Смекни!
smekni.com

Курс лекций по дисциплине «неорганическая химия» (для студентов инженерно технологического факультета) (стр. 19 из 24)

1. С Металлами

Al + O3 → Al2O3 + O2

2. Со сложными веществами

PbS + 2O3 PbSO4 + O2

3. Со щелочами

2 KOH + 7/3 O3 O2 + 2KO3 + H2O

озонид калия

Кроме степени окисления +4, кислород может проявлять степень окисления +2 в соединении со фтором O+2F2 и +1 О2+1F2

2 F2 + 2 NaOH → 2NaF + O+2F2 + H2O-2

Окислительно-восстановительная двойственность пероксида водорода Н2О2

Степень окисления кислорода равна -1, т.е. имеет промежуточное значение между степенью окисления кислорода в Н2О (-2) и в молекуле кислорода (0)

.

Н2О-2, Н2О2-1, О2, О+2F2-

восстановитель двойственность окислитель

т.е. Н2О2 проявляет свойства и окислителя и восстановителя. С сильными восстановителями выступает в роли окислителя.

Производные Н2О2 надкислоты и надоснования (пероксосоединения). Обязательно наличие пероксидной цепочки (− О – О−). Надкислоты получаются при замещении водорода в молекуле Н2О2 на кислотные радикалы.

При замене одного атома водорода на металл получаем надоснования К−О−ОН, можно рассматривать как кислые соли пероксида водорода называют гидропероксидами. КО2Н.

Важнейшее применение Na2O2 и К2О2 основано на реакции регенерации кислорода.

2О2 + 2СО2 = 2Э2СО3 + О2

Пероксиды используют как источники кислорода для дыхания в автономных системах (подводные лодки, летательные аппараты, батискафы).

  1. Химия серы
16S [Ne] 3s23p4

Существует в нескольких аллотропных формах:

жёлтая ромбическая сера (α-сера), при комнатной температуре стабильна.

моноклинная (β-сера), состоит из молекул S8, которая имеет циклическое «зубчатое» строение.

пластическая сера

При плавлении ромбической серы цепочки разбиваются и S8 связывается в S6, S4, S∞ .

Если расплавить ромбическую серу при t до 119ºС, то это легко подвижная жидкость. При повышении t до 200ºС вязкость резко повышается и образуется смола. Это связано с разрывом S8 и образованием цепочек пластической серы, которые скручиваются друг с другом. При t>250ºC цепочки пластической серы рвутся и опять образуется легко подвижная жидкость, состоящая из колец S4, S2. Т. о. при нагревании состав молекул меняется. t = 444ºC – закипает. Сера - типичный неметалл. В Н2О не растворима. Взаимодействуют почти со всеми элементами:

S + C = CS2

S + F2 = SF6

S + Fe = FeS

S + Na = Na2S

S + H2 = H2S

S + HNO3(конц.) = H2SO4 + NO2 + H2O

S + NaOH = Na2S + Na2SO3 + H2O с концентрированными раство­рами щелочей при t S – диспропорционирует

Сероводород H2S – газ, образуется при действии гнилостных бактерий на серусодержащие белки, поэтому его запах ассоциируется с запахом тухлых яиц. Вдыхание чистого сероводорода может привести к мгновенной смерти; даже его 0,01%-ное содержание в воздухе опасно для человека, т. к. он может накапливаться в организме, соединяясь с железом , входящим в состав гемоглобина, образуя сульфид - FeS. Это приводит к тяжелому кислородному голоданию и удушью. Причём окраска крови становится чёрно-зелёной.

В H2S угол отталкивания меньше, чем у Н2О

Сера менее электроотрицательна, чем кислород, связь слабее поляризована.

H2S в лаборатории получают действуя на суфиды кислотой

FeS + 2HCl → FeCl2 + H2S↑

Различно реагируют с Н2О

Основн. Na2S + H2O → NaHS + NaOH (гидролиз)

Амф. Al2S3 + 6H2O → Al(OH)3 + H2S↑

Кисл.SiS2 + 3H2O → H2SiO3↓ + 2H2S↑

Растворимы в Н2О сульфиды щёлочных и щелочноземельных металлов

2NaOH + H2SNa2S + H2O

Нерастворимые сульфиды можно получить взаимодействием соответствующей соли с Н2S

MnSO4 + H2SMnS↓ + H2SO4 CuS, PbS- чёрные ZnS –белый

телесный

1. Есть сульфиды , которые можно перевести в растворимое состояние действием кислот

FeS + 2HClFeCl2 + H2S

2. Которые нерастворимы в разбавленных кислотах, но реагируют с окислителями

CuS + HNO3 → CuSO4 + NO2 + H2O

вост. ок.

3. Растворяются в растворах сульфидов щелочных металлов

As2S3 + 3Na2S = 2Na3AsS3

H2S и сульфиды - сильные восстановители.

4.Сплавление различных по природе сульфидов

Na2S + CS2 Na2CS3 – тиокарбонат натрия

H2S хорошо растворим в спирте, несколько хуже в воде, придавая раствору слабокислый характер. Водный раствор называется сероводородной кислотой, двухосновна.

H2SH+ + HS- ↔ 2H+ + S-2 слабая кислота.

К1=6∙10-8 К2=1∙10-14

Образует средние (сульфиды) и кислые (гидросульфиды) соли.

H2S и сульфиды могут окислятся до S, SO2, SO42-

H2S + Br2 + H2O → H2SO4 + HBr

H2S + H2SO4 → S + H2O

H2S + O2 → S + H2O

H2S + O2 → SO2 + H2O

H2S-2 + I2 → HI- + S0

H2S + HNO3конц → S0↓ + NO2 + H2O

Сульфаны (полисульфиды водорода)

Т. к. связь S−S прочна, то существуют полисульфиды водорода (сульфаны) H2S2, H2S3, H2S4 и т. д. В воде проявляют свойства более сильных кислот, чем H2S, поэтому гидролизуются меньше. А их соли полисульфиды используются, как пестициды.

H2SX X=1÷8

Na2S+S=Na2S2

Na2S+2S=Na2S3

Они имеют зигзагообразные цепи. Сульфаны – это жёлтые, вязкие жидкости с резким запахом, растворимые в растворах щелочей с образованием поли-сульфидов щёлочных металлов.

Диоксид серы (сернистый газ) SO2 – бесцветный газ, с резким запахом, хорошо растворим в воде, менее токсичен , чем сероводород. Водный раствор называется сернистой кислотой, которая не существует в свободном виде.

SO2 + H2O H++HSO-3 2H++SO32-

К1 = 2∙10-2 ; К2 = 6∙10-8.

Кислота средней силы.Образует средние соли сульфиты, кислые – гидросульфиты.

При нагревании сульфиты диспропорционируют: