В каких случаях сера может проявлять свойства окислителя
Анонимный вопрос
23 декабря 2018 · < 100
Как определить восстановитель и окислитель?
- Восстановитель – это то соединение, которое отдаёт электроны и повышает свою степень окисления
- Окислитель, наоборот, забирает электроны для заполнения внешнего уровня. Он понижает свою степень окисления, тем самым восстанавливается.
Почему активные металлы восстанавливают серную кислоту до сероводорода, а малоактивные – до диоксида серы? Как это высчитать?
Во-первых, тут следует оговорить, что способностью восстанавливаться до серосодержащих продуктов обладает только концентрированная серная кислота (в разбавленной кислоте тоже могут получиться серосодержащие продукты, но в сравнении с водородом их образуется ничтожное количество). Во-вторых, серная кислота, как правило, восстанавливается до трёх основных продуктов: диоксида серы, непосредственно серы и сероводорода. Если металл является активным, то и восстановительные свойства у него ярко выражены, а значит он сможет восстановить серную кислоту до сероводорода, в котором степень окисления серы наименьшая из всех возможных продуктов, а именно -2. Если же металл является среднеактивным, то и восстановительные способности у него выражены слабее, чем у активных металлов, но сильнее, чем у малоактивных. В этом случае кислота восстановится до серы в степени окисления 0 (так как это простое вещество). Если металл находится в ряду активности металлов правее водорода, то есть является малоактивным, то и восстановит он серную кислоту незначительно, до диоксида серы, где степень окисления серы равняется +4 (в сравнении с серной кислотой, где степень окисления серы составляет +6). Важно отметить, что при комнатной температуре с концентрированной серной кислотой не реагируют железо, хром и алюминий. Это явление называют пассивацией. При нагревании реакционной среды реакция идёт, серная кислота восстанавливается до диоксида серы. Ни при каких условиях серная кислота любой концентрации не реагирует с металлами платиновой группы (рутением, родием, палладием, осмием, иридием и с самой платиной) и золотом. Справедливости ради нужно сказать, что при реакции серной кислоты с металлами образуется смесь серосодержащих продуктов, а приведённые выше суждения указывают на преобладающее в продуктах вещество. Для упрощения сказанного прикрепляю данные схемы
:
Зачем в вино добавляют диоксид серы и не вредно ли это?
Ценитель искусства, за бокалом вина познаю великие картины прославленных…
В 99% бутылок с вином содержится диоксид серы (серный ангидрид). Это вещество добавляют почти все производители, начиная от крымских виноделов и заканчивая французскими мастерами. Теоретически они могут обойтись и без серы, но тогда напиток получится очень дорогим и потребует специфических условий хранения, которые сложно обеспечить в обычных магазинах.
Диоксид серы (Sulphur Dioxide, E220) – бесцветный газ неприятного запаха, который используется пищевой промышленностью в качестве консерванта, предотвращающего размножение грибков и микроорганизмов. В современном виноделии диоксид серы (в виде газа, порошка или водного раствора) используется сразу на 4-х этапах промышленного производства вина: при сборе урожая, прессовании ягод, брожении (ферментации) и разлива по бутылкам.
В зависимости от этапа добавление серы в вино останавливает брожение, препятствует образованию уксусной кислоты, стабилизирует вкус и цвет, увеличивает срок хранения. Адекватной и безвредной замены этому веществу пока не найдено.
Вредно не само наличие сульфитов, а их количество в напитке. Согласно стандартам США, максимально допустимая концентрация диоксида серы в вине – 400 мг/л.
В Европейском Союзе производители не обязаны указывать количество сульфитов. Отсутствие соответствующей надписи вводит в заблуждение покупателей, считающих, что все европейские вина не содержат диоксида серы. На самом деле это не так. Даже стандарты производства органических вин (самых экологически чистых) допускают наличие сульфитов. Но их концентрация ниже – от 10 до 210 мг/л в зависимости от стандарта.
Но стоит знать, что диоксид серы оказывает негативное воздействие на астматиков даже при таких малых дозах, как 1мгл. По этой причине некоторые доктора на всякий случай рекомендуют астматикам вообще отказаться от употребления вина. Для большинства же людей диоксид серы безопасен – в тех дозах, какие применяются в виноделии.
Чтобы выбрать вино с минимальным количеством диоксида серы, следует помнить о следующем:
- сульфитов меньше в красных винах, поскольку благодаря высокому содержанию танинов им требуется минимум консервантов;
- больше всего серы добавляют в сладкие и полусладкие вина, чтобы остановить их брожение;
- в винах с винтовой пробкой меньше консервантов, чем в напитках с классической (деревянной) пробкой;
- лучше не покупать вина из регионов, где поблизости находятся вулканы, так как почва местных виноградников богата серой.
Прочитать ещё 2 ответа
Почему ушная сера называется именно серой?
мои ответы не являются “глубокомысленными” статьями для ЯДзен. пользователь…
Латынь всему виной.
На латыни сera это воск
На латыни cerumen — то, что вырабатывается в ухе, что-то похожее на мягкий воск. Umens — влажный.
У нас — сера.
А минерал сера по латински sulphur.
Источник
Сера
Элемент сера 16S, как и кислород 8О, находится в главной подгруппе VI группы периодической системы элементов. Однако химия серы существенно отличается от химии кислорода. Это обусловлено следующими причинами:
1. В отличие от кислорода сера проявляет и окислительные, и восстановительные свойства.
2. В отличие от кислорода, имеющего постоянную валентность II и степень окисления в соединениях -2, сера – элемент с переменной валентностью и с переменной степенью окисления.
Характеристика элемента
16S1s22s22p63s23p4
Аr = 32,066
ЭО – 2,5
Изотопы: 32S (95,084 %); 34S (4,16 %); 33S и 36S (
Кларк в земной коре 0,05 % по массе. Формы нахождения:
1) самородная сера (свободная S);
2) S2- (H2S и сульфиды металлов);
3) S+6 (сульфаты Ва и Са);
4) в составе белков, витаминов.
Сера – типичный неметалл, р-элемент. Устойчивые С.О. в соединениях -2, +4, +6.
Отличительное свойство – способность образовывать прочные гомоатомные связи-S-S-S- что приводит к существованию линейных и циклических цепей.
Важнейшие S-содержащие вещества
S-2 | S0 | S+4 | S+6 |
восстановители | окислительно – восстановительная двойственность | окислители | |
H2S сероводород CS2 – сероуглерод | S, свободная сера, большое число аллотропов | SO2 сернистый ангидрид | SO3 |
Свободная сера
Аллотропные модификации серы: ромбическая – S8. Твердое кристаллическое вещество ли монно-желтого цвета; нерастворимо в воде, хорошо растворимо в сероуглероде, ацетоне, бензоле.
Моноклинная – S8. Существует при температуре около 950С. Отличается от ромбической взаимной ориентацией октаэдров в кристаллической решетке.
Пластическая. Длинные зигзагообразные цепи.
Получение серы
1. Извлечение самородной серы из ее месторождений
2. Переработка природных газов, содержащих H2S (окисление при недостатке О2).
3. В лаборатории серу получают взаимодействием SО2 и H2S в водном растворе:
SО2 + 2H2S = 3S↓ + 2H2О
Химические свойства серы
При обычной температуре твердофазная сера малореакционноспособна. Однако при нагревании, и особенно в расплавленном состоянии, сера ведет себя как очень химически активное вещество
Сера – окислитель:
S + 2e- = S2-
Для завершения октета на внешнем слое атомы серы принимают недостающие 2 электрона и в состоянии S2- образуют ионные и ковалентные связи с водородом, металлами и некоторыми неметаллами.
1) Сера непосредственно соединяется с большинством Me (кроме Pt, Au), образуя сульфиды. С некоторыми Me реакция протекает при обычной температуре, например:
S + Сu = CuS
S + 2Ag = Ag2S
S + Hg = HgS
С железом и многими другими Me сера реагирует при нагревании:
S + Fe = FeS
S + Н2 = H2S сероводород
2S + С = CS2 сероуглерод
3S + 2Р = P2S3 сульфид фосфора (III)
Сера – восстановитель:
S – 4e- = S+4; S – 6e- = S+6
В соединениях с более ЭО элементами атомы серы находятся в положительно заряженном состоянии.
Непосредственно сера не взаимодействует с азотом и йодом.
Практически важными являются реакции соединения серы с кислородом. При обычных условиях сера горит на воздухе, окисляясь кислородом до диоксида серы:
S + O2 = SO2
Высший оксид SO3 образуется при окислении серы или SO2 кислородом в присутствии катализаторов:
2S + 3O2 = 2SO3 триоксид серы (оксид серы (VI)).
Сера непосредственно соединяется с фтором (при обычной температуре) и с хлором (расплавленная сера):
S + 3F2 = SF6 гексафторид серы
2S + Cl2 = S2CI2 дитиодихлорид серы
S2Cl2 + Cl2 = 2SCI2 дихлорид серы
Сильные окислители (HNO3, H2SO4 конц., К2Сr2O7 и др.) окисляют свободную серу до SO2 или H2SO4:
S + 2HNO3(разб.) = H2SO4 + 2NO↑
S + 6HNO3(конц.) = H2SO4 + 6NO2↑ + 2Н2O
S + 2H2SO4(конц.) = 3SO2↑ + 2Н2O
S + К2Сr2O7 = Сr2O3 + K2SO4
Диспропорционирование серы в растворах щелочей
3S+ 6NaOH = 2Na2S + Na2SO3 + 3Н2O
Источник
Сера,
её физические и химические свойства. Биологическое значение серы, её применение
(демеркуризация).СЕРА S
Cера в природе
Самородная сера
Сульфиды
PbS – свинцовый блеск
Cu2S – медный блеск
ZnS – цинковая обманка
FeS2 – пирит, серный колчедан, кошачье золото
H2S – сероводород (в минеральных источниках и природном газе)
Белки
Сульфаты
CaSO4 * 2H2O – гипс
MgSO4 * 7H2O – горькая соль (английская)
Na2SO4 *10H2O – глауберова соль (мирабилит)
Физические свойства
Твердое кристаллическое вещество желтого цвета, нерастворима в воде, водой не смачивается (плавает на поверхности), t°кип = 445°С.
Одно из особенных физических свойств серы – флотация, способность мелкого порошка серы всплывать, тогда, как ее крупные кристаллы тонут в воде. Дело в том, что сера не смачивается водой, и ее частички держатся на поверхности воды за счет прилипших к ним мелких пузырьков воздуха. Это свойство используют при отделении самородной серы от примесей. Руду размалывают, заливают водой, а снизу продувают воздухом, сера всплывает, а примеси остаются на дне.
Аллотропия
Для серы характерны несколько аллотропных модификаций, но наиболее известные видоизменения: ромбическая (кристаллическая), моноклинная (игольчатая) и пластическая.
Ромбическая (a – сера) – S8
t°пл. = 113°C; ρ = 2,07 г/см3. Наиболее устойчивая модификация.
Моноклинная (b – сера) – S8
темно-желтые иглы, t°пл. = 119°C; ρ = 1,96 г/см3. Устойчивая при температуре более 96°С; при обычных условиях превращается в ромбическую.
Пластическая Sn
коричневая резиноподобная (аморфная) масса. Неустойчива, при затвердевании превращается в ромбическую.
ПОЛУЧЕНИЕ ПЛАСТИЧЕСКОЙ СЕРЫ
Взаимопревращение аллотропных модификаций серы
Строение атома серы
Размещение электронов по уровням и подуровням
Основное состояние
1s22s22p63s23p4
Размещение электронов по
орбиталям (последний слой)Степень
окисленияВалентность
-2
В основном состоянии
II
+4
Первое возбуждённое состояние
IV
+6
Второе возбуждённое состояние
VI
Получение серы
1. Промышленный метод – выплавление из руды с помощью водяного пара.
2. Неполное окисление сероводорода (при недостатке кислорода).
2H2S + O2 = 2S + 2H2O
3. Реакция Вакенродера
2H2S + SO2 = 3S + 2H2O
Химические свойства серы
Сера – окислитель S0 + 2ē→ S-2 | Сера – восстановитель: S – 4ē → S+4; S – 6ē →S+6 |
1. Взаимодействие серы со всеми щелочными и щелочноземельными металлами, медью, ртутью, серебром без нагревания: 2Na + S → Na2S ОПЫТ S + Hg = HgS Ртуть обладает высокой летучестью. Её пары ядовиты. Эта реакция лежит в основе удаления и обезвреживания ртути, например из разбитого медицинского термометра. Места, из которых нельзя извлечь капельки ртути, засыпают порошком серы. Сера и ртуть вступают в реакцию при соприкосновении. В результате образуется химически инертное и безвредное вещество. Этот процесс называется демеркуризацией 2. Взаимодействие серы c остальными металлами (кроме Au,Pt) при повышенной t°: 2Al + 3S t→ Al2S3 Zn + S t°→ ZnS ОПЫТ Cu + S t→ CuS ОПЫТ 3.Взаимодействие серы с некоторыми неметаллами с образованием бинарных соединений: H2 + S → H2S 2P + 3S→ P2S3 C + 2S → CS2 | 1. Взаимодействие серы c кислородом: S + O2 t°→ S+4O2 2S + 3O2 t°;pt→ 2S+6O3 2. Взаимодействие серы c галогенами (кроме йода): S + Cl2 → S+2Cl2 **Взаимодействие серы с кислотами – окислителями: S + 2H2SO4(конц) → 3S+4O2 + 2H2O S + 6HNO3(конц) → H2S+6O4 + 6NO2 + 2H2O **Реакции диспропорционирования: 4. 3S0 + 6KOH→ K2S+4O3 + 2K2S-2 + 3H2O |
Тренажёр №1 – Характеристика серы по её положению в периодической системе Д. И. Менделеева
Тренажёр №2 – Химические свойства серы
Тренажёр №3 – Взаимодействие серы с металлами
Применение
Вулканизация каучука, получение эбонита, производство спичек, пороха, в борьбе с вредителями сельского хозяйства, для медицинских целей (серные мази для лечения кожных заболеваний), для получения серной кислоты и т.д.
Применение серы и её соединений
Домашнее задание параграф 21; упражнения 1, 3, 4 стр. 99-100.
Дополнительные зхадания
Закончите уравнения реакций, расставьте коэффициенты методом электронного баланса, укажите окислитель, восстановитель.
- S + O2
- S + Na
- S + H2
№2. Осуществите превращения по схеме:
Это интересно…
- Содержание серы в организме человека массой 70 кг – 140 г.
- В сутки человеку необходимо 1 г серы.
- Серой богаты горох, фасоль, овсяные хлопья, пшеница, мясо, рыба, плоды и сок манго.
- Сера входит в состав гормонов, витаминов, белков, она есть в хрящевой ткани, в волосах, ногтях. При недостатке серы в организме наблюдается хрупкость ногтей и костей, выпадение волос.
Следите за своим здоровьем!
Знаете ли вы..
- Соединения серы могут служить лекарственными препаратами;
- Сера – основа мази для лечения грибковых заболеваний кожи, для борьбы с чесоткой. Тиосульфат натрия Na2S2O3 используется для борьбы с нею.
- Многие соли серной кислоты содержат кристаллизационную воду: ZnSO4×7H2O и CuSO4×5H2O. Их применяют как антисептические средства для опрыскивания растений и протравливания зерна в борьбе с вредителями сельского хозяйства.
- Железный купорос FeSO4×7H2O используют при анемии.
- BaSO4 применяют при рентгенографическом исследовании желудка и кишечника.
- Алюмокалиевые квасцы KAI(SO4)2×12H2O – кровоостанавливающее средство при порезах.
- Минерал Na2SO4×10H2O носит название «глауберова соль» в честь открывшего его в VIII веке немецкого химика Глаубера И.Р.Глаубер во время своего путешествия внезапно заболел. Он ничего не мог есть, желудок отказывался принимать пищу. Один из местных жителей направил его к источнику. Как только он выпил горькую соленую воду, сразу стал есть. Глаубер исследовал эту воду, из нее выкристаллизовалась соль Na2SO4×10H2O. Сейчас ее применяют как слабительное в медицине, при окраске хлопчато- бумажных тканей. Соль также находит применение в производстве стекла.
- Тысячелистник обладает повышенной способностью извлекать из почвы серу и стимулировать поглощение этого элемента с соседними растениями.
- Чеснок выделяет вещество – альбуцид, едкое соединение серы. Это вещество предотвращает раковые заболевания, замедляет старение, предупреждает сердечные заболевания.
