Химия свойства серы – Сера — Википедия

Физические и химические свойства серы. Оксиды серы

Билет № 16

1. Сера: положение этого химического элемента в периодической системе, строение его атома. Физические и химические свойства серы. Оксиды серы, их химические свойства

Положение в периодической системе: сера находится в 3 периоде, VI группе, главной (А) подгруппе.

Атомный номер серы 16, следовательно, заряд атома серы равен +16, число электронов 16. Три электронных уровня (равно периоду), на внешнем уровне 6 электронов (равно номеру группы для главных подгрупп).

Схема расположения электронов по уровням:
₁₆S ) ) )
       ^{2 8 6}

 

Ядро атома серы ³²S содержит 16 протонов (равно заряду ядра) и 16 нейтронов (атомная масса минус число протонов: 32 − 16 = 16).

Сера как простое вещество образует аллотропные модификации: кристаллическая сера и пластическая.

Кристаллическая сера — твердое вещество желтого цвета, хрупкое, легкоплавкое (температура плавления 112° С), нерастворима в воде. Сера и многие руды, содержащие серу, не смачиваются водой. Поэтому порошок серы может плавать на поверхности, хотя сера тяжелее воды (плотность 2 г/см

3).

На этом основан метод обогащения руд под названием флотация: измельченная руда погружается в емкость с водой, через которую продувается воздух. Частички  полезной руды подхватываются пузырьками воздуха и выносятся наверх, а пустая порода (например, песок) оседает на дно.

Пластическая сера темного цвета и способна растягиваться, как резина.

Это отличие в свойствах связано со строением молекул: кристаллическая сера состоит из кольцевых молекул, содержащих 8 атомов серы, а в пластической сере атомы соединены в длинные цепи. Пластическую серу можно получить, если нагреть серу до кипения и вылить в холодную воду.

В уравнениях для простоты записывают серу без указания числа атомов в молекуле: S.

 

Химические свойства:

1. В реакциях с восстановителями: металлами, водородом, — сера проявляет себя как окислитель (степень окисления −2,валентность II). При нагревании порошков серы и железа образуется сульфид железа:
   
   Fe + S = FeS
   Со ртутью, натрием порошок серы реагирует при комнатной температуре:
   Hg + S = HgS
2. При пропускании водорода через расплавленную серу образуется сероводород:
   H₂ + S = H₂S
3. В реакциях с сильными окислителями сера окисляется. Так, сера горит, образуется оксид серы (IV) — серни́стый газ:
   S + O₂ = SO₂

Оксид серы (IV) — кислотный оксид. Реагирует с водой с образованием серни́стой кислоты:

SO₂ + H₂O = H₂SO₃

Эта реакция происходит в атмосфере при сжигании каменного угля, который обычно содержит примеси серы. В результате выпадают кислотные дожди, поэтому очень важно подвергать очистке дымовые газы котельных.

В присутствии катализаторов оксид серы (IV) окисляется до оксида серы (VI):

2SO₂ + O₂ 2SO₃ (реакция обратима)

Оксид серы (VI) реагирует с водой с образованием серной кислоты:

SO₃ + H₂O = H₂SO₄

SO₃ — бесцветная жидкость, кристаллизуется при 17° С, переходит в газообразное состояние при 45° С

2. Опыт. Проведение реакций, подтверждающих свойства гидроксида кальция.

1. Гидроксид кальция (гашеная известь) — малорастворимое вещество. Взбалтываем немного извести в 2 мл воды (около 2 см по высоте пробирки), даем постоять несколько минут. Большая часть извести не растворится, осядет на дно.
2. Сливаем раствор, фильтруем (если нет фильтра, ждем пока отстоится). Прозрачный раствор гидроксида кальция называется известковой водой. Делим на 2 пробирки. В одну капаем индикатор фенолфталеин (ф-ф), он окрашивается в малиновый цвет, что доказывает осно́вные свойства извести:
   Ca(OH)₂ Ca²⁺ + 2OH⁻
3. Во вторую пробирку пропускаем углекислый газ, известковая вода мутнеет в результате образования нерастворимого карбоната кальция (это качественная реакция для обнаружения углекислого газа):
   
   Ca(OH)₂ + CO₂ = CaCO₃↓ + H₂O

Если придется делать эти реакции на практике, углекислый газ можно получить в пробирке с газоотводной трубкой, добавив соляную или азотную кислоту в мел или соду.

Можно несколько раз пропустить выдыхаемый воздух через трубочку от коктейля или сока, принесенную с собой. Не стоит шокировать комиссию — дуть в трубку из лабораторного оборудования — в кабинете химии ничего нельзя пробовать на вкус!

автор: Владимир Соколов

staminaon.com

оксид серы(IV) и три типа реакций

Оксид серы(IV) обладает кислотными свойствами, которые проявляются в реакциях с веществами, проявляющими основные свойства. Кислотные свойства проявляются при взаимодействии с водой. При этом образуется раствор сернистой кислоты:

SO2 + h3O=h3SO3

Степень окисления серы в сернистом газе (+4) обусловливает восстановительные и окислительные свойства сернистого газа:

вос-тель: S+4 – 2e => S+6

ок-тель: S+4 + 4e => S0

Восстановительные свойства проявляются в реакциях с сильными окислителями: кислородом, галогенами, азотной кислотой, перманганатом калия и другими. Например:

2SO2 + O2 = 2SO3

S+4 – 2e => S+6             2

O20 + 4e => 2O-2          1

С сильными восстановителями газ проявляет окислительные свойств. Например, если смешать сернистый газ и сероводород, то они взаимодействуют при обычных условиях:

2h3S + SO2 = 3S + 2h3O

S-2 – 2e => S0                                      2

S+4 + 4e => S0                                     1

Сернистая кислота существует только в растворе. Она неустойчива и разлагается на сернистый газ и воду. Сернистая кислота не относится к сильным кислотам. Она является кислотой средней силы и диссоциирует ступенчато. При добавлении к сернистой кислоте щёлочи образуются соли. Сернистая кислота даёт два ряда солей: средние – сульфиты и кислые – гидросульфиты.

Оксид серы(VI)

Триоксид серы проявляется кислотные свойства. Он бурно реагирует с водой, при этом выделяется большое количество теплоты. Эту реакцию используют для получения важнейшего продукта химической промышленности – серной кислоты.

SO3 + h3O = h3SO4

Поскольку сера в триоксиде серы имеет высшую степень окисления, то оксид серы(VI) проявляет окислительные свойства. Например, он окисляет галогениды, неметаллы с низкой электроотрицательностью:

2SO3 + C = 2SO2 + CO2

S+6 + 2e => S+4              2

C0 – 4e => C+4               2

Серная кислота вступает в реакции трёх типов: кислотно-основные, ионообменные, окислительно-восстановительные. Так же активно она взаимодействует с органическими веществами.

Кислотно-основные реакции

Серная кислота проявляет кислотные свойства в реакциях с основаниями и основными оксидами. Эти реакции лучше проводить с разбавленной серной кислотой. Поскольку серная кислота является двухосновной, то она может образовывать как средние соли (сульфаты), так и кислые (гидросульфаты).

Ионообменные реакции

Для серной кислоты характерны ионообменные реакции. При этом она взаимодействует с растворами солей, образуя осадок, слабую кислоту либо выделяя газ. Эти реакции осуществляются с большей скоростью, если брать 45%-ную или ещё более разбавленную серную кислоту. Выделение газа происходит в реакциях с солями неустойчивых кислот, распадающихся с образованием газов (угольной, сернистой, сероводородной) либо с образованием летучих кислот, таких как соляная.

