חלק א'

1. מימן גופרתי.
1) מבנה המולקולה:

2) תכונות פיזיות:גז חסר צבע, עם ריח חריף של ביצים רקובות, כבד יותר מאוויר.

3) מאפיינים כימיים (סיים את משוואות התגובה ושקול את המשוואות לאור TED או מנקודת מבט של חיזור).

4) מימן גופרתי בטבע:בצורה של תרכובות - סולפידים, בצורה חופשית - בגזים געשיים.

2. תחמוצת גופרית (IV) - SO2
1) כניסה לתעשייה. רשמו את משוואות התגובה וחשבו אותן במונחים של חימצון-הפחתה.

2) השגה במעבדה. רשום את משוואת התגובה ושקול אותה לאור TED:

3) תכונות פיזיות:גז עם ריח חריף ומחנק.

4) תכונות כימיות.

3. תחמוצת גופרית (VI) - SO3.
1) השגה בסינתזה מתחמוצת גופרית (IV):

2) תכונות פיזיות:נוזלי, כבד יותר ממים, מעורבב עם חומצה גופרתית - אולאום.

3) תכונות כימיות.מראה תכונות אופייניות של תחמוצות חומציות:

חלק שני

1. תאר את התגובה לסינתזה של תחמוצת גופרית (VI) לפי כל קריטריוני הסיווג.

א) קטליטי
ב) הפיך
ג) OVR
ד) חיבורים
ה) אקסותרמית
ה) שריפה

2. תאר את התגובה של האינטראקציה של תחמוצת גופרית (IV) עם מים לפי כל קריטריוני הסיווג.

א) הפיך
ב) חיבורים
ג) לא OVR
ד) אקזוטרמי
ה) לא קטליטי

3. הסבירו מדוע מימן גופרתי מפגין תכונות מפחיתות חזקות.

4. הסבירו מדוע תחמוצת גופרית (IV) יכולה להפגין תכונות חמצון והן מפחיתות:

אשר את התזה הזו עם משוואות התגובות המתאימות.

5. גופרית ממקור וולקני נוצרת כתוצאה מאינטראקציה של דו תחמוצת הגופרית ומימן גופרתי. רשמו את משוואות התגובה וחשבו מנקודת המבט של חמצון-צמצום.

6. רשום את המשוואות לתגובות של מעברים, תוך פענוח הנוסחאות הלא ידועות:

7. כתוב cinquain על הנושא "גופרית דו חמצנית".
1) דו תחמוצת הגופרית
2) חונק וקשה
3) תחמוצת חומצה, OVR
4) משמש לייצור SO3
5) חומצה גופרתית H2SO4

8. בעזרת מקורות מידע נוספים, לרבות האינטרנט, הכינו דוח על רעילות מימן גופרתי (שימו לב לריח האופייני שלו!) ועזרה ראשונה במקרה של הרעלה בגז זה. רשום את תוכנית ההודעות במחברת מיוחדת.

מימן גופרתי
גז חסר צבע עם ריח של ביצים רקובות. הוא נמצא באוויר על ידי ריח, אפילו בריכוזים קטנים. בטבע, הוא נמצא במים של מעיינות מינרלים, ים, גזים געשיים. הוא נוצר במהלך פירוק חלבונים בהיעדר חמצן. הוא יכול להשתחרר לאוויר במספר תעשיות כימיות וטקסטיל, במהלך הפקה ועיבוד של נפט, מביוב.
מימן גופרתי הוא רעל חזק הגורם להרעלה חריפה וכרונית. יש לו השפעה מגרה מקומית ורעילה כללית. בריכוז של 1.2 מ"ג לליטר, הרעלה מתפתחת במהירות הבזק, מוות מתרחש עקב עיכוב חריף של תהליכי נשימה של רקמות. עם הפסקת החשיפה, גם בצורות קשות של הרעלה, ניתן להחזיר את הקורבן לחיים.
בריכוז של 0.02-0.2 מ"ג לליטר, נצפים כאבי ראש, סחרחורת, לחץ בחזה, בחילות, הקאות, שלשולים, אובדן הכרה, עוויתות, נזק לקרום הרירי של העיניים, דלקת הלחמית, פוטופוביה. סכנת ההרעלה גוברת עקב איבוד הריח. חולשת לב ואי ספיקת נשימה, תרדמת גדלים בהדרגה.
עזרה ראשונה - הוצאת הקורבן מהאטמוספרה המזוהמת, שאיפת חמצן, הנשמה מלאכותית; פירושו מעורר את מרכז הנשימה, מחמם את הגוף. כמו כן, מומלצים גלוקוז, ויטמינים, תכשירי ברזל.
מניעה - אוורור מספק, איטום של חלק מפעולות הייצור. כאשר עובדים יורדים לבארות ולמכלים המכילים מימן גופרתי, עליהם להשתמש במסכות גז ובחגורות הצלה על חבלים. שירות חילוץ גז הוא חובה במכרות, במקומות מיצוי ובבתי זיקוק לנפט.

בתהליכי חיזור, דו תחמוצת הגופרית יכולה להיות גם חומר מחמצן וגם גורם מפחית מכיוון שלאטום בתרכובת זו יש מצב חמצון ביניים של +4.

כיצד מגיב חומר החמצון SO 2 עם חומרים מפחיתים חזקים יותר, למשל עם:

SO 2 + 2H 2 S \u003d 3S ↓ + 2H 2 O

כיצד מגיב החומר המפחית SO 2 עם חומרי חמצון חזקים יותר, למשל עם בנוכחות זרז, עם וכו':

2SO 2 + O 2 \u003d 2SO 3

SO 2 + Cl 2 + 2H 2 O \u003d H 2 SO 3 + 2HCl

קַבָּלָה

1) דו תחמוצת הגופרית נוצרת במהלך הבעירה של גופרית:

2) בתעשייה, הוא מתקבל על ידי שריפת פיריט:

3) במעבדה ניתן להשיג דו תחמוצת הגופרית:

Cu + 2H 2 SO 4 \u003d CuSO 4 + SO 2 + 2H 2 O

יישום

גופרית דו חמצנית נמצאת בשימוש נרחב בתעשיית הטקסטיל להלבנת מוצרים שונים. בנוסף, הוא משמש בחקלאות להשמדת מיקרואורגניזמים מזיקים בחממות ובמרתפים. בכמויות גדולות, SO 2 משמש לייצור חומצה גופרתית.

תחמוצת גופרית (VI) – כך 3 (אנהידריד גופרית)

אנהידריד גופרית SO 3 הוא נוזל חסר צבע, אשר בטמפרטורות מתחת ל-17 מעלות צלזיוס הופך למסה גבישית לבנה. הוא סופג לחות טוב מאוד (היגרוסקופי).

תכונות כימיות

תכונות חומצה-בסיס

אופן אינטראקציה של אנהידריד גופרתית חומצת תחמוצת טיפוסית:

SO 3 + CaO = CaSO 4

ג) עם מים:

SO 3 + H 2 O \u003d H 2 SO 4

תכונה מיוחדת של SO 3 היא יכולתו להתמוסס היטב בחומצה גופרתית. תמיסה של SO 3 בחומצה גופרתית נקראת אולאום.

היווצרות אולאום: H 2 SO 4 + נ SO 3 \u003d H 2 SO 4 ∙ נ SO 3

תכונות חיזור

תחמוצת גופרית (VI) מאופיינת בתכונות חמצון חזקות (בדרך כלל מופחתת ל-SO 2):

3SO 3 + H 2 S \u003d 4SO 2 + H 2 O

קבלת ושימוש

אנהידריד גופרית נוצר במהלך החמצון של דו תחמוצת הגופרית:

2SO 2 + O 2 \u003d 2SO 3

בצורתו הטהורה, לאנהידריד גופרית אין ערך מעשי. הוא מתקבל כתוצר ביניים בייצור חומצה גופרתית.

H2SO4

אזכור של חומצה גופרתית נמצא לראשונה בקרב אלכימאים ערבים ואירופים. זה הושג על ידי סידוד ברזל סולפט (FeSO 4 ∙ 7H 2 O) באוויר: 2FeSO 4 \u003d Fe 2 O 3 + SO 3 + SO 2 או תערובת עם: 6KNO 3 + 5S \u003d 3K 2 SO 4 + 2SO 3 + 3N 2, והאדים שנפלטו של אנהידריד גופרית התעבו. סופגים לחות, הם הפכו לאוליאום. בהתאם לשיטת ההכנה, H 2 SO 4 נקרא שמן ויטריול או שמן גופרית. בשנת 1595, האלכימאי אנדראס ליבביוס קבע את זהותם של שני החומרים.

במשך זמן רב, שמן ויטריול לא היה בשימוש נרחב. העניין בו גדל מאוד לאחר המאה ה-18. התגלה אינדיגו קרמין, צבע כחול יציב. המפעל הראשון לייצור חומצה גופרתית נוסד ליד לונדון בשנת 1736. התהליך בוצע בתאי עופרת, שבתחתיתם נשפכו מים. תערובת מותכת של מלפטר עם גופרית נשרפה בחלק העליון של החדר, ואז הוחדר אוויר לשם. ההליך חזר על עצמו עד שנוצרה חומצה בריכוז הנדרש בתחתית המיכל.

במאה ה 19 השיטה שופרה: במקום סלטפטר, נעשה שימוש בחומצה חנקתית (היא נותנת כשהיא מתפרקת בתא). להחזרת גזים חנקניים למערכת תוכננו מגדלים מיוחדים שהעניקו את השם לכל התהליך - תהליך המגדל. מפעלים הפועלים בשיטת המגדל קיימים עד היום.

חומצה גופרתית היא נוזל שמן כבד, חסר צבע וריח, היגרוסקופי; מתמוסס היטב במים. כאשר חומצה גופרתית מרוכזת מומסת במים, משתחררת כמות גדולה של חום, ולכן יש לשפוך אותה בזהירות למים (ולא להיפך!) ולערבב את התמיסה.

תמיסה של חומצה גופרתית במים עם תכולת H2SO4 של פחות מ-70% נקראת בדרך כלל חומצה גופרתית מדוללת, ותמיסה של יותר מ-70% נקראת חומצה גופרתית מרוכזת.

תכונות כימיות

תכונות חומצה-בסיס

חומצה גופרתית מדוללת מציגה את כל התכונות האופייניות של חומצות חזקות. היא מגיבה:

H 2 SO 4 + NaOH \u003d Na 2 SO 4 + 2H 2 O

H 2 SO 4 + BaCl 2 \u003d BaSO 4 ↓ + 2HCl

תהליך האינטראקציה של יוני Ba 2+ עם יוני סולפט SO 4 2+ מוביל ליצירת משקע לבן בלתי מסיס BaSO 4. זה תגובה איכותית ליון סולפט.

מאפייני חיזור

ב-H 2 SO 4 מדולל, יוני H + הם חומרי חמצון, וב-H 2 SO 4 מרוכז יוני סולפט הם SO 4 2+. יוני SO 4 2+ הם חומרי חמצון חזקים יותר מאשר יוני H + (ראה תרשים).

בְּ חומצה גופרתית מדוללתממיסים מתכות שנמצאות בסדרת המתחים האלקטרוכימית למימן. במקרה זה, סולפטים מתכת נוצרים ומשתחררים:

Zn + H 2 SO 4 \u003d ZnSO 4 + H 2

מתכות שנמצאות בסדרת המתחים האלקטרוכימית לאחר מימן אינן מגיבות עם חומצה גופרתית מדוללת:

Cu + H 2 SO 4 ≠

חומצה גופרתית מרוכזתהוא חומר מחמצן חזק, במיוחד כאשר הוא מחומם. זה מחמצן הרבה, וכמה חומרים אורגניים.

כאשר חומצה גופרתית מרוכזת מקיימת אינטראקציה עם מתכות שנמצאות בסדרת המתחים האלקטרוכימית לאחר מימן (Cu, Ag, Hg), נוצרים סולפטים מתכתיים, כמו גם תוצר ההפחתה של חומצה גופרתית - SO 2.

עם מתכות פעילות יותר (Zn, Al, Mg), ניתן להפחית חומצה גופרתית מרוכזת לחינם. לדוגמה, כאשר חומצה גופרתית מקיימת אינטראקציה עם, בהתאם לריכוז החומצה, יכולים להיווצר בו זמנית מוצרים שונים של הפחתת חומצה גופרתית - SO 2, S, H 2 S:

Zn + 2H 2 SO 4 \u003d ZnSO 4 + SO 2 + 2H 2 O

3Zn + 4H 2 SO 4 = 3ZnSO 4 + S↓ + 4H 2 O

4Zn + 5H 2 SO 4 = 4ZnSO 4 + H 2 S + 4H 2 O

בקור, חומצה גופרתית מרוכזת פסיבית מתכות מסוימות, למשל, ולכן היא מועברת במיכלי ברזל:

Fe + H 2 SO 4 ≠

חומצה גופריתית מרוכזת מחמצנת חלק לא-מתכות (וכו'), ומשחזרת לתחמוצת גופרית (IV) SO 2:

S + 2H 2 SO 4 \u003d 3SO 2 + 2H 2 O

C + 2H 2 SO 4 \u003d 2SO 2 + CO 2 + 2H 2 O

קבלת ושימוש

בתעשייה, חומצה גופרתית מתקבלת במגע. תהליך הרכישה מתבצע בשלושה שלבים:

1. השגת SO 2 על ידי צליית פיריט:

4FeS 2 + 11O 2 = 2Fe 2 O 3 + 8SO 2

1. חמצון של SO 2 ל-SO 3 בנוכחות זרז - תחמוצת ונדיום (V):

2SO 2 + O 2 \u003d 2SO 3

1. פירוק SO 3 בחומצה גופרתית:

H2SO4+ נ SO 3 \u003d H 2 SO 4 ∙ נ SO 3

האולאום המתקבל מועבר במיכלי ברזל. חומצה גופרתית בריכוז הנדרש מתקבלת מהאולאום על ידי שפיכתה למים. זה יכול לבוא לידי ביטוי בתרשים:

H 2 SO 4 ∙ נ SO 3 + H 2 O \u003d H 2 SO 4

חומצה גופרתית מוצאת יישומים שונים בתחומים שונים של הכלכלה הלאומית. הוא משמש לייבוש גזים, לייצור חומצות אחרות, לייצור דשנים, צבעים שונים ותרופות.

מלחים של חומצה גופרתית

רוב הסולפטים מסיסים מאוד במים (CaSO 4 מסיס מעט, אפילו פחות PbSO 4 ו-BaSO 4 כמעט בלתי מסיס). כמה סולפטים המכילים מים של התגבשות נקראים ויטריול:

CuSO 4 ∙ 5H 2 O גופרת נחושת

FeSO 4 ∙ 7H 2 O סולפט ברזל

למלחים של חומצה גופרתית יש הכל. היחס שלהם לחימום מיוחד.

סולפטים של מתכות פעילות (, ) אינן מתפרקות אפילו ב-1000 מעלות צלזיוס, בעוד שאחרות (Cu, Al, Fe) - מתפרקות בחימום קל לתחמוצת מתכת ו-SO 3:

CuSO 4 \u003d CuO + SO 3

הורד:

הורד בחינם תקציר על הנושא: "ייצור חומצה גופרתית בשיטת מגע"

ניתן להוריד מאמרים בנושאים אחרים

*בתמונה של הרשומה צילום של גופרת נחושת

תחמוצת גופרית (IV) וחומצה גופרתית

תחמוצת גופרית (IV), או גופרית דו חמצנית, בתנאים רגילים, גז חסר צבע עם ריח מחנק חריף. כאשר מקורר ל-10 מעלות צלזיוס, הוא מתנזל לנוזל חסר צבע.

קַבָּלָה

1. בתנאי מעבדה, תחמוצת הגופרית (IV) מתקבלת ממלחים של חומצה גופרתית על ידי פעולת חומצות חזקות עליהם:

Na 2 SO 3 + H 2 SO 4 \u003d Na 2 SO 4 + S0 2 + H 2 O 2NaHSO 3 + H 2 SO 4 \u003d Na 2 SO 4 + 2SO 2 + 2H 2 O 2HSO - 3 + 2H + \u003d 2SO 2 + 2H2O

2. כמו כן, דו תחמוצת הגופרית נוצרת על ידי אינטראקציה של חומצה גופרתית מרוכזת בחימום עם מתכות נמוכות פעילות:

Cu + 2H 2 SO 4 \u003d CuSO 4 + SO 2 + 2H 2 O

Cu + 4Н + + 2SO 2- 4 \u003d Cu 2+ + SO 2- 4 + SO 2 + 2H 2 O

3. תחמוצת גופרית (IV) נוצרת גם כאשר גופרית נשרפת באוויר או בחמצן:

4. בתנאים תעשייתיים, SO 2 מתקבל על ידי קליית פיריט FeS 2 או עפרות גופרית של מתכות לא ברזליות (אבץ blende ZnS, עופרת ברק PbS וכו'):

4FeS 2 + 11O 2 \u003d 2Fe 2 O 3 + 8SO 2

נוסחה מבנית של מולקולת SO 2:

ארבעה אלקטרונים גופרית וארבעה אלקטרונים משני אטומי חמצן לוקחים חלק ביצירת קשרים במולקולת SO 2. הדחייה ההדדית של צמדי האלקטרונים הקושרים וזוג האלקטרונים הלא משותף של גופרית נותנת למולקולה צורה זוויתית.

תכונות כימיות

1. תחמוצת גופרית (IV) מציגה את כל התכונות של תחמוצות חומציות:

אינטראקציה עם מים

אינטראקציה עם אלקליות,

אינטראקציה עם תחמוצות בסיסיות.

2. תחמוצת גופרית (IV) מאופיינת בתכונות מפחיתות:

S +4 O 2 + O 0 2 "2S +6 O -2 3 (בנוכחות זרז, כאשר מחומם)

אבל בנוכחות חומרים מפחיתים חזקים, SO 2 מתנהג כמו חומר מחמצן:

דואליות החמצון של תחמוצת הגופרית (IV) מוסברת על ידי העובדה שלגופרית יש מצב חמצון של +4, ולכן ניתן להקטין אותה, במתן 2 אלקטרונים, ל-S +6, ולקבל 4 אלקטרונים. S °. הביטוי של מאפיינים אלה או אחרים תלוי באופי הרכיב המגיב.

תחמוצת גופרית (IV) מסיס מאוד במים (40 נפחים של SO 2 מומסים בנפח 1 ב-20 מעלות צלזיוס). במקרה זה, חומצה גופרתית קיימת רק בתמיסה מימית:

SO 2 + H 2 O "H 2 SO 3

התגובה היא הפיכה. בתמיסה מימית, תחמוצת גופרית (IV) וחומצה גופרתית נמצאים בשיווי משקל כימי, אשר ניתן לעקירה. כאשר קושרים H 2 SO 3 (ניטרול חומצה

u) התגובה ממשיכה לקראת היווצרות חומצה גופרתית; בעת הסרת SO 2 (נשיפה דרך תמיסת חנקן או חימום), התגובה ממשיכה לעבר חומרי המוצא. תמיסת חומצה גופרתית מכילה תמיד תחמוצת גופרית (IV), מה שמעניק לה ריח חריף.

לחומצה גופרתית יש את כל התכונות של חומצות. מתנתק בפתרון צעד צעד:

H 2 SO 3 "H + + HSO - 3 HSO - 3" H + + SO 2- 3

לא יציב תרמית, נדיף. חומצה גופרתית, כחומצה דו-בסיסית, יוצרת שני סוגי מלחים:

בינוני - סולפיטים (Na 2 SO 3);

חומצי - הידרוסולפיטים (NaHSO 3).

סולפיטים נוצרים כאשר חומצה מנוטרלת לחלוטין עם אלקלי:

H 2 SO 3 + 2NaOH \u003d Na 2 SO 3 + 2H 2 O

הידרוסולפיטים מתקבלים עם חוסר אלקלי:

H 2 SO 3 + NaOH \u003d NaHSO 3 + H 2 O

לחומצה גופרתית ולמלחים שלה יש גם תכונות מחמצנות וגם מצמצמות, שנקבעות על פי אופי השותף לתגובה.

1. אז, תחת פעולת החמצן, סולפיטים מתחמצנים לסולפטים:

2Na 2 S +4 O 3 + O 0 2 \u003d 2Na 2 S +6 O -2 4

החמצון של חומצה גופרתית עם ברום ואשלגן פרמנגנט ממשיך ביתר קלות:

5H 2 S +4 O 3 +2KMn +7 O 4 \u003d 2H 2 S +6 O 4 +2Mn +2 S +6 O 4 + K 2 S +6 O 4 + 3H 2 O

2. בנוכחות חומרים מפחיתים אנרגטיים יותר, הסולפיטים מציגים תכונות מחמצנות:

מלחים של חומצה גופרתית ממיסים כמעט את כל ההידרוססולפיטים והסולפיטים של מתכות אלקליות.

3. מכיוון ש-H 2 SO 3 היא חומצה חלשה, פעולת החומצות על סולפיטים והידרוסולפיטים משחררת SO 2. בדרך כלל משתמשים בשיטה זו בהשגת SO 2 במעבדה:

NaHSO 3 + H 2 SO 4 \u003d Na 2 SO 4 + SO 2 + H 2 O

4. סולפיטים מסיסים במים עוברים הידרוליזה בקלות, וכתוצאה מכך ריכוז יוני OH - - עולה בתמיסה:

Na 2 SO 3 + NON "NaHSO 3 + NaOH

יישום

תחמוצת גופרית (IV) וחומצה גופרתית מחלישות צבעים רבים, ויוצרות איתם תרכובות חסרות צבע. האחרון יכול להתפרק שוב כאשר הוא מחומם או באור, וכתוצאה מכך הצבע משוחזר. לכן, השפעת ההלבנה של SO 2 ו- H 2 SO 3 שונה מהשפעת ההלבנה של כלור. בדרך כלל, גופרית (IV) rxide מלבין צמר, משי וקש.

תחמוצת גופרית (IV) הורגת מיקרואורגניזמים רבים. לכן, כדי להרוס פטריות עובש, הם מחטאים מרתפים לחים, מרתפים, חביות יין וכו'. הוא משמש גם בהובלה ואחסון של פירות ופירות יער. בכמויות גדולות, תחמוצת גופרית IV) משמשת לייצור חומצה גופרתית.

יישום חשוב הוא תמיסה של סידן hydrosulfite CaHSO 3 (ליקר סולפיט), המשמש לטיפול בעץ ובעיסת נייר.

מצב החמצון +4 לגופרית די יציב ומתבטא ב-SHal 4 tetrahalides, SOHal 2 oxodihalides, SO 2 דו-חמצני, והאניונים המקבילים להם. נכיר את התכונות של דו תחמוצת הגופרית והחומצה הגופרתית.

1.11.1. תחמוצת גופרית (IV) מבנה מולקולת so2

המבנה של מולקולת SO 2 דומה למבנה של מולקולת האוזון. אטום הגופרית נמצא במצב של הכלאה sp 2, צורת האורביטלים היא משולש רגיל, צורת המולקולה זוויתית. לאטום הגופרית יש זוג אלקטרונים לא משותף. אורך הקשר S-O הוא 0.143 ננומטר, זווית הקשר היא 119.5 מעלות.

המבנה מתאים למבני התהודה הבאים:

בניגוד לאוזון, ריבוי הקשר S–O הוא 2, כלומר, מבנה התהודה הראשון תורם את התרומה העיקרית. המולקולה מאופיינת ביציבות תרמית גבוהה.

תכונות גשמיות

בתנאים רגילים, גופרית דו חמצנית או גופרית דו חמצנית היא גז חסר צבע בעל ריח מחנק חריף, נקודת התכה -75 מעלות צלזיוס, נקודת רתיחה -10 מעלות צלזיוס. בוא נתמוסס היטב במים, ב-20 מעלות בנפח מים 40 נפחים של דו תחמוצת הגופרית מומסים. גז רעיל.

תכונות כימיות של תחמוצת גופרית (IV)

דו תחמוצת הגופרית היא מאוד תגובתית. דו תחמוצת הגופרית היא תחמוצת חומצה. זה די מסיס במים עם היווצרות של הידרטים. הוא גם יוצר אינטראקציה חלקית עם מים, ויוצר חומצה גופרתית חלשה, שאינה מבודדת בנפרד:

SO 2 + H 2 O \u003d H 2 SO 3 \u003d H + + HSO 3 - \u003d 2H + + SO 3 2-.

כתוצאה מהדיסוציאציה נוצרים פרוטונים ולכן לתמיסה יש סביבה חומצית.

כאשר גז גופרית דו חמצני מועבר דרך תמיסת נתרן הידרוקסיד, נוצר נתרן סולפיט. נתרן גופרתי מגיב עם עודף דו תחמוצת הגופרית ליצירת סודיום הידרוסולפיט:

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

Na 2 SO 3 + SO 2 \u003d 2NaHSO 3.

דו-תחמוצת הגופרית מתאפיינת בדואליות חיזור, למשל, זה, מראה תכונות מפחיתות, משנה צבע מי ברום:

SO 2 + Br 2 + 2H 2 O \u003d H 2 SO 4 + 2HBr

ותמיסת אשלגן פרמנגנט:

5SO 2 + 2KMnO 4 + 2H 2 O \u003d 2KНSO 4 + 2MnSO 4 + H 2 SO 4.

מחומצן על ידי חמצן לאנהידריד גופרתי:

2SO 2 + O 2 \u003d 2SO 3.

הוא מפגין תכונות חמצון בעת ​​אינטראקציה עם חומרים מפחיתים חזקים, למשל:

SO 2 + 2CO \u003d S + 2CO 2 (ב-500 מעלות צלזיוס, בנוכחות Al 2 O 3);

SO 2 + 2H 2 \u003d S + 2H 2 O.

ייצור של תחמוצת גופרית (IV)

שריפת גופרית באוויר

S + O 2 \u003d SO 2.

חמצון גופרתי

4FeS 2 + 11O 2 \u003d 2Fe 2 O 3 + 8SO 2.

הפעולה של חומצות חזקות על מתכת סולפיטים

Na 2 SO 3 + 2H 2 SO 4 \u003d 2NaHSO 4 + H 2 O + SO 2.

1.11.2. חומצה גופרתית ומלחיה

כאשר גופרית דו-חמצנית מומסת במים, נוצרת חומצה גופרתית חלשה, עיקר ה-SO 2 המומס הוא בצורה של צורה hydrated של SO 2 H 2 O, הידרט גבישי משתחרר גם עם הקירור, רק חלק קטן של מולקולות החומצה הגופרית מתפרקות ליוני סולפיט והידרוסולפיט. במצב חופשי, החומצה אינה מבודדת.

בהיותו די-בסיסי, הוא יוצר שני סוגים של מלחים: בינוני - סולפיטים וחומצי - הידרוסולפיטים. רק סולפיטים מתכת אלקליים והידרוסולפיטים של מתכות אלקליות ואדמה אלקליות מתמוססים במים.

במאמר זה תמצאו מידע על מהי תחמוצת גופרית. תכונותיו העיקריות בעלות אופי כימי ופיזיקלי, צורות קיימות, שיטות להכנתן והבדלים בינן לבין עצמן ייחשבו. וכן יוזכרו תחומי היישום והתפקיד הביולוגי של תחמוצת זו בצורותיה השונות.

מהו חומר

תחמוצת גופרית היא תרכובת של חומרים פשוטים, גופרית וחמצן. ישנן שלוש צורות של תחמוצות גופרית, הנבדלות זו מזו במידת הערכיות S המתבטאת, כלומר: SO (חד חמצני, חד חמצני גופרית), SO 2 (דו תחמוצת גופרית או דו חמצני גופרית) ו-SO 3 (תרי חמצון גופרית או אנהידריד). לכל הווריאציות המפורטות של תחמוצות גופרית יש מאפיינים כימיים ופיזיקליים דומים.

מידע כללי על חד תחמוצת הגופרית

חד-חמצני גופרית דו ערכי, או חד-חמצני גופרית באופן אחר, הוא חומר לא אורגני המורכב משני יסודות פשוטים - גופרית וחמצן. נוסחה - SO. בתנאים רגילים מדובר בגז חסר צבע, אך בעל ריח חד וספציפי. מגיב עם תמיסה מימית. תרכובת נדירה למדי באטמוספרה של כדור הארץ. הוא לא יציב להשפעת הטמפרטורות, קיים בצורה דימרית - S 2 O 2. לפעמים הוא מסוגל, באינטראקציה עם חמצן, כתוצאה מהתגובה ליצור דו תחמוצת הגופרית. לא נוצר מלח.

תחמוצת גופרית (2) מתקבלת בדרך כלל על ידי שריפת גופרית או פירוק האנהידריד שלה:

• 2S2+O2 = 2SO;
• 2SO2 = 2SO+O2.

החומר מתמוסס במים. כתוצאה מכך, תחמוצת הגופרית יוצרת חומצה תיו גופריתית:

• S 2 O 2 + H 2 O \u003d H 2 S 2 O 3.

נתונים כלליים על גז חמוץ

תחמוצת גופרית היא צורה נוספת של תחמוצות גופרית עם הנוסחה הכימית SO 2 . בעל ריח ספציפי לא נעים ואין לו צבע. כאשר הוא נתון ללחץ, הוא יכול להתלקח בטמפרטורת החדר. כאשר הוא מומס במים, הוא יוצר חומצה גופרתית לא יציבה. זה יכול להתמוסס בתמיסות אתנול וחומצה גופרתית. זהו מרכיב של גז געשי.

בתעשייה, הוא מתקבל על ידי שריפת גופרית או קליית הסולפידים שלו:

• 2FeS 2 + 5O 2 \u003d 2FeO + 4SO 2.

במעבדות, ככלל, SO 2 מתקבל באמצעות סולפיטים והידרוסולפיטים, החושפים אותם לחומצה חזקה, כמו גם לפעולת מתכות בעלות דרגת פעילות נמוכה מרוכזת H 2 SO 4.

כמו תחמוצות גופרית אחרות, SO 2 היא תחמוצת חומצית. אינטראקציה עם אלקליות, יוצר סולפיטים שונים, הוא מגיב עם מים, יוצר חומצה גופרתית.

SO 2 הוא פעיל ביותר, וזה מתבטא בבירור בתכונות המפחיתות שלו, כאשר דרגת החמצון של תחמוצת הגופרית עולה. עשוי להפגין תכונות חמצון כאשר מותקף על ידי חומר מפחית חזק. המאפיין האחרון משמש לייצור חומצה היפופוספורית, או להפרדה של S מהגזים של השדה המתכתי.

תחמוצת גופרית (4) נמצאת בשימוש נרחב על ידי בני אדם לייצור חומצה גופרתית או מלחים שלה - זהו תחום היישום העיקרי שלה. וגם הוא משתתף בתהליכי ייצור היין ופועל שם כחומר משמר (E220), לפעמים הם מוחמצים חנויות ירקות ומחסנים, מכיוון שהוא הורס מיקרואורגניזמים. חומרים שלא ניתן להלבין עם כלור מטופלים בתחמוצת גופרית.

SO 2 היא תרכובת רעילה למדי. תסמינים אופייניים המצביעים על הרעלה באמצעותו הם שיעול, הופעת בעיות נשימה, לרוב בצורת נזלת, צרידות, הופעת טעם לוואי חריג וגרון שרוט. שאיפת גז כזה עלולה לגרום לחנק, פגיעה ביכולת הדיבור של הפרט, הקאות, קושי בבליעה, כמו גם בצקת ריאות חריפה. הריכוז המרבי המותר של חומר זה בחדר העבודה הוא 10 מ"ג/מ"ר. עם זאת, לאנשים שונים עשויה להיות רגישות שונה לגופרית דו חמצנית.

מידע כללי על אנהידריד גופרית

גז גופרית, או כפי שהוא מכונה, אנהידריד גופרית, הוא תחמוצת הגופרית הגבוהה ביותר עם הנוסחה הכימית SO 3 . נוזל בעל ריח מחניק, נדיף מאוד בתנאים סטנדרטיים. מסוגל להתמצק, ליצור תערובות מסוג גבישי מהשינויים המוצקים שלו, בטמפרטורות מ-16.9 מעלות צלזיוס ומטה.

ניתוח מפורט של התחמוצת הגבוהה יותר

כאשר SO 2 מתחמצן באוויר בהשפעת טמפרטורות גבוהות, תנאי הכרחי הוא נוכחות של זרז, למשל V 2 O 5, Fe 2 O 3, NaVO 3 או Pt.

פירוק תרמי של סולפטים או אינטראקציה של אוזון ו-SO 2:

• Fe 2 (SO 4) 3 \u003d Fe 2 O 3 + 3SO 3;
• SO 2 + O 3 \u003d SO 3 + O 2.

חמצון של SO 2 עם NO 2:

• SO 2 + NO 2 \u003d SO 3 + NO.

המאפיינים הפיזיקליים האיכותיים כוללים: נוכחות של מבנה שטוח, סוג טריגונל וסימטריה D 3 h במצב הגז, במהלך המעבר מגז לגביש או נוזל הוא יוצר טרימר בעל אופי מחזורי ושרשרת זיגזג, יש קשר קוטבי קוולנטי.

בצורה מוצקה, SO 3 מופיע בצורות אלפא, בטא, גמא וסיגמה, ויש לו, בהתאמה, נקודת התכה שונה, דרגת פילמור ומגוון צורות גבישים. קיומם של מספר כזה של מינים מסוג SO 3 נובע מהיווצרות קשרים מסוג תורם-מקבל.

התכונות של אנהידריד גופרית כוללות רבות מהאיכויות שלו, העיקריות שבהן הן:

יכולת אינטראקציה עם בסיסים ותחמוצות:

• 2KHO + SO 3 \u003d K 2 SO 4 + H 2 O;
• CaO + SO 3 \u003d CaSO 4.

תחמוצת גופרית גבוהה יותר SO 3 היא בעלת פעילות גבוהה מספיק ויוצרת חומצה גופרתית על ידי אינטראקציה עם מים:

• SO 3 + H 2 O \u003d H2SO 4.

הוא נכנס לתגובות עם מימן כלורי ויוצר חומצה כלורוסולפט:

• SO 3 + HCl \u003d HSO 3 Cl.

תחמוצת גופרית מאופיינת בביטוי של תכונות חמצון חזקות.

אנהידריד גופרית מוצא את השימוש שלו בייצור חומצה גופרתית. כמות קטנה ממנו משתחררת לסביבה במהלך השימוש בבודקי גופרית. SO 3, היוצר חומצה גופרתית לאחר אינטראקציה עם משטח רטוב, הורס מגוון של אורגניזמים מסוכנים, כגון פטריות.

סיכום

תחמוצת הגופרית יכולה להיות במצבי צבירה שונים, החל מנוזל למוצק. הוא נדיר בטבעו, ויש לא מעט דרכים להשיג אותו בתעשייה, וגם באזורים בהם ניתן להשתמש בו. לתחמוצת עצמה יש שלוש צורות שבהן היא מציגה דרגות שונות של ערכיות. יכול להיות רעיל מאוד ולגרום לבעיות בריאותיות חמורות.