15. Кислородосодержащие кислоты серы. Соли этих кислот.

Соли серы.

H2SO4 - тяжелая маслянистая жидкость ("купоросное масло"); r = 1,84 г/см3; нелетучая, хорошо растворима в воде – с сильным нагревом; t°пл. = 10,3°C, t°кип. = 296°С, очень гигроскопична, обладает водоотнимающими свойствами (обугливание бумаги, дерева, сахара). Производство H2SO4:

1-я стадия. Печь для обжига колчедана. 4FeS2 + 11O2 2Fe2O3 + 8SO2 + Q Процесс гетерогенный:1) измельчение железного колчедана (пирита); 2) метод "кипящего слоя"; 3) 800°С; отвод лишнего тепла; 4)увеличение конц-ции O2 в воздухе. 2-я стадия. После очистки, осушки и теплообмена сернистый газ поступает в контактный аппарат, где окисл-ся в серный ангидрид (450°С – 500°С; катализатор V2O5): 2SO2 + O2 -> 2SO3. 3-я стадия. Поглотительная башня: nSO3 + H2SO4(конц) -> (H2SO4 • nSO3)(олеум)

. Применяют керамические насадки и принцип противотока.

Хим св-ва:

H2SO4 - сильная двухосновная кис-та: H2SO4 -> H+ + HSO4- -> 2H+ + SO42-

1)Взаимод=вие с ме:

a) разбав-ная серная кис-та раств-ет только ме, стоящие в ряду напряжений левее H2: Zn0 + H2+1SO4(разб) -> Zn+2SO4 + H2O­;

b) конц-ная H2+6SO4 – сильный окис-ль; при взаимод-вии с ме (кроме Au, Pt) может восстан-ся до S+4O2, S0 или H2S-2 (без нагревания не реагируют также Fe, Al, Cr - пассивируются):2Ag0 + 2H2+6SO4 ->Ag2+1SO4 + S+4O2­ + 2H2O; 8Na0 + 5H2+6SO4 ->4Na2+1SO4 + H2S-2­ + 4H2O

2)конц-ная H2S+6O4 реаг-ет при нагревании с некот неме за счет своих сильных окисл-ных св-в, превращаясь в соед-ния серы более низкой степ окисл-я, (например, S+4O2):С0 + 2H2S+6O4(конц) -> C+4O2­ + 2S+4O2­ + 2H2O; S0 + 2H2S+6O4(конц) -> 3S+4O2­ + 2H2O; 2P0 + 5H2S+6O4(конц) -> 5S+4O2­ + 2H3P+5O4 + 2H2O

3) с основными оксидами:CuO + H2SO4 -> CuSO4 + H2O; CuO + 2H+ -> Cu2+ + H2O

4)с гидроксидами:H2SO4 + 2NaOH -> Na2SO4 + 2H2O; H2SO4 + Cu(OH)2 -> CuSO4 + 2H2O; 5)обменные р-ции с солями: BaCl2 + H2SO4 ->BaSO4+ 2HCl. Сульфаты — минералы, соли H2SO4. В их кристаллической структуре обособляются комплексные анионы SO42− .Р-ция с хлоридом бария даёт белый кристаллический осадок сульфата бария: В ионном виде:Р-ция с ацетатом свинца даёт белый кристаллический осадок сульфата свинца:В ионном виде:Гидросульфаты, бисульфаты — кислые соли серной кислоты H2SO4, напр NaHSO4. Получение Гидросульфаты получают при избытке серной кис-ты:Na2CO3 + H2SO4(изб.)= 2NaHSO4 + H2O + CO2↑Также умеренным нагреванием сульфатов с серной кис-той:K2SO4 + H2SO4 = 2KHSO4Св-ва: Гидросульфаты калия и натрия при нагревании теряют воду, превращаясь в пиросульфаты:2KHSO4 = K2S2O7 + H2O В свою очередь пиросульфаты тоже при нагревании разлагаются:K2S2O7 = K2SO4 + SO3↑Сернистая кислота H2SO3, слабая двухосновная кис-та, отвечающая степ окисл-ия серы +4. Известна только в разбавл-ых водных раст-рах. H2SO3 — сильный восстан-ль (рас-ры её уже при стоянии на воздухе постеп-но превращ-ся в H2SO4), при взаимод-вии с более сильными восстан-лями (напр, H2S) выступает как окисл-ль. Получают растворением SO2 в воде. Кис-та средней силы:Сущ-ет лишь в разбав-ных водных раст-рах (в свободном сост не выделена):Раст-ры H2SO3 всегда имеют резкий специфич-ий запах (похожий на запах зажигающейся спички), обуслов-ный наличием химически не связанного водой SO2. Двухосновная кис-та, образует 2 ряда солей: кислые — гидросульфиты (в недостатке щёлочи):и средние — сульфиты (в избытке щёлочи):Как и сернистый газ, сернистая кис-та и её соли явл сильными восстан-лями:При взаим-вии с ещё более сильными восстан-лями может играть роль окисл-ля:Кач-ная р-ция на сульфит-ионы — обесцвечивание раст-ра перманганата калия: