответствующую оценку Siyavula.

Author: alexxlab

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *