Хімія 10 клас

РОЗДІЛ 2 НЕМЕТАЛІЧНІ ЕЛЕМЕНТИ ТА ЇХ СПОЛУКИ


ХІМІЧНІ ЕЛЕМЕНТИ ГРУПИ (ХАЛЬКОГЕНИ)

§ 29. Сполуки Сульфуру(VІ)

 

Усвідомлення змісту цього параграфа дає змогу:

характеризувати склад, фізичні та хімічні властивості, добування і практичне значення сульфур(VІ) оксиду, сульфатної кислоти, її солей; визначати сульфат-іони у розчинах;

складати рівняння та схеми електронного балансу відповідних хімічних реакцій;

дотримуватися правил безпечного поводження з розчином сульфатної кислоти.

До сполук Сульфуру(VІ) належать Сульфур(VІ) оксид, сульфатна кислота та її солі. Mr(SO3) = 80; Mr(H2SO4) = 98.

Сульфур(VІ) оксид — вищий оксид Сульфуру. За стандартних умов — це безбарвна летка рідина з різким запахом, що складається переважно з циклічних тримерів (SO3)3 (мал. 43, в). Окремі молекули в газуватому стані мають форму плоского правильного трикутника, у центрі якого максимально окиснений атом Сульфуру, а у вершинах — атоми Оксигену. Всі атоми розміщені в одній площині, валентні кути 120° (мал. 43, а, б).

Сульфур(VІ) оксид здатний розчинятись у концентрованій сульфатній кислоті. Цей розчин називається олеумом, максимально він може містити 65 % SO3. Добувають вищий оксид Сульфуру окисненням сірчистого газу.

Фізіологічна дія. SO3 — токсична речовина, яка уражає слизові оболонки і дихальні шляхи, руйнує органічні сполуки. Зберігається в запаяних скляних посудинах.

Хімічні властивості. Сульфур(VІ) оксид є типовим кислотним оксидом. Енергійно реагує з водою з утворенням сульфатної кислоти.

Це екзотермічний процес, що супроводжується виділенням значної кількості теплоти:

SO3 + H2O = H2SO4, ∆Н = -90 кДж/моль

- Напишіть рівняння реакцій, що характеризують сульфур(VІ) оксид як кислотний.

Сульфур(VІ) оксид — сильний окисник, що зумовлено максимальним ступенем окиснення Сульфуру +6. Як правило, відновлюється до сірчистого газу:

SO3 + 2HCl = Cl2 + SO2 + H2O

- Складіть схеми електронного балансу.

 

 

Мал. 43. Молекула SO3: а — модель; б — просторова будова; в — модель тримера (SO3)3


Мал. 44. Молекула H2SO4: а — модель; б — просторова будова

 

Сульфатна кислота H2SO4 — речовина молекулярної будови (мал. 44).

-        Поясніть здатність атома Сульфуру утворювати шість ковалентних зв’язки і набувати позитивного ступеня окиснення +6.

Фізичні властивості. Безводна сульфатна кислота — це важка безбарвна оліїста рідина, нелетка, без запаху, не проводить електричний струм.

У лабораторії використовують розчин з масовою часткою H2SO4 96 %. Таку кислоту називають концентрованою (р = 1,84 г/см3).

Сульфатна кислота надзвичайно гігроскопічна речовина — змішується з водою у будь-яких пропорціях. Розчинення у воді супроводжується суттєвим зменшенням об’єму і виділенням великої кількості теплоти.

Доведено, що розчинення сульфатної кислоти у воді — фізико- хімічний екзотермічний процес утворення гідратів:

H2SO4 + raH2O = H2SO4 • nH2O

При розбавленні сульфатної кислоти треба дотримуватися певних правил.

Не можна воду доливати до концентрованої сульфатної кислоти!

Кислоту треба доливати у воду невеликими порціями при постійному перемішуванні, інакше відбудеться сильне розбризкування розігрітого і небезпечного розчину сульфатної кислоти. У разі потрапляння на шкіру спричиняє тяжкі опіки.

Хімічні властивості. Сульфатна кислота є дуже реакційноздатною речовиною. Хімічні властивості значною мірою залежать від її концентрації, хоча поділ на концентровану і розбавлену кислоти достатньо умовний.

Розбавлена сульфатна кислота — сильний електроліт, виявляє типові хімічні властивості кислот. Як двохосновна кислота дисоціює ступінчасто з утворенням гідрогенсульфат-іонів HSO4 і сульфат-

Утворює два види солей: кислі — гідрогенсульфати, наприклад, NaHSO4, і середні — сульфати, наприклад Na2SO4.

За таблицею розчинності визначимо розчинність сульфатів. Пересвідчимося, що більшість сульфатів добре розчиняється у воді. Малорозчинними є кальцій сульфат CaSO4 та аргентум(І) сульфат Ag2SO4, ще менш розчинним — плюмбум(ІІ) сульфат PbSO4, практично нерозчинним — барій сульфат BaSO4.

-Як сильна і нелетка сульфатна кислота реагує з солями, утвореними слабшими і леткими кислотами:

Цю властивість сульфатної кислоти використовують для добування в лабораторії летких кислот: хлоридної, сульфідної, сульфітної, нітратної.

- Напишіть рівняння наведених реакцій у йонних формах. Поясніть, чому розбавлена сульфатна кислота виявляє типові хімічні властивості класу кислот.

 Коротко про головне

Основні сполуки Сульфуру(VІ) — сульфур(VІ) оксид S03, сульфатна кислота H2SO4, солі сульфатної кислоти: кислі — гідрогенсульфати, середні — сульфати. Сульфур(VІ) оксид S03 — речовина молекулярної будови, типовий кислотний оксид, токсичний. Сульфатна кислота H2SO4 — найважливіша з мінеральних кислот, сильний електроліт. Типові кислотні властивості розбавленої сульфатної кислоти зумовлені наявністю в її розчині катіонів Гідрогену Н+. Окиснювальні властивості сульфур(УІ) оксиду і концентрованої сульфатної кислоти пов’язані з максимальним ступенем окиснення Сульфуру +6. Повнота відновлення S+6 залежить від активності відновника. Сульфати багатьох металічних елементів кристалізуються із розчинів з утворенням кристалогідратів різного складу. Кристалогідрати сульфатів важких металічних елементів називаються купоросами. Реактивом на сульфат-іон є катіон Ва2+ — ВаСl2 або Ba(NO3) 2, а ознакою — білий кристалічний осад, нерозчинний у нітратній кислоті.

Сульфатна кислота надзвичайно гігроскопічна, спричиняє сильні хімічні та термічні опіки. Сполуки Сульфуру(VІ) широко використовуються в різних галузях господарства. Сульфатну кислоту називають «хлібом хімічної промисловості», це стратегічний вид продукції.

Для допитливих. Існує думка, що сульфатну кислоту добувають тільки штучно. Однак вона є в природних водах вулканічного походження. Так, вода південноамериканської річки Ель Ріо Винагре («Кисла»), що бере початок поблизу діючого вулкана Пурасе у Кордильєрах, містить 0,1 % сульфатної кислоти. Щороку річка виносить в океан до 20 т H2SO4. А в тілі деяких равликів уміст сульфатної кислоти становить 4 %.





Відвідайте наш новий сайт - Матеріали для Нової української школи - планування, розробки уроків, дидактичні та методичні матеріали, підручники та зошити