+4-oxidationstillståndet för svavel är ganska stabilt och visar sig i SHal 4-tetrahalider, SOHal 2-oxodihalider, SO 2-dioxid och deras motsvarande anjoner. Vi kommer att bekanta oss med egenskaperna hos svaveldioxid och svavelsyra.

1.11.1. Svavel(IV)oxid Struktur av so2-molekylen

Strukturen hos SO 2 -molekylen liknar strukturen hos ozonmolekylen. Svavelatomen är i ett tillstånd av sp 2-hybridisering, formen på orbitalerna är en regelbunden triangel och molekylens form är kantig. Svavelatomen har ett ensamt elektronpar. S–O-bindningslängden är 0,143 nm, och bindningsvinkeln är 119,5°.

Strukturen motsvarar följande resonansstrukturer:

Till skillnad från ozon är multipliciteten av S–O-bindningen 2, det vill säga det huvudsakliga bidraget görs av den första resonansstrukturen. Molekylen kännetecknas av hög termisk stabilitet.

Fysikaliska egenskaper

Under normala förhållanden är svaveldioxid eller svaveldioxid en färglös gas med skarp kvävande lukt, smältpunkt -75 °C, kokpunkt -10 °C. Det är mycket lösligt i vatten, vid 20 °C löses 40 volymer svaveldioxid i 1 volym vatten. Giftig gas.

Kemiska egenskaper hos svavel(IV)oxid

Svaveldioxid är mycket reaktivt. Svaveldioxid är en sur oxid. Det är ganska lösligt i vatten för att bilda hydrater. Det reagerar också delvis med vatten och bildar svag svavelsyra, som inte isoleras i individuell form:

SO2 + H2O = H2SO3 = H+ + HSO3- = 2H+ + SO32-.

Som ett resultat av dissociation bildas protoner, så lösningen har en sur miljö.

När svaveldioxidgas leds genom en natriumhydroxidlösning bildas natriumsulfit. Natriumsulfit reagerar med överskott av svaveldioxid för att bilda natriumhydrosulfit:

2NaOH + SO2 = Na2S03 + H2O;

Na2SO3 + SO2 = 2NaHSO3.

Svaveldioxid kännetecknas av redoxdualitet; den uppvisar till exempel reducerande egenskaper och avfärgar bromvatten:

SO2 + Br2 + 2H2O = H2SO4 + 2HBr

och kaliumpermanganatlösning:

5SO2 + 2KMnO4 + 2H2O = 2KНSO4 + 2MnSO4 + H2SO4.

oxiderad av syre till svavelsyraanhydrid:

2SO2 + O2 = 2SO3.

Den uppvisar oxiderande egenskaper när den interagerar med starka reduktionsmedel, till exempel:

SO2 + 2CO = S + 2CO2 (vid 500 °C, i närvaro av Al2O3);

SO2 + 2H2 = S + 2H2O.

Framställning av svavel(IV)oxid

Förbränning av svavel i luft

S + O 2 = SO 2.

Sulfidoxidation

4FeS2 + 11O2 = 2Fe2O3 + 8SO2.

Effekt av starka syror på metallsulfiter

Na2SO3 + 2H2SO4 = 2NaHSO4 + H2O + SO2.

1.11.2. Svavelsyra och dess salter

När svaveldioxid löses i vatten bildas svag svavelsyra, huvuddelen av löst SO 2 är i form av den hydratiserade formen SO 2 · H 2 O; vid kylning frigörs också kristallint hydrat, endast en liten del av svavelsyramolekyler dissocierar till sulfit- och hydrosulfitjoner. I fritt tillstånd frigörs inte syran.

Eftersom den är dibasisk bildar den två typer av salter: medium - sulfiter och sura - hydrosulfiter. Endast sulfiter av alkalimetaller och hydrosulfiter av alkali- och jordalkalimetaller löser sig i vatten.

Svavel(IV)oxid har sura egenskaper som visar sig i reaktioner med ämnen som uppvisar grundläggande egenskaper. Sura egenskaper uppstår när de interagerar med vatten. Detta ger en lösning av svavelsyra:

Oxidationsgraden för svavel i svaveldioxidgas (+4) bestämmer svaveldioxidgasens reducerande och oxiderande egenskaper:

Dessa enzymer kanske inte inaktiveras helt under juicebearbetning eftersom det höga cellulosainnehållet som vanligtvis finns i tropiska fruktjuicer gör den termiska inaktiveringen av dessa enzymer svår. Tillsatsen av sulfit förhindrar förstörelsen av askorbinsyra under produktbearbetning och lagring, och undviker oxidation orsakad av askorbinsyraoxidas 13-enzymer.

Kontroll av icke-enzymatisk brunfärgning. Fruktjuicer har specifika egenskaper vad gäller färg, smak och arom. Dessa egenskaper tenderar att modifieras under bearbetning och lagring, vilket leder till total nedbrytning av produkten. De tre viktigaste icke-enzymatiska mörkningsmekanismerna i fruktjuicer är: 1 - Maillard-reaktionen, som sker mellan reducerande sockerarter och γ-aminogrupperna i aminosyror, peptider och proteiner, vilket resulterar i bildandet av melanoidiner; 2 - oxidation av askorbinsyra till furfural och alfa-ketogulonsyra, som bildar mörkbruna pigment i närvaro av kväveföreningar; förutom genereringen av enkel polymerisation bildas pälsfärgade ljusbruna pigment; 3 - karamellisering av sockerarter, som sker under inverkan av syror på sockerarter, vilket leder till bildning av hydroximetylfurfural, som polymeriserar bildningen av melanoidiner, bruna pigment 47.

vo-tel: S+4 – 2e => S+6

ok-tel: S+4 + 4e => S0

Reduktiva egenskaper manifesteras i reaktioner med starka oxidationsmedel: syre, halogener, salpetersyra, kaliumpermanganat och andra. Till exempel:

2S02 + O2 = 2S03

S+4 – 2e => S+6 2

O20 + 4e => 2O-2 1

Med starka reduktionsmedel uppvisar gasen oxiderande egenskaper. Till exempel, om du blandar svaveldioxid och vätesulfid, interagerar de under normala förhållanden:

Icke-enzymatiska mörkare reaktioner leder till förstörelse av näringsämnen som essentiella aminosyror och askorbinsyra, minskar proteinsmältbarheten, hämmar verkan av matsmältningsenzymer och stör absorptionen av mineraler genom att främja komplexbildning av metalljoner. Potentiellt toxiska mutagena produkter kan bildas på grund av Maillard-reaktionen 19.

I allmänhet kan icke-enzymatisk brunfärgning inhiberas eller kontrolleras på en mängd olika sätt genom att använda låga lagringstemperaturer, ta bort syre från förpackningar och använda kemiska inhibitorer som sulfiter47. Svaveldioxid är förmodligen den mest effektiva icke-enzymatiska brunfärgningen i livsmedel10.

2H2S + SO2 = 3S + 2H2O

S-2 – 2e => S0 2

S+4 + 4e => S0 1

Svavelsyra finns endast i lösning. Det är instabilt och sönderfaller till svaveldioxid och vatten. Svavelsyra är inte en stark syra. Det är en syra med medelstyrka och dissocierar stegvis. När alkali tillsätts svavelsyra bildas salter. Svavelsyra producerar två serier av salter: medium - sulfiter och sura - hydrosulfiter.

Den kemiska mekanismen genom vilken svaveldioxid hämmar icke-enzymatisk brunfärgning är inte helt klarlagd och tros vara en reaktion av bisulfit med de aktiva karbonylgrupperna i sockermolekyler och vitamin C 10. Sulfit interagerar med olika komponenter som finns i livsmedel, inklusive: reducerande sockerarter, aldehyder, ketoner, proteiner och antocyaniner 53 och sulfit i dess bundna form reduceras i sura livsmedel. Omfattningen av reaktionen beror på pH, temperatur, sulfitkoncentration och reaktiva komponenter som finns i produkten.

Svavel(VI)oxid

Svaveltrioxid uppvisar sura egenskaper. Den reagerar häftigt med vatten och avger en stor mängd värme. Denna reaktion används för att producera den viktigaste produkten från den kemiska industrin - svavelsyra.

SO3 + H2O = H2SO4

Eftersom svavel i svaveltrioxid har det högsta oxidationstillståndet, uppvisar svavel(VI)oxid oxiderande egenskaper. Till exempel oxiderar det halogenider, icke-metaller med låg elektronegativitet:

En av principerna för användningen av livsmedelstillsatser är deras säkerhet, men det är omöjligt att fastställa absoluta bevis för deras toxicitet hos alla människor. Toxikologiska tester avser fysiologiska effekter hos försöksdjur i förhållande till en viss intagshastighet.

Denna grupp drog slutsatsen att sulfiter inte är teratogena, mutagena eller cancerframkallande hos laboratoriedjur. De hittade inte heller några signifikanta toxikologiska eller metaboliska data 54. Sulfiter var tidigare populära bland restaurangägare för användning i sallader eftersom de innehöll färsk frukt och färska grönsaker, men användningen av dem förbjöds efter att farliga allergiska reaktioner inträffat hos vissa människor. Följaktligen finns i många produkter endast en liten del av den tillsatta sulfiten kvar i fri form i slutprodukten 18.

2SO3 + C = 2SO2 + CO2

S+6 + 2e => S+4 2

C0 – 4e => C+4 2

Svavelsyra genomgår tre typer av reaktioner: syra-bas, jonbyte och redox. Det interagerar också aktivt med organiska ämnen.

Syra-bas-reaktioner

Svavelsyra uppvisar sura egenskaper i reaktioner med baser och basiska oxider. Dessa reaktioner utförs bäst med utspädd svavelsyra. Eftersom svavelsyra är tvåbasisk kan den bilda både mellansalter (sulfater) och sura (vätesulfater).

Biotransformationen av sulfit består av dess oxidation till sulfat genom verkan av enzymet sulfitoxidas som finns i mitokondrierna som finns i vävnader, främst hjärtat, levern och njurarna. I människokroppen omvandlar detta enzym också svavelaminosyror till sulfiter. Denna normala metaboliska process kontrollerar överskottet av dessa aminosyror genom att oxidera dem till sulfater, som lätt elimineras. Hos alla studerade arter utsöndras det mesta av det konsumerade sulfiten snabbt som sulfat, som kan reagera med proteiner för att bilda ett protein-tiosulfonatkomplex som kan behållas i kroppen.

Jonbytesreaktioner

Svavelsyra kännetecknas av jonbytesreaktioner. Samtidigt interagerar den med saltlösningar, bildar en fällning, en svag syra eller frigör gas. Dessa reaktioner sker i snabbare takt om du tar 45 % eller ännu mer utspädd svavelsyra. Gasutveckling sker i reaktioner med salter av instabila syror, som sönderfaller för att bilda gaser (kolsyra, svaveldioxid, vätesulfid) eller för att bilda flyktiga syror som saltsyra.

Personer med astma och sulfitoxidasbrist tolererar upp till en viss mängd sulfit utan att vara känsliga. Det finns ett annat ospecifikt enzym som också oxiderar sulfit till sulfat, xantinoxidas 21. Enligt Taylor 19 är den enda negativa effekten förknippad med sulfitkänslighet astma, även om endast en liten andel av astmatiker är sulfitkänsliga.

En livsmedelstillsats är varje tillsats som avsiktligt tillsätts ett livsmedel, utan näringsändamål, i syfte att ändra de fysiska, kemiska, biologiska eller sensoriska egenskaperna under produktion, bearbetning, beredning, hantering, förpackning, lagring, transport eller hantering av livsmedel 59 Men konceptet med ett kosttillskott varierar kraftigt från land till land. Ett enskilt ämne kan användas som tillsats i ett land och förbjudet i ett annat 60.

Redoxreaktioner

Svavelsyra manifesterar sina egenskaper tydligast i redoxreaktioner, eftersom svavel i sin sammansättning har det högsta oxidationstillståndet på +6. De oxiderande egenskaperna hos svavelsyra kan detekteras i en reaktion, till exempel med koppar.

Det finns två oxiderande element i en svavelsyramolekyl: en svavelatom med CO. +6 och vätejoner H+. Koppar kan inte oxideras av väte till +1 oxidationstillstånd, men svavel kan. Detta är anledningen till oxidationen av en sådan inaktiv metall som koppar av svavelsyra.

I Brasilien klassificeras tillsatser i 23 funktionsklasser, bland vilka är konserveringsmedel, som definieras som ämnen som förhindrar eller fördröjer förändringar i livsmedel orsakade av mikroorganismer eller enzymer. Svaveldioxid och dess derivat klassificeras som konservativa 59.

I det specifika fallet med cashewjuice måste dock högre halter av svaveldioxid användas än för andra fruktjuicer för att undvika brunfärgning och förlust av arom-, smak- och näringsegenskaper. Konservering av tropiska fruktjuicer genom tillsats av svaveldioxid följt av värmebehandling är den metod som används mest i bearbetningsindustrin eftersom denna tillsats har visat sig effektiv för att kontrollera mikroorganismer och enzymatisk och icke-enzymatisk brunfärgning, vilket i hög grad har bidragit till att upprätthålla kvaliteten på bearbetade juicer under en längre tid.

I utspädda lösningar av svavelsyra är oxidationsmedlet övervägande vätejonen H+. I koncentrerade lösningar, särskilt varma, dominerar svavlets oxiderande egenskaper i oxidationstillståndet +6.

Behöver du hjälp med dina studier?

Tidigare ämne: Kemiska egenskaper hos syre och svavel: reaktioner med metaller och icke-metaller
Nästa ämne: Egenskaper hos komplexa ämnen som innehåller kväve: kväveoxider

Flera allotropa modifieringar av svavel är kända - rombiskt, monokliniskt och plastiskt svavel. Den mest stabila modifieringen är rombiskt svavel; alla andra modifieringar omvandlas spontant till det efter en tid.

Dessutom anses denna tillsats vara toxikologiskt säker, förutsatt att den inte överskrider de gränser som tillåts enligt brasiliansk lag. Dryckesvinnare: användningen av aminosyror och peptider i sportnäring. Funktionell mat: den japanska metoden.

Modern kost i hälsa och sjukdom. 8:e uppl. Tropical Fruit Processing Association. Fruktjuice exportrapport. Yearbook of Brazilian Agriculture. Sulfit livsmedelstillsatser: att förbjuda eller inte? Granskning av sulfiter i livsmedel: analytisk metod och publicerade resultat.

Svavel kan donera sina elektroner när det interagerar med starkare oxidationsmedel:

I dessa reaktioner är svavel reduktionsmedlet.

Det måste betonas att svaveloxid (VI) endast kan bildas i närvaro av eller vid högt tryck (se nedan).

När det interagerar med metaller uppvisar svavel oxiderande egenskaper:

Mikrobiologi av juicer, cellulosa och sura produkter. Interaktioner mellan livsmedelstillsatser och tillsatser som involverar svaveldioxid, askorbinsyra och salpetersyror - en recension. Antimikrobiella livsmedelstillsatser: Egenskaper användningseffekter. 2:a uppl. Brynning av produkter: kontroll med sulfiter, antioxidanter och andra medel.

Kemisk konservering av livsmedel. Faktorer som påverkar jästs död av svaveldioxid. Kemiska konserveringsmedel i livsmedel. Livsmedelskemi: mekanismer och teori. Tillsatser för livsmedel i den toxikologiska aspekten. 2:a uppl. Desinfektion, sterilisering och konservering.

Svavel reagerar med de flesta metaller vid upphettning, men i reaktionen med kvicksilver sker interaktionen redan vid rumstemperatur.

Denna omständighet används i laboratorier för att avlägsna utspillt kvicksilver, vars ångor är ett starkt gift.

Natriumbensoat och bensoesyra. New York: Marcel Dekker; Med. 11. Konservativ bensoesyra och sorbinsyra. Nuvarande och framtida användning av traditionella antimikrobiella medel. Bromatologiska och toxikologiska aspekter av bensoin och sorbiska konserveringsmedel.

Enzymer och pigment: påverkan och förändringar under bearbetning. Guide till fruktindustrialisering. Biokemi av tropiska frukter. Några tekniska aspekter av tropiska frukter och deras produkter. Beteende hos polyfenoloxidaser i livsmedel. Fenolföreningar och polyfenoloxidas i förhållande till rostning i vindruvor och viner.

Svavelväte, vätesulfidsyra, sulfider.

När svavel värms upp med väte sker en reversibel reaktion

med ett mycket lågt utbyte av svavelväte. Vanligtvis framställd genom verkan av utspädda syror på sulfider:

Svavelväte är en färglös gas med lukten av ruttna ägg och är giftig. En volym vatten under normala förhållanden löser 3 volymer vätesulfid.

Fysikaliska och kemiska metoder som används för att kontrollera enzymatisk brunfärgning av grönsaker. Enzymatiska rostningsreaktioner i äpple- och äppelprodukter. Polyfenoloxidas och peroxidas i frukt och grönsaker. Mekanism för sulfithämning av brunfärgning inducerad av polyfenoloxidas.

Effekten av svaveldioxid på oxiderande enzymsystem i växtvävnader. Polyfenoloxidaser i växter. Kinetisk studie av irreversibel hämning av ett enzym av en inhibitor som görs instabil genom enzymkatalys. Biokemi av frukter och deras inverkan på bearbetning. Fruktbearbetning: näring, produkter och kvalitetsstyrning. 2:a uppl.

