Важнейшие соединения серы

Соединения серы со степенью окисления -2. Сероводород H2S.
Сероводород H2S встречается в природе в водах некоторых минеральных источников, в вулканических газах, в попутных газах месторождения нефти. Бесцветный газ с неприятным запахом тухлых яиц, tпл = -86 °С, tкип = -60 °С. Ядовит. В твердом состоянии существует в трех различных модификациях. Мало растворим в воде, водный раствор H2S — это слабая кислота. К1 = 0,87•10-7, К2= 10-14. Сильный восстановитель. Получают в промышленности как побочный продукт при очистке нефти, природного и коксового газа. В лаборатории часто получают в аппарате Киппа при взаимодействии FeS c HCl. Применяют в производстве H2SO4, S; для получения сульфидов, сераорганических соединений; в аналитической химии для осаждения сульфидов; для приготовления лечебных, сероводородных ванн. Раздражает слизистые оболочки и дыхательные органы.

Соединения серы со степенью окисления +1. Оксид серы (I) S2O.
Оксид серы (I) S₂O это желтый газ, который может несколько часов сохраняться при комнатной температуре (в чистом и сухом сосуде) лишь под давлением не выше 40 мм. рт. ст. Молекула SO2 полярна. Сильное охлаждение переводит закись серы в оранжево-красное твердое вещество. Молекулярным кислородом при обычной температуре не окисляется, а водой легко разлагается. Более или менее легко реагирует с большинством металлов. Получают при взаимодействии SO2 с серой.

Хлористая сера S2Cl2. Хлористая сера S2Cl2 это бесцветная жидкость, tпл = -77 °С, tкип = 138 °С. Получают в больших количествах прямым действием сухого хлора на избыток серы. Применяют для получения двухлористой серы.

Соединения серы со степенью окисления +2.Серноватистая (тиосерная) кислота H2S2O3. Сильная кислота (по силе близка к серной кислоте). При комнатной температуре неустойчива и разлагается на H2O, SO2 и S. Молярная электропроводность при бесконечном разведении при 25 °С равна 874,4 Cм•см2/моль.

Двухлористая сера SCl2. Жидкость красного цвета, tпл = -78 °С, tкип = 60 °С. Молекула SCl2 имеет форму равнобедренного треугольника. Получается при взаимодействии хлористой серы с хлором. В обычных условиях медленно разлагается на хлористую серу и хлор.

Соединения серы со степенью окисления +3

Дитионистая кислота H2S2O4. Неустойчива и в свободном состоянии не получена.

Соединения серы со степенью окисления +4. Оксид серы (IV) SO2.
Бесцветный газ с удушливым запахом, легко превращаемый в жидкость, tпл = -75 °С, tкип = -10 °С. Ядовит. Хорошо растворим в воде. При растворении образуется полигидрат SO2•nH2O кислотного характера. Получают сжиганием элементной серы или обжигом руды — пирита FeS2. Образуется также в ряде металлургических процессов и при сжигании каменных углей, всегда содержащих некоторое количество серы. Особенно много SO2 выделяют работающие на каменном угле электростанции. Небольшие количества SO2 удобно получать в лаборатории из сульфитов. Применяют для производства серной кислоты, в текстильной промышленности, в качестве обесцвечивающего вещества в сахарном производстве, пищевой промышленности, для дезинфекции помещений и уничтожения паразитов на теле животных.

Сернистая кислота H2SO3. Двухосновная кислота средней силы. Неустойчива. В свободном состоянии не выделена. Молярная электропроводность при бесконечном разведении при 25 °С равна 843,6 Cм•см2/моль.

Хлористый тионил SOCl2. Бесцветная жидкость с резким запахом, tпл = -100 °С, tкип = 76 °С. Является плохим растворителем типичных солей, но хорошим для многих менее полярных веществ. Взаимодействует с водой. Применяется для изготовления красителей, фармацевтических препаратов. Им удобно пользоваться для получения безводных хлоридов металлов из их кристаллогидратов.

Соединения серы со степенью окисления +6.Оксид серы (VI) SO3.
Известен в трех модификациях: a, b, g. При конденсации паров SO3 образуется бесцветные, прозрачные как лед кристаллы (tпл = 62 °С), это g-форма, которая при хранении переходит в b-форму, похожую на асбест (tпл= 32 °С). a-форма (tпл = 17 °С, tкип = 44,8 °С) образуется при особых условиях. Из этих трех форм наиболее высоким давлением пара обладает g-форма. Полученный серный ангидрид может быть твердым или частично жидким. Жадно соединяясь с водой, дымит на воздухе. В воде он растворяется с образованием серной кислоты. Образует соединения с водой, аммиаком или его органическими производными. Получают окислением сернистого газа.

Серная кислота H2SO4. Безводная серная кислота — бесцветная маслянистая жидкость, без запаха, tпл = 10 °С, tкип = 296 °С. Концентрированная серная кислота вызывает ожоги кожи. Серная кислота может быть различной чистоты и концентрации. Плотность увеличивается с концентрацией и достигает максимального значения при концентрации 98,3%, при дальнейшем повышении концентрации плотность кислоты снижается. Растворение в воде сопровождается выделением большого количества тепла и уменьшением объема. При давлении 760 мм рт. ст. все водные растворы кипят при температуре выше 100 °С, точка кипения повышается с увеличением концентрации. Мало летуча. Концентрированная серная кислота действует почти на все металлы без выделения водорода. Молярная электропроводность при бесконечном разведении при 25 °С равна 859,6 Cм•см2/моль. Для промышленного получения применяются два способа: нитрозный и контактный. Основным исходным продуктом в обоих случаях является сернистый газ. Является важнейшим химическим продуктом. Применяется почти во всех отраслях химической промышленности и в целом ряде других отраслей народного хозяйства.

Хлористый сульфурил SO2Cl2. Представляет собой бесцветную жидкость с резким запахом, tпл = -54 °С, tкип = 69 °С. Холодная вода действует на него медленно, но горячей он быстро разлагается с образованием серной и соляной кислот.