Курс лекций по дисциплине «неорганическая химия» (для студентов инженерно технологического факультета) (стр. 21 из 24)
Амфотерными оксидами ZnO + H2SO4 = ZnSO4 + H2O
Щёлочами KOH + H2SO4 = K2SO4 + H2O
Нерастворимыми основаниями
Cu(OH)2 + H2SO4 = CuSO4 + 2H2O
Солями K2СO3 + H2SO4 = K2SO4 +СО2 + H2O
K2SiO3 + H2SO4 = K2SO4 + H2SiO3↓
С аммиаком 2NH3 + H2SO4 = (NH4)2SO4
И его водными растворами NH3∙Н2О + H2SO4 = NH4НSO4 + Н2О
При взаимодействии с Ме в РСЭП до Н2 разб. H2SO4 обладает окислительными свойствами за счёт ионов Н+
Fe + H2SO4 p → FeSO4 + H2
(у металлов реализуется низшая степень окисления).
Важное свойство её нелетучесть, поэтому используют для получения летучих кислот путём вытеснения из сухих (крист).
KClкр. + H2SO4 K → KHSO4 + HCl↑
Безводная H2SO4 – вязкая маслянистая жидкость, требует осторожного обращения во избежание разбрызгивания вливать надо H2SO4 в воду, а не наоборот.
Тиосоединения. При замене в сульфат-ионе одного атома кислорода на атом серы образуются тиосульфат –ионы S2O32-.
В лаборатории тиосульфаты получают при кипячении раствора сульфита с порошком серы.
Na2S+4O3 + S0 = Na2S2+6/ -2O3
Тиосерная кислота неустойчива из-за протекания внутримолекулярного окислительно-восстановительного процесса. Поэтому при подкислении тиосульфатов они начинают выделять свободную серу и SO2.
Сильные кислоты вытесняют из тиосульфатов тиосерную кислоту:
Na2S2O3 + 2HCl = H2S2O3 + 2NaCl =H2O + SO2↑+ S↓
Na2S2O3 + 2HCl → 2NaCl + SO2↑ + S↓ +H2O
Наличие в тиосульфатах S-2 придаёт им восстановительные свойства.
В фотографии кристаллогидрат Na2S2O3∙5H2O (под названием гипосульфит) является основным компонентом для приготовления закрепляющих растворов, т.к. образует с ионами Ag+ прочные комплексы [Ag+(S2O3)2]3-, удаляет из фотоэмульсии неизрасходованные галогениды серебра.
Пиросульфаты – соли пиросерной кислоты (двусерной), H2S+62O7.
Это смесь SO3 и H2SO4, так называемый олеум (смесь полисерных кислот), состав можно представить H2SO4∙xSO3.
Пероксосульфаты H+2SO-25 (пероксомоносерная)
(мононадсерная)
Применение солей
Na2SO4 ∙ 10H2O – глауберова соль (в производстве соды, стекла)
2CaSO4 ∙ H2O – алебастр (лепка, шины при переломах)
MgSO4 ∙ 7H2O – (горькая соль) в медицине слабительное.
CuSO4 ∙ 5H2O – для борьбы с вредителями сельского хозяйства.
FeSO4 ∙ 7H2O – для очистки воды, консервирования (предохранение древесины от гниения)
BaSO4 – медицине рентгеноконтрастное вещество.
ZnSO4 ∙ 7H2O – цинковый купорос – протрава при крашении тканей.
4. Биогенная роль
Кислород – самый распространенный и самый активный и химически подвижный элемент земной коры. Кислород входит в состав свыше 1200 минералов. Господствуют среди них соли кислородных кислот и оксиды. Кислород образует соединения со всеми химическими элементами (кроме благородных газов) и с большинством из них реагирует непосредственно.
ОН-- составная часть воды – составляет 70% живого вещества.
Кислород входит практически во все жизненно важные молекулы. Исключительно велика его роль в процессах фотосинтеза. Выделяясь при фотосинтезе, он поступает в атмосферу.
С содержанием кислорода в воздухе, воде и почве связаны многие жизненные процессы. Например «горная болезнь» вызывается недостатком кислорода в высокогорных условиях.
Из рыб наименее требователен к содержанию кислорода карась, который спокойно живёт в заросших прудах, где почти весь кислород расходуется на окисление органических веществ. В то же время карп очень требователен в этом отношении. Ещё больше кислорода требуют форель и другиевиды рыб горных рек и водоёмов.
Ежегодно в мире сжигается 7-8 млрд. т. органического топлива, на что расходуется около 10-12 млрд.т. свободного кислорода атмосферы. Только один реактивный лайнер при перелете из Америки в Европу за 8 часов расходует 70-75т. кислорода. Примерно такое количество кислорода могут произвести за тоже время 25-50 тыс. га леса. Но советский географ Давитал подсчитал, что даже при 5% ежегодного прироста сжигаемого топлива уже примерно через 150-180 лет содержание кислорода в атмосфере может снизится до критического для человека предела.
Уменьшение парциального давления на 1/3 вызывает кислородное голодание, а на 2/3 – смертельный исход.
Сера – важнейший биофильный элемент, активно захватывается живым веществом, входит в состав белков и других соединений. Сера – относительно распространенный химический элемент. Содержание в земной коре равен 5·10-2 %. В различных количествах сера входит в состав всех растительных и животных организмов. Особенно её много в белках. Её можно назвать «связывающим веществом» белка, поскольку главной функцией серы является обеспечение полипептидных связей в молекуле белка. Сульфидная сера содержится в крови многих позвоночных животных. Она – важный компонент многих биологически активных веществ (например, витаминов), гормонов инсулина и катализатора глютатиона. В животных организмах сера обнаружена в нервных тканях, в хрящах и костях, в желчи. Животные усваивают этот элемент в основном в виде аминокислот, но всасываться из пищеварительного тракта могут и неорганические соединения (сульфаты, сероводород и т. д. )
Все органические соединения серы – суфамидные препараты: сульфидин, сульфазол, сульгин, сульфодимизин, стрептоцид и др. подавляют активность многочисленных микробов. Многие антибиотики также содержат в своём составе серу.
SO2 и H2SO3 обесцвечивают многие красители, образуя бесцветные соединения, которые могут снова разлагается при нагревании или на свету, в результате чего окраска восстанавливается. Следовательно, белящее действие их отличается от белящего действия хлора. Обычно SO2 белят шерсть, шёлк, солому. SO2 убивает многие микроорганизмы. Поэтому для уничтожения плесневых грибков им окуривают сырые подвалы, погреба, винные бочки и др.Используют при перевозке и хранении фруктов и ягод.
Ca(HSO3)2 – сульфитный щелок – обрабатывают древесину и бумажную массу.
Серный цвет – коллоиднодисперсная сера – используется как инсектицид и фунгицид.
Важнейшее для сельского хозяйства соединение H2SO4 в огромных количествах расходуется для производства фосфорных удобрений.
Серу используют в медицине, сельском хозяйстве как в свободном так и связанном виде. Молотую серу используют для опыливания растений против вредителей. SO2 окуривают зернохранилища. Растения усваивают её из растворимых в воде сульфатов. В ветеринарии серные мази используют для лечения кожных заболеваний. Идёт на изготовление спичек.
В производстве резины серу (или её соединения) используют для вулканизации каучука, т. е. поперечного «сшивания» его макромолекул. При введении в каучук максимального количества серы в результате вулканизации получается эбонит - жёсткий материал, обладающий электроизоляционными свойствами. Сера используется при изготовления чёрного пороха, сероуглерода, H2SO4.
Селен используют для изготовления выпрямителей и фотоэлементов. Многие селениды и теллуриды применяют как полупроводники. Добавка селена к стеклу и эмали окрашивает их в красный цвет.
ЛЕКЦИЯ 7
Тема: р - Элементы VII группы (галогены)
1.Общая характеристика элементов
Элементы фтор, хлор, бром, иод, астат составляют главную подгруппу VII группы – семейство галогенов (в переводе с греческого соль рождающие). Объясняется их способностью образовывать бинарные соединения типа NaCl за счёт проявления ими окислительных свойств.
На внешнем уровне у них 7 электронов ns2np5, электронная конфигурация обусловливает характерную степень окисления всех элементов в их соединениях (-1). В то же время для хлора, брома и иода известны соединения, где их степени окисления имеют положительные значения: +1, +3, +5, +7.