Svavelväte är ett typiskt reduktionsmedel. Det brinner i syre (se ovan). En lösning av vätesulfid i vatten är en mycket svag hydrosulfidsyra, som dissocierar stegvis och huvudsakligen i det första steget:

Vätesulfidsyra är, liksom svavelväte, ett typiskt reduktionsmedel.

Sanitär kontroll av livsmedel. 2:a uppl. Konserveringsmedel: alternativa metoder för att bekämpa bakterier. Giftiga ämnen kommer direkt in i maten. Sao Paulo: Varela; R. 61. Livsmedelskemi: teori och praktik. 1:a uppl. Federation of American Societies for Experimental Biology.

Livsmedelssäkerhet och livsmedelsteknik. Näring: Begrepp och kontroverser. 8:e uppl. Livsmedelsmärkning: deklaration av sulfoneringsmedel. Bedömning av svaveldioxidhalt och mikrobiologisk kvalitet hos konserverade svampar. Kemi av sulfoneringsmedel i livsmedel.

Vätesulfidsyra oxideras inte bara av starka oxidationsmedel, såsom klor,

men också svagare, till exempel svavelsyra

eller järnjoner:

Vätesulfidsyra kan reagera med baser, basiska oxider eller salter och bilda två serier av salter: medium - sulfider, sura - hydrosulfider.

Dekret nr 540 av hälsoministeriet. Godkänner Teknisk föreskrift: Livsmedelstillsatser - definitioner, klassificering och sysselsättning. Lagstiftning om livsmedelstillsatser. Nationella hälsorådets resolution nr 04. Resolution 12 från Statens sanitetsövervakningsmyndighet.

Den persiske alkemisten Al-Razi tillskrivs också de första beskrivningarna av detta ämne. Ytterligare förbättringar av denna process av franska kemisten Gay-Lussac och brittiske kemisten John Glover förbättrade koncentrationen av den resulterande syran. Historien om svavelsyra diskuteras mer i detalj i vår artikel.

De flesta sulfider (med undantag för sulfider av alkali- och jordalkalimetaller, samt ammoniumsulfid) är dåligt lösliga i vatten. Sulfider, som salter av en mycket svag syra, genomgår hydrolys.

Svavel(IV)oxid. Svavelsyra.

SO2 bildas när svavel förbränns i syre eller när sulfider rostas; det är en färglös gas med en stickande lukt, mycket löslig i vatten (40 volymer i 1 volym vatten vid 20 °C).

Geologi, klimatologi och astrofysik

Historien om att få de mest användbara kemikalierna. Svavelsyra bildas naturligt på grund av utsläpp från vulkaner, som producerar svaveldioxid, som oxideras till atmosfären och sedan reagerar med luftfuktigheten. Det bildas också i bubblor i vattendrag nära vulkanisk aktivitet och sjöar som bildas inuti vulkankratrar.

Det bildas också tillsammans med väteklorid och därför saltsyra när vulkanisk lava kommer i kontakt med havsvatten. Ångmoln som innehåller svavelsyra. Dessa hydrater kommer sannolikt att förekomma i jordens stratosfär och kan ge platser för kondensering av ismoln på hög höjd som avsevärt kan påverka jordens klimat, särskilt efter vulkanutbrott när stora mängder svavel avsätts i atmosfären ovanför. I synnerhet har den rena isregionen av svavelsyrahemi-hexahydrat utforskats, inklusive detaljerade studier av svavelsyraoktahydrat.

Svaveloxid (IV) är en anhydrid av svavelsyra; därför, när den löses i vatten, sker en partiell reaktion med vatten och en svag svavelsyra bildas:

som är instabil och lätt går sönder igen. I en vattenhaltig lösning av svaveldioxid existerar följande jämvikter samtidigt.

Oxidationsgraden för svavel i svaveldioxidgas (+4) bestämmer svaveldioxidgasens reducerande och oxiderande egenskaper:

vo-tel: S+4 – 2e => S+6

ok-tel: S+4 + 4e => S0

Reduktiva egenskaper manifesteras i reaktioner med starka oxidationsmedel: syre, halogener, salpetersyra, kaliumpermanganat och andra. Till exempel:

2S02 + O2 = 2S03

S+4 – 2e => S+6 2

O20 + 4e => 2O-2 1

Med starka reduktionsmedel uppvisar gasen oxiderande egenskaper. Till exempel, om du blandar svaveldioxid och vätesulfid, interagerar de under normala förhållanden:

2H2S + SO2 = 3S + 2H2O

S-2 – 2e => S0 2

S+4 + 4e => S0 1

Svavel(VI)oxid

SO3 + H2O = H2SO4

2SO3 + C = 2SO2 + CO2

S+6 + 2e => S+4 2

C0 – 4e => C+4 2

Svavelsyra genomgår tre typer av reaktioner: syra-bas, jonbyte och redox. Det interagerar också aktivt med organiska ämnen.

Syra-bas-reaktioner

Jonbytesreaktioner

Svavelsyra kännetecknas av jonbytesreaktioner. Samtidigt interagerar den med saltlösningar, bildar en fällning, en svag syra eller frigör gas. Dessa reaktioner sker i snabbare takt om du tar 45 % eller ännu mer utspädd svavelsyra. Gasutveckling sker i reaktioner med salter av instabila syror, som sönderdelas för att bilda gaser (kolsyra, svaveldioxid, vätesulfid) eller för att bilda flyktiga syror som saltsyra.

Redoxreaktioner

Svavel är beläget i grupp VIa i det periodiska systemet för kemiska grundämnen D.I. Mendelejev.
Den yttre energinivån av svavel innehåller 6 elektroner, som har 3s 2 3p 4. I föreningar med metaller och väte uppvisar svavel ett negativt oxidationstillstånd av grundämnen -2, i föreningar med syre och andra aktiva icke-metaller - positiva +2, +4, +6. Svavel är en typisk icke-metall; beroende på typ av omvandling kan det vara ett oxidationsmedel och ett reduktionsmedel.

Att hitta svavel i naturen

Svavel finns i ett fritt (native) tillstånd och bunden form.

De viktigaste naturliga svavelföreningarna:

FeS 2 - järnkis eller pyrit,

ZnS - zinkblandning eller sfalerit (wurtzite),

PbS - blyglans eller galena,

HgS - cinnober,

Sb 2 S 3 - stibnit.

Dessutom finns svavel i olja, naturligt kol, naturgaser och naturliga vatten (i form av sulfatjoner och bestämmer sötvattens "permanenta" hårdhet). Ett viktigt element för högre organismer, en integrerad del av många proteiner, är koncentrerad i håret.

Allotropa modifieringar av svavel

Allotropi- detta är förmågan hos samma element att existera i olika molekylära former (molekyler innehåller olika antal atomer av samma element, till exempel O 2 och O 3, S 2 och S 8, P 2 och P 4, etc. ).

Svavel kännetecknas av sin förmåga att bilda stabila kedjor och cykler av atomer. De mest stabila är S8, som bildar ortorombiskt och monoklint svavel. Detta är kristallint svavel - ett sprödgult ämne.

Öppna kedjor har plastsvavel, ett brunt ämne, som erhålls genom skarp kylning av smält svavel (plastsvavel blir skört efter några timmar, får en gul färg och förvandlas gradvis till rombiskt).

1) rombisk - S 8

t° pl. = 113°C; r = 2,07 g/cm3

Den mest stabila modifieringen.

2) monoklinisk - mörkgula nålar

t° pl. = 119°C; r = 1,96 g/cm3

Stabil vid temperaturer över 96°C; under normala förhållanden blir det rombiskt.

3) plast - brun gummiliknande (amorf) massa

Instabil, vid härdning förvandlas den till en romb

Att få svavel

Den industriella metoden är att smälta malmen med ånga.
Ofullständig oxidation av vätesulfid (med syrebrist):

2H2S + O2 → 2S + 2H2O

Wackenröders reaktion:

2H2S + SO2 → 3S + 2H2O

Kemiska egenskaper hos svavel

Oxidativa egenskaper hos svavel
(S 0 + 2ē→ S -2 )

1) Svavel reagerar med alkaliska ämnen utan uppvärmning:

S + O 2 – t° → S +402

2S + 3O2 – t °; pt → 2S +6 O 3

4) (förutom jod):

S+Cl2 → S +2 Cl2

S + 3F 2 → SF 6

Med komplexa ämnen:

5) med syror - oxidationsmedel:

S + 2H2SO4 (konc) → 3S +4 O2 + 2H2O

S+6HNO3(konc) → H2S +6 O4 + 6NO2 + 2H2O

Disproportionella reaktioner:

6) 3S0 + 6KOH → K2S +4O3 + 2K2S-2 + 3H2O

7) svavel löser sig i en koncentrerad lösning av natriumsulfit:

S 0 + Na 2 S + 4 O 3 → Na 2 S 2 O 3 natriumtiosulfat

I redoxprocesser kan svaveldioxid vara både ett oxidationsmedel och ett reduktionsmedel eftersom atomen i denna förening har ett mellanliggande oxidationstillstånd på +4.

Hur SO 2 reagerar med starkare reduktionsmedel, såsom:

SO2 + 2H2S = 3S↓ + 2H2O

Hur reagerar reduktionsmedlet SO 2 med starkare oxidationsmedel, till exempel med i närvaro av en katalysator, med etc.:

2S02 + O2 = 2S03

SO2 + Cl2 + 2H2O = H2SO3 + 2HCl

Mottagande

1) Svaveldioxid bildas när svavel brinner:

2) Inom industrin erhålls det genom att rosta pyrit:

3) I laboratoriet kan svaveldioxid erhållas:

Cu + 2H2SO4 = CuSO4 + SO2 + 2H2O

Ansökan

Svaveldioxid används i stor utsträckning inom textilindustrin för blekning av olika produkter. Dessutom används det inom jordbruket för att förstöra skadliga mikroorganismer i växthus och källare. Stora mängder SO 2 används för att producera svavelsyra.

Svaveloxid (VI) – SÅ 3 (svavelsyraanhydrid)

Svavelsyraanhydrid SO 3 är en färglös vätska, som vid temperaturer under 17 o C förvandlas till en vit kristallin massa. Absorberar fukt mycket bra (hygroskopisk).

Kemiska egenskaper

Syra-bas egenskaper

Hur en typisk syraoxid, svavelsyraanhydrid, reagerar:

SO3 + CaO = CaSO4

c) med vatten:

SO3 + H2O = H2SO4

En speciell egenskap hos SO 3 är dess förmåga att lösas väl i svavelsyra. En lösning av SO 3 i svavelsyra kallas oleum.

Bildning av oleum: H2SO4+ n SO3 = H2SO4 ∙ n SÅ 3

Redoxegenskaper

Svaveloxid (VI) kännetecknas av starka oxiderande egenskaper (vanligen reducerad till SO 2):

3SO3 + H2S = 4SO2 + H2O

Kvitto och användning

Svavelsyraanhydrid bildas genom oxidation av svaveldioxid:

2S02 + O2 = 2S03

I sin rena form har svavelsyraanhydrid ingen praktisk betydelse. Det erhålls som en mellanprodukt vid framställning av svavelsyra.

H2SO4

Omnämnandet av svavelsyra finns först bland arabiska och europeiska alkemister. Den erhölls genom att kalcinera järnsulfat (FeSO 4 ∙ 7H 2 O) i luft: 2FeSO 4 = Fe 2 O 3 + SO 3 + SO 2 eller en blandning med: 6KNO 3 + 5S = 3K 2 SO 4 + 2SO 3 + 3N 2, och de frigjorda svavelsyraångorna kondenserades. De absorberade fukt och förvandlades till oleum. Beroende på framställningsmetoden kallades H2SO4 olja av vitriol eller svavelolja. År 1595 fastställde alkemisten Andreas Liebavius identiteten för båda ämnena.

Under lång tid användes inte vitriololja i stor utsträckning. Intresset för den ökade kraftigt efter på 1700-talet. Processen att erhålla indigokarmin, ett stabilt blått färgämne, från indigo upptäcktes. Den första fabriken för tillverkning av svavelsyra grundades nära London 1736. Processen utfördes i blykammare, i botten av vilka vatten hälldes. En smält blandning av salpeter och svavel brändes i den övre delen av kammaren, sedan infördes luft i den. Proceduren upprepades tills en syra med den erforderliga koncentrationen bildades vid botten av behållaren.

På 1800-talet metoden förbättrades: istället för salpeter började man använda salpetersyra (den ger när den sönderdelas i kammaren). För att återföra nitrösa gaser till systemet konstruerades speciella torn som gav namnet till hela processen - tornprocessen. Fabriker som arbetar med tornmetoden finns än idag.

Svavelsyra är en tung oljig vätska, färglös och luktfri, hygroskopisk; löser sig väl i vatten. När koncentrerad svavelsyra löses i vatten frigörs en stor mängd värme, så den måste försiktigt hällas i vattnet (och inte tvärtom!) och lösningen måste blandas.

En lösning av svavelsyra i vatten med en H 2 SO 4-halt på mindre än 70 % kallas vanligtvis utspädd svavelsyra, och en lösning på mer än 70 % är koncentrerad svavelsyra.