Источник
Сера – элемент VIa группы 3 периода периодической таблицы Д.И. Менделеева. Относится к
группе халькогенов – элементов VIa группы.
Сера – S – простое вещество имеет светло-желтый цвет. Использовалась еще до нашей эры в составе священных курений при
религиозных обрядах.
Основное и возбужденное состояние атома серы
Электроны s- и p-подуровня способны распариваться и переходить на d-подуровень. Как и всегда, количество валентных
электронов отражает количество возможных связей у атома.
В разных электронных конфигурациях сера способна принимать валентности: II, IV и VI.
Природные соединения
- FeS2 – пирит, колчедан
- ZnS – цинковая обманка
- PbS – свинцовый блеск (галенит), Sb2S3 – сурьмяный блеск, Bi2S3 – висмутовый блеск
- HgS – киноварь
- CuFeS2 – халькопирит
- Cu2S – халькозин
- CuS – ковеллин
- BaSO4 – барит, тяжелый шпат
- CaSO4 – гипс
В местах вулканической активности встречаются залежи самородной серы.
Получение
В промышленности серу получают из природного газа, который содержит газообразные соединения серы: H2S,
SO2.
H2S + O2 = S + H2O (недостаток кислорода)
SO2 + C = (t) S + CO2
Серу можно получить разложением пирита
FeS2 = (t) FeS + S
В лабораторных условиях серу можно получить слив растворы двух кислот: серной и сероводородной.
H2S + H2SO4 = S + H2O
Химические свойства
- Реакции с неметаллами
- Реакции с металлами
- Реакции с кислотами
- Реакции с щелочами
- Реакции с солями
На воздухе сера окисляется, образуя сернистый газ – SO2. Реагирует со многими неметаллами, без нагревания –
только со фтором.
S + O2 = (t) SO2
S + F2 = SF6
S + Cl2 = (t) SCl2
S + C = (t) CS2
При нагревании сера бурно взаимодействует со многими металлами с образованием сульфидов.
K + S = (t) K2S
Al + S = Al2S3
Fe + S = (t) FeS
При взаимодействии с концентрированными кислотами (при длительном нагревании) сера окисляется до сернистого газа или серной кислоты.
S + H2SO4 = (t) SO2 + H2O
S + HNO3 = (t) H2SO4 + NO2 + H2O
Сера вступает в реакции диспропорционирования с щелочами.
S + KOH = (t) K2S + K2SO3 + H2O
Сера вступает в реакции с солями. Например, в кипящем водном растворе сера может реагировать с сульфитами с образованием тиосульфатов.
Na2SO3 + S → (t) Na2S2O3
Сероводород – H2S
Бесцветный газ с характерным запахом тухлых яиц. Огнеопасен. Используется в химической промышленности и в лечебных целях (сероводородные
ванны).
Получение
Сероводород получают в результате реакции сульфида алюминия с водой, а также взаимодействия разбавленных кислот с сульфидами.
Al2S3 + H2O = (t) Al(OH)3↓ + H2S↑
FeS + HCl = FeCl2 + H2S↑
Химические свойства
- Кислотные свойства
- Восстановительные свойства
- Качественная реакция
Сероводород плохо диссоциирует в воде, является слабой кислотой. Реагирует с основными оксидами, основаниями с образованием средних и кислых солей (зависит
от соотношения основания и кислоты).
MgO + H2S = (t) MgS + H2O
KOH + H2S = KHS + H2O (гидросульфид калия, избыток кислоты)
2KOH + H2S = K2S + 2H2O
Металлы, стоящие в ряду напряжений до водорода, способны вытеснить водород из кислоты.
Ca + H2S = (t) CaS + H2
Сероводород – сильный восстановитель (сера в минимальной степени окисления S2-). Горит в кислороде синим пламенем, реагирует с кислотами.
H2S + O2 = H2O + S (недостаток кислорода)
H2S + O2 = H2O + SO2 (избыток кислорода)
H2S + HClO3 = H2SO4 + HCl
Качественной реакцией на сероводород является реакция с солями свинца, при котором образуется сульфид свинца.
H2S + Pb(NO3)2 = PbS↓ + HNO3
Оксид серы – SO2
Сернистый газ – SO2 – при нормальных условиях бесцветный газ с характерным резким запахом (запах загорающейся
спички).
Получение
В промышленных условиях сернистый газ получают обжигом пирита.
FeS2 + O2 = (t) FeO + SO2
В лаборатории SO2 получают реакцией сильных кислот на сульфиты. В ходе подобных реакций образуется сернистая кислота,
распадающаяся на сернистый газ и воду.
K2SO3 + H2SO4 = (t) K2SO4 + H2O + SO2↑
Сернистый газ получается также в ходе реакций малоактивных металлов с серной кислотой.
Cu + H2SO4(конц.) = (t) CuSO4 + SO2 + H2O
- Кислотные свойства
- Восстановительные свойства
- Как окислитель
С основными оксидами, основаниями образует соли сернистой кислоты – сульфиты.
K2O + SO2 = K2SO3
NaOH + SO2 = NaHSO3
2NaOH + SO2 = Na2SO3 + H2O
Химически сернистый газ очень активен. Его восстановительные свойства продемонстрированы в реакциях ниже.
Fe2(SO4)3 + SO2 + H2O = FeSO4 + H2SO4
SO2 + O2 = (t, кат. – Pt) SO3
В присутствии сильных восстановителей SO2 способен проявлять окислительные свойства (понижать степень окисления).
CO + SO2 = CO2 + S
H2S + SO2 = S + H2O
Сернистая кислота
Слабая, нестойкая двухосновная кислота. Существует лишь в разбавленных растворах.
Получение
SO2 + H2O ⇄ H2SO3
Химические свойства
- Диссоциация
- Кислотные свойства
- Окислительные свойства
- Восстановительные свойства
Диссоциирует в водном растворе ступенчато.
H2SO3 = H+ + HSO3-
HSO3- = H+ + SO32-
В реакциях с основными оксидами, основаниями образует соли – сульфиты и гидросульфиты.
CaO + H2SO3 = CaSO3 + H2O
H2SO3 + 2KOH = 2H2O + K2SO3 (соотношение кислота – основание, 1:2)
H2SO3 + KOH = H2O + KHSO3 (соотношение кислота – основание, 1:1)
С сильными восстановителями сернистая кислота принимает роль окислителя.
H2SO3 + H2S = S↓ + H 2O
Как и сернистый газ, сернистая кислота и ее соли обладают выраженными восстановительными свойствами.
H2SO3 + Br2 = H2SO4 + HBr
Оксид серы VI – SO3
Является высшим оксидом серы. Бесцветная летучая жидкость с удушающим запахом. Ядовит.
Получение
В промышленности данный оксид получают, окисляя SO2 кислородом при нагревании и присутствии катализатора
(оксид ванадия – Pr, V2O5).
SO2 + O2 = (кат) SO3
В лабораторных условиях разложением солей серной кислоты – сульфатов.
Fe2(SO4)3 = (t) SO3 + Fe2O3
Химические свойства
- Кислотные свойства
- Окислительные свойства
Является кислотным оксидом, соответствует серной кислоте. При реакции с основными оксидами и основаниями образует ее соли – сульфаты и
гидросульфаты. Реагирует с водой с образованием серной кислоты.
SO3 + 2KOH = K2SO4 + 2H2O (основание в избытке – средняя соль)
SO3 + KOH = KHSO4 + H2O (кислотный оксид в избытке – кислая соль)
SO3 + Ca(OH)2 = CaSO4 + H2O
SO3 + Li2O = Li2SO4
SO3 + H2O = H2SO4
SO3 – сильный окислитель. Чаще всего восстанавливается до SO2.
SO3 + P = SO2 + P2O5
SO3 + H2S = SO2 + H2O
SO3 + KI = SO2 + I2 + K2SO4
© Беллевич Юрий Сергеевич 2018-2020
Данная статья написана Беллевичем Юрием Сергеевичем и является его интеллектуальной собственностью. Копирование, распространение
(в том числе путем копирования на другие сайты и ресурсы в Интернете) или любое иное использование информации и объектов
без предварительного согласия правообладателя преследуется по закону. Для получения материалов статьи и разрешения их использования,
обратитесь, пожалуйста, к Беллевичу Юрию.
Источник