Окислительно-восстановительные реакции

Наиболее ярко серная кислота проявляет свои свойства в окислительно-восстановительных реакциях, так как в её составе сера имеет высшую степень окисления +6. Окислительные свойства серной кислоты можно обнаружить в реакции, например, с медью.

В молекуле серной кислоты два элемента-окислителя: атом серы с С.О. +6 и ионы водорода H+. Медь не может быть окислена водородом в степени окисления +1, но сера может. Это является причиной окисления серной кислотой такого неактивного металла, как медь.

В разбавленных растворах серной кислоты окислителем является преимущественно ион водорода H+. В концентрированных растворах, особенно в горячих, преобладают окислительные свойства серы в степени окисления +6.

Нужна помощь в учебе?

Предыдущая тема: Химические свойства кислорода и серы: реакции с металлами и неметаллами
Следующая тема:&nbsp&nbsp&nbspСвойства сложных веществ с содержанием азота: оксиды азота

Все неприличные комментарии будут удаляться.

www.nado5.ru

«Сера. Аллотропия серы. Физические и химические свойства серы. Применение серы»

Дата _____________ Класс ___________________

Тема: Сера. Аллотропия серы. Физические и химические свойства серы. Применение серы.

Цели урока: рассмотреть вещество «сера», аллотропию серы, ознакомиться с физическими и химическими свойствами серы.

Ход урока

1. Организационный момент урока.

2. Изучение нового материала

Cера в природе

Самородная сера

Украина, Поволжье, Центральная Азия и др

Сульфиды

PbS — свинцовый блеск

Cu₂S – медный блеск

ZnS – цинковая обманка

FeS₂ – пирит, серный колчедан, кошачье золото

H₂S – сероводород (в минеральных источниках и природном газе)

Белки

Волосы, кожные покровы, ногти…

Сульфаты

CaSO₄ x 2H₂O — гипс

MgSO₄ x 7H₂O – горькая соль (английская)

Na₂SO₄ x 10H₂O – глауберова соль (мирабилит) 

Физические свойства

Твердое кристаллическое вещество желтого цвета, нерастворима в воде, водой не смачивается (плавает на поверхности), t°_кип = 445°С

 Аллотропия

Для серы характерны несколько аллотропных модификаций:

Ромбическая             (a — сера) — S₈

t°_пл.

 = 113°C; ρ = 2,07 г/см³. Наиболее устойчивая модификация.

 

Взаимопревращение аллотропных модификаций серы 

Строение атома серы

 Размещение электронов по уровням и подуровням

Получение серы

1.      Промышленный метод — выплавление из руды с помощью водяного пара.

2.      Неполное окисление сероводорода (при недостатке кислорода).

2H₂S + O₂ = 2S + 2H₂O

3.      Реакция Вакенродера

2H₂S + SO₂ = 3S + 2H₂O

Химические свойства серы

Сера — окислитель

S⁰ + 2ē  S^-2

Применение

Вулканизация каучука, получение эбонита, производство спичек, пороха, в борьбе с вредителями сельского хозяйства, для медицинских целей (серные мази для лечения кожных заболеваний), для получения серной кислоты и т.д.

3. Закрепление изученного материала

№1. Закончите уравнения реакций:
S + O₂
S + Na
S + H₂
Расставьте коэффициенты методом электронного баланса, укажите окислитель, восстановитель.

№2. Осуществите превращения по схеме:
H₂S → S → Al₂S₃ → Al(OH)₃

№3. Закончите уравнения реакций, укажите, какие свойства проявляет сера (окислителя или восстановителя):

Al + S =  (при нагревании)

S + H₂ = (150-200)

S + O₂ = (при нагревании)

S + F₂ =  (при обычных условиях)

S + H₂SO₄(к) =

S + KOH =

S + HNO₃ =

4. Это интересно…

• Содержание серы в организме человека массой 70 кг — 140 г.

• В сутки человеку необходимо 1 г серы.

• Серой богаты горох, фасоль, овсяные хлопья, пшеница, мясо, рыба, плоды и сок манго.

• Сера входит в состав гормонов, витаминов, белков, она есть в хрящевой ткани, в волосах, ногтях. При недостатке серы в организме наблюдается хрупкость ногтей и костей, выпадение волос.

• Следите за своим здоровьем!

• Соединения серы могут служить лекарственными препаратами;

• Сера – основа мази для лечения грибковых заболеваний кожи, для борьбы с чесоткой. Тиосульфат натрия Na2S2O3 используется для борьбы с нею.

• Многие соли серной кислоты содержат кристаллизационную воду: ZnSO4×7h3O и  CuSO4×5h3O. Их применяют как антисептические средства для опрыскивания растений и протравливания зерна в борьбе с вредителями сельского хозяйства.

• Железный купорос FeSO4×7h3O используют при анемии.

• BaSO4 применяют при рентгенографическом исследовании желудка и кишечника.

• Алюмокалиевые квасцы KAI(SO4) 2×12h3O — кровоостанавливающее средство при порезах.

• Минерал Na2SO4×10h3O носит название «глауберова соль» в честь открывшего его в VIII веке немецкого химика Глаубера И.Р. Глаубер во время своего путешествия внезапно заболел. Он ничего не мог есть, желудок отказывался принимать пищу. Один из местных жителей направил его к источнику. Как только он выпил горькую соленую воду, сразу стал есть. Глаубер исследовал эту воду, из нее выкристаллизовалась соль Na2SO4×10h3O. Сейчас ее применяют как слабительное в медицине, при окраске хлопчато- бумажных тканей. Соль также находит применение в производстве стекла.

• Тысячелистник обладает повышенной способностью извлекать из почвы серу и стимулировать поглощение этого элемента с соседними растениями.

• Чеснок выделяет вещество – альбуцид, едкое соединение серы. Это вещество предотвращает раковые заболевания, замедляет старение, предупреждает сердечные заболевания.

5. Домашнее задание

П. 9-10, упр.3-6, задача 2 на стр.31

Моноклинная              (b — сера) — S8 темно-желтые иглы,            t°пл. = 119°C; ρ = 1,96 г/см3.           Устойчивая при температуре более 96°С; при обычных условиях превращается в ромбическую.	Пластическая                                       Sn коричневая резиноподобная (аморфная) масса. Неустойчива, при затвердевании превращается в ромбическую.
		ПОЛУЧЕНИЕ ПЛАСТИЧЕСКОЙ СЕРЫ
Основное состояние 1s22s22p63s23p4
Размещение электронов по орбиталям (последний слой)	Степень окисления	Валентность
	+2, -2	В основном состоянии II
	+4	Первое возбуждённое состояние IV
	+6	Второе возбуждённое состояние VI
Сера — восстановитель S — 2ē  S+2; S — 4ē  S+4; S — 6ē  S+6
1)      Сера реагирует со щелочными металлами без нагревания: 2Na + S  Na2S  ОПЫТ       c остальными металлами (кроме Au, Pt) — при повышенной t:  2Al + 3S  –tAl2S3 Zn + S  –tZnS         ОПЫТ Cu + S  –tCuS   ОПЫТ 2)     С некоторыми неметаллами сера образует бинарные соединения: H2 + S  H2S 2P + 3S  P2S3 C + 2S  CS2	1)     c кислородом: S + O2  –t  S+4O2 2S + 3O2  –t;pt 2S+6O3  2)     c галогенами (кроме йода): S + Cl2  S+2Cl2  3)     c кислотами — окислителями: S + 2H2SO4(конц)  3S+4O2 + 2H2O S + 6HNO3(конц)  H2S+6O4 + 6NO2 + 2H2O  Реакции диспропорционирования:  4)        3S0 + 6KOH  K2S+4O3 + 2K2S-2 + 3H2O

doc4web.ru