هيكل جزيء SO2

يشبه هيكل جزيء SO2 بنية جزيء الأوزون. ذرة الكبريت في حالة تهجين sp2 ، شكل المدارات مثلث منتظم ، شكل الجزيء زاوي. تحتوي ذرة الكبريت على زوج إلكترون غير مشترك. طول رابطة S-O هو 0.143 نانومتر ، وزاوية الرابطة 119.