Начать. Это бесплатно
или Регистрация c помощью Вашего email-адреса
Rocket clouds
Сера создатель Mind Map: Сера

1. Соединения серы

1.1. Сероводород и сульфиды

1.1.1. Сероводород H2S-бесцветный газ с резким запахом.Очень ядовит, вызывает отравление даже при незначительном содержании в воздухе ( около 0,01%)

1.1.2. Опасность для организма

1.1.2.1. Сероводород тем более опасен,что он может накапливаться в организме.Он соединяется с железом гемоглобина крови,что может привести к обморочному состоянию и смерти от кислородного голодания.В присутствии паров органических веществ токсичность H2S резко возрастает

1.1.3. Лечебная грязь

1.1.3.1. Вместе с тем сероводород является составной частью некоторых минеральных вод (Пятигорск,Серноводск,Мацеста), применяемых с лечебной целью.

1.1.4. Образование сероводорода в природе

1.1.4.1. Сероводород содержится в вулканических газах и постоянно образуется на дне моря Черного моря.До верхних слоев сероводород не доходит , так как на глубине 150 м взаимодействует с проникающим сверху кислородом и окисляется им до серы.Сероводород образуется при гниении белка,поэтому,например,тухлые яйца пахнут сероводородом.

1.1.5. При растворении сероводорода в воде образуется слабая сероводородная кислота , соли которой называют сульфидами.Сульфиды щелочных и щелочноземельных металлов, а также сульфид аммония хорошо растворяются в воде,сульфиды остальных металлов нерастворимы и окрашены в различные цвета, например: ZnS-белый,PbS-черный,MnS-розовый.

1.1.6. Сероводород горит.При охлаждении пламени(внесении в него холодных предметов) образуется свободная сера: 2H2S+O2=2H2O+2S.Если же пламя не охлаждать и обеспечить избыток кислорода, то получается оксид серы(IV): 2H2S+3O2=2H2O+2SO2. Сероводород-сильнейший восстановитель.

1.2. Оксид серы (IV),сернистая кислота и ее соли.

1.2.1. При окислении оксида серы (IV) образуется оксид серы (VI): 2SO2+O2=2SO3. Реакция начинается только при относительно высоких температурах (420-650 С ) и протекает в присутствии катализатора ( платины,оксидов ванадия,железа и т. д.).

1.2.2. Оксид серы (VI) SO3 в обычных условиях - летучая бесцветная жидкость с удушающим запахом.Этот типичный кислотный оксид, растворяясь в воде, образует серную кислоту: H2O+SO3=H2SO4

1.2.3. Химически чистая серная кислота-бесцветная маслянистая тяжелая жидкость.Она обладает сильным гигроскопическим( водоотнимающим ) свойством, поэтому применяется для осушения веществ.Концентрированная серная кислота способна отнимать воду у молекул органических веществ , обугливая их.Если нанести на фильтровальную бумагу рисунок с помощью раствора серной кислоты , а затем подогреть ее , то бумага почернеет и рисунок проявится.

1.2.4. Если в высокий стеклянный стакан поместить сахарную пудру,смочить ее водой и прилить , перемешивая содержимое стакана стеклянной палочкой , концентрированную серную кислоту, то через 1-2мин содержимое стакана начнет чернеть , вспучиваться и в виде объемистой рыхлой массы подниматься вверх.Смесь в стакане при этом сильно разогревается.Уравнение реакции взаимодействия концентрированной серной кислоты с сахарной пудрой(сахарозой C12H22O11) C12H22O11+2H2SO4=11C+2SO2+CO2+ 13H2O объясняет опыт: образующиеся в результате реакции газы вспучивают образующийся уголь, выталкивая его из стакана вместе с палочкой.

1.2.5. Концентрированная серная кислота хорошо растворяет оксид серы (VI), раствор SO3 в серной кислоте называют олеумом

1.2.6. Правило разбавления концентрированной серной кислоты

1.2.6.1. Нельзя приливать воду к кислоте , следует осторожно , тоненькой струйкой вливать кислоту в воду , непрерывно перемешивая раствор

1.2.7. Химические свойства серной кислоты в значительной степени зависят от ее концентрации.

1.2.8. Разбавленная серная кислота проявляет все характерные свойства кислот: взаимодействует с металлами,стоящими в ряду напряжений до водорода , с выделением H2, с оксидами металлов (основными и амфотерными), с основаниями, с амфотерными гидроксидами и солями.

1.2.8.1. Поскольку серная кислота двухосновна, она образует два ряда солей: средние-сульфаты,например Na2SO4,и кислые - гидросульфаты,например NaHSO4

1.2.8.2. Реактивом на серную кислоту и ее соли является хлорид бария BaCl2; сульфат-ионы SO4 c ионами Ba образуют белый нерастворимый сульфат бария, выпадающий в осадок: Ba+SO4=BaSO4.

1.2.9. Концентрированная серная кислота по свойствам сильно отличается от разбавленной кислоты.Так , при взаимодействии H2SO4 с металлами водород не выделяется.С металлами, стоящими правее водорода в ряду напряжений ( медью,ртутью и др.),реакция протекает так: Cu+2H2SO4=CuSO4+SO2+2H2O.

1.2.9.1. Процессы окисления и восстановления , происходящие при этом . можно записать так: Cu(восстановитель)-2e=Cu(+2) S(+6)(окислитель)+2e=S(+4)

1.2.9.2. При взаимодействии с металлами, находящимися в ряду напряжений до водорода, концентрированная серная кислота восстанавливается до S,SO2 или H2S в зависимости от положения металла в ряду напряжений и условий протекания реакции, например: 4Zn+5H2SO4=4ZnSO4+H2S+4H2O. C H2SO4 взаимодействуют металлы , стоящие в ряду напряжений как до водорода, так и после него.При этом водород не образуется, так как окислителем в такой реакции являются не катионы водорода H(+),как у H2SO4, а сульфат-ионы SO4(2-).

1.2.10. Применение в промышленности

1.2.10.1. Серная кислота-один из важнейших продуктов,используемых в разных отраслях промышленности .

1.2.10.2. Будучи нелетучей сильной кислотой,концентрированная серная кислота способна вытеснять другие кислоты из их солей. Вы уже знаете такую реакцию,например получение хлороводорода: NaCl+H2SO4=NaHSO4+HCl.

1.2.10.3. Применение в промышленности: 1 кислот,2 взрывчатых веществ; 3 минеральных удобрений; 4 электролитической меди; 5 эмали; 6 солей; 7 искусственного шелка; 8 лекарств; 9 очистка нефтепродуктов ; 10 в качестве электролита в аккумуляторах.

1.2.10.4. Из солей серной кислоты наибольшее значение имеют уже известные вам сульфат натрия,или глауберова соль,Na2SO4*10H2O,гипс CaSO4*2H2O и сульфат бария BaSO4.

1.2.10.5. Медный купорос CuSO4*5H2O используют в сельском хозяйстве для борьбы с вредителями и болезнями растений.

1.3. Производство серной кислоты

1.3.1. Получают серную кислоту в три стадии. Химические процессы производства серной кислоты можно представить в виде следующей схемы: (S,FeS2,H2S)=SO2=SO3=H2SO4

1.3.1.1. 1.Получение SO2.В качестве сырья применяют серу, колчедан или сероводород: S+O2=SO2; 2H2S+3O2=2SO2+2H2O; 4FeS2+11O2=2Fe2O3+8SO2

1.3.1.2. 2.Получение SO3. Этот процесс вам уже известен-окисление кислородом проводят с использованием катализатора

1.3.1.3. 3.Получение H2SO4. А вот здесь, в отличие от известной вам реакции, описываемой уравнением SO3+H2O=H2SO4, процесс растворения оксида серы (VI) проводят не в воде, а в концентрированной серной кислоте, при этом получается знакомый вам олеум.

2. Сера

2.1. Строение и свойства атомов

2.1.1. Атомы серы, как и атомы кислорода и всех остальных элементов главной подгруппы VI группы,содержат на внешнем энергетическом уровне шесть электронов, из которых два электрона неспаренные.

2.1.2. Однако по сравнению с атомами кислорода атомы серы имеют больший радиус , меньшее значение электроотрицательности, поэтому проявляют более выраженные восстановительные свойства , образуя соединения со степенями окисления +2,+4,+6

2.1.3. По отношению к менее электроотрицательным элементам ( водороду,металлам) сера проявляет окислительные свойства и приобретает степень окисления -2.

2.2. Сера-простое вещество

2.2.1. Наиболее устойчива модификация, известная под названием ромбической серы,состоящая из молекул S8.Ее кристаллы имеют вид октаэдров со срезанными углами.Они окрашены в лимонно-желтый цвет и полупрозрачны, температура плавления 112,8C.Твердое вещество , нерастворимое в воде, но растворимая в органических растворителях.

2.2.2. Моноклинная сера( игольчатые кристаллы, температура плавления 119,3C),

2.2.3. Пластическая сера - темно-коричневая масса, похожая на резину

2.2.4. Сера реагирует со всеми щелочными и щелочноземельными металлами,медью,ртутью,серебром, например; Hg+S=HgS

2.2.5. Ртуть,которая попала в щели, нужно засыпать порошком серы.Такой процесс называют демеркуризацией

2.2.6. При нагревании сера реагирует и с другими металлами ( Zn,Al,Fe) . Только золото не взаимодействует с ней ни при каких условиях.Из неметаллов с серой не реагируют только азот и иод , а также благородные газы.

2.2.7. Окислительные свойства сера проявляет и с водородом , с которым реагирует при нагревании : H2+S=H2S

2.2.8. Сера горит синеватым пламенем , при этом образуется оксид серы (IV) : S+O=SO2 .Это соединение широко известно под названием сернистый газ.

2.2.9. В природе сера встречается в трех формах : самородная,сульфидная и сульфатная

2.2.9.1. Самородная сера

2.2.9.1.1. Ромбическая сера S8

2.2.9.2. Cульфидная сера

2.2.9.2.1. Сероводород H2S

2.2.9.2.2. Цинковая обманка ZnS

2.2.9.2.3. Киноварь HgS

2.2.9.2.4. Свинцовый блеск PbS

2.2.9.2.5. Пирит,или колчедан,FeS2

2.2.9.3. Cульфатная сера

2.2.9.3.1. Глауберова соль Na2SO4*10H2O

2.2.9.3.2. Гипс CaSO4*2H2O

2.2.10. Сера-жизненной важный химический элемент.Она входит в состав белков-одних из основных химических компонентов клеток всех живых организмов.Особенно много серы в белках волос, рогов,шерсти.Кроме этого, сера является составной частью биологически активных веществ организма- витаминов и гормонов(например,инсулина).Сера участвует в окислительно-восстановительных процессах организма.При недостатке серы в организме наблюдается хрупкость и ломкость костей и выпадение волос.Серой богаты бобовые растения ( горох,чечевица),овсяные хлопья,яйца.

2.2.11. Сера+кислород : 2SO2+O2=2SO3

2.3. Применение серы

2.3.1. Применение серы: 1-Изготовление мазей ; 2-производство спичек; 3-производство взрывчатых веществ; 4-производство серной кислоты; 5-целлюлозно-бумажная промышленность; 6- в сельском хозяйстве для обеззараживания помещений; 7-получение резины.

2.3.2. Свое название она получила от санскритского слова сира, что значит "светло-желтый".

2.3.3. История

2.3.3.1. Сера применялась в Древнем Египте уже за две тысячи лет до нашей эры для приготовления красок, беления тканей и изготовления косметических средств.В Древнем Риме серу применяли для лечения кожных болезней, а в Древней Греции ее сжигали в целях дезинфекции вещей и воздуха в помещениях.

2.3.3.2. В средние века у алхимиков сера была выражением одного из "основных начал природы" и обязательной составной частью "философского камня".

2.3.3.3. Если вы читали знаменитый роман А.Дюма "Граф Монте-Кристо", то сможете назвать области применения серы, известные с древнейших времен.Герой романа аббат Фариа притворился , что у него кожная болезнь, и ему для ее лечения дали серу,которую предприимчивый аббат использовал для изготовления пороха.

2.3.4. Однако основной потребитель серы - химическая промышленность.Около половины добываемой в мире серы идет на производство серной кислоты.