Химические свойства серы

    Химические свойства серы и ее соединений можно легко объяснить, пользуясь ее шкалой степеней окисления:

1) S  в окислительно-восстановительных реакциях может быть как окислителем, так и восстановителем.

2) H₂S –только восстановитель;

3) SO₃, H₂SO₄ – только окислители; в разбавленном (1 М) растворе H₂SO₄ очень плохой окислитель.

4) SO₂, H₂SO₃ – могут быть как окислителями, так и восстановителями. Обычно H₂SO₃ и ее соли используются как хороший, мягкий восстановитель

Изменение окислительно-восстановительных свойств соединений вниз по группе:

1) Растет восстановительная активность Н₂Э.

2) Падает окислительная активность Э.

3) SeO₄^2- самый сильный окислитель; - вторичная периодичность.

Водородные соединения

	Ткип,оС	DHfo,кДж/моль	Кд(I)	Ð связи	Ео(Э/Э2-)
H2O	100	-241.6	1.8×10-16	105	1.229
H2S	-60	-20.1	0.87×10-7	92	0.142
H2Se	-41	+86	1.9×10-4	91	-0.40
H2Te	-2	+154.2	2.3×10-3	90	-0.72

Стабильность падает по группе, межатомные взаимодействия растут (как и в VII группе). Исключение - вода. Опять неординарные свойства первого элемента группы - водородные связи между молекулами воды стабилизируют воду в целом и приводят к тому, что она жидкая при стандартных условиях.

H₂S – газ, бесцветный, запах тухлых яиц, токсичен, t кип.= -60^◦С, t пл.= -86^◦С, неустойчивое соединение. H₂S - яд. Противоядие - окислители.

Получение H₂S:

Обычно получают, как и остальные халькогеноводороды по реакции:

              FeЭ + H₂SO₄ ® FeSO₄ + Н₂Э

Н₂Э -кислоты, но в отличие от VII группы, слабые. Сила кислот растет по группе. Восстановители. H₂Se и H₂Te  восстанавливают воду.

Взаимодействие с кислородом:

1) при избытке кислорода: 2H₂S + 3O₂® 2SO₂  + 2H₂O

2) при недостатке кислорода: 2H₂S + O₂® 2S  + 2H₂O

Высокой прочностью связи S-S объясняется существование полисульфидов водорода (сульфанов): H₂S₂, H₂S₃, H₂S₄, которые имеют цепочечное строение: H-S-S-S-S-H.

Сульфаны – желтые, вязкие маслообразные жидкости с резким запахом. Это более сильные кислоты, чем H₂S (K_I= 10^-4).

Полисульфиды: Na₂S + (n-1)S →Na₂S_n

Полисульфиды Na, K, Ca, Ba, NH₄⁺ пестициды с широким диапазоном действия.

Сульфиды металлов

H₂S, слабая кислота:  K_I= 10^-7, K₂=10^-14.

Растворимы только сульфиды щелочных металлов. Осаждение сульфидов - способ разделения металлов в аналитической химии. Сульфиды выпадают в осадок при разных рН, в зависимости от их произведения растворимости.

Ag₂S ПР=2.0×10^-50; CdS ПР=1.6×10^-28; Bi₂S₃ ПР=1.0×10^-97

СuS ПР=6.3×10^-36; HgS ПР=1.6×10^-52; PbS ПР=2.5×10^-27.

Эти сульфиды осаждаются в кислой среде.

СoS ПР=4×10^-21; FeS ПР=5×10^-18; MnS ПР=2.5×10^-10; NiS ПР=3.2×10^-19

Эти сульфиды осаждаются в щелочной среде (Na₂S).

Качественная реакция на сульфид – ион:

1) осаждение соли CdS –желтого цвета;

2) действие кислоты на сульфид - появляется запах H₂S.

Оксиды

ЭО₂, ЭО₃. У серы еще S₂O₃, SO, S₂O₇, SO₄.

S + O₂ ® SO₂  

SO₂ + H₂O «H₂SO₃ - слабая кислота К₁=1.3 ×10^-2, К₂ = 10^-8

SO₂ + 1/2O₂ ® SO₃ DH=-97.5 кДж

	DHfo,(ЭО2) кДж/моль	DHfo(ЭО3), кДж/моль
S	-295	-439(ж)
Se	-235(кр)	-173(кр)
Te	-324(кр)

ЭО₂ - понижается стабильность от S к Se, но повышается к теллуру.

У всех оксидов понижается кислотность, возрастают основные свойства. ТеО₂ - амфотерный оксид.

H₂SO₄, но H₆TeO₆ по тем же причинам, что и у иода, слабая кислота.

Обилие кислородных кислот серы. Систематизируем.

1) Кислоты с одним атомом серы - H₂SO₃ и H₂SO₄.

2) С двумя и более атомами серы

     

очень хороший восстановитель

Политионовые кислоты (сохраняется цепочка атомов серы)

3) Производные перекиси водорода

пероксомоносерная                   пероксодисерная

Из кислот серы важнейшее значение имеет серная кислота.