Kemiska egenskaper

Syra-bas egenskaper

Utspädd svavelsyra uppvisar alla de karakteristiska egenskaperna hos starka syror. Hon reagerar:

H2SO4 + NaOH = Na2SO4 + 2H2O

H2SO4 + BaCl2 = BaSO4 ↓ + 2HCl

Processen för interaktion mellan Ba 2+-joner och SO 4 2+-sulfatjoner leder till bildningen av en vit olöslig fällning BaSO 4 . Detta kvalitativ reaktion på sulfatjon.

Redoxegenskaper

I utspädd H2SO4 är oxidationsmedlen H+-joner, och i koncentrerad H2SO4 är oxidationsmedlen SO42+-sulfatjoner. SO 4 2+-joner är starkare oxidationsmedel än H+-joner (se diagram).

I utspädd svavelsyra metaller som finns i den elektrokemiska spänningsserien löses upp till väte. I det här fallet bildas metallsulfater och följande frigörs:

Zn + H2SO4 = ZnSO4 + H2

Metaller som finns efter väte i den elektrokemiska spänningsserien reagerar inte med utspädd svavelsyra:

Cu + H2SO4 ≠

Koncentrerad svavelsyraär ett starkt oxidationsmedel, speciellt vid upphettning. Det oxiderar många och vissa organiska ämnen.

När koncentrerad svavelsyra interagerar med metaller som är belägna efter väte i den elektrokemiska spänningsserien (Cu, Ag, Hg), bildas metallsulfater, liksom reduktionsprodukten av svavelsyra - SO 2.

Reaktion av svavelsyra med zink

Med mer aktiva metaller (Zn, Al, Mg) kan koncentrerad svavelsyra reduceras till fri svavelsyra. Till exempel, när svavelsyra reagerar med, beroende på koncentrationen av syran, kan olika reduktionsprodukter av svavelsyra - SO 2, S, H 2 S - bildas samtidigt:

Zn + 2H2SO4 = ZnSO4 + SO2 + 2H2O

3Zn + 4H2SO4 = 3ZnSO4 + S↓ + 4H2O

4Zn + 5H2SO4 = 4ZnSO4 + H2S + 4H2O

I kylan passiverar koncentrerad svavelsyra vissa metaller, till exempel och transporteras därför i järntankar:

Fe + H2SO4 ≠

Koncentrerad svavelsyra oxiderar vissa icke-metaller (etc.) och reducerar till svaveloxid (IV) SO 2:

S + 2H2SO4 = 3SO2 + 2H2O

C + 2H2SO4 = 2SO2 + CO2 + 2H2O

Kvitto och användning

Inom industrin framställs svavelsyra genom kontaktmetod. Erhållandeprocessen sker i tre steg:

Erhålla SO 2 genom att rosta pyrit:

4FeS 2 + 11O 2 = 2Fe 2 O 3 + 8SO 2

Oxidation av SO 2 till SO 3 i närvaro av en katalysator – vanadin(V)oxid:

2S02 + O2 = 2S03

Upplösning av SO 3 i svavelsyra:

H2SO4+ n SO3 = H2SO4 ∙ n SÅ 3

Den resulterande oleumen transporteras i järntankar. Svavelsyra med den erforderliga koncentrationen erhålls från oleum genom att tillsätta den till vatten. Detta kan uttryckas med diagrammet:

H2SO4∙ n SO3 + H2O = H2SO4

Svavelsyra finner en mängd olika tillämpningar inom en mängd olika områden av den nationella ekonomin. Det används för torkning av gaser, vid framställning av andra syror, för framställning av konstgödsel, olika färgämnen och mediciner.

Svavelsyrasalter

De flesta sulfater är mycket lösliga i vatten (CaSO 4 är svagt lösligt, PbSO 4 är ännu mindre lösligt och BaSO 4 är praktiskt taget olösligt). Vissa sulfater som innehåller kristallvatten kallas vitrioler:

CuSO 4 ∙ 5H 2 O kopparsulfat

FeSO 4 ∙ 7H 2 O järnsulfat

Alla har salter av svavelsyra. Deras förhållande till värme är speciellt.

Sulfater av aktiva metaller (,) sönderdelas inte ens vid 1000 o C, medan andra (Cu, Al, Fe) sönderdelas med lätt upphettning till metalloxid och SO 3:

CuSO 4 = CuO + SO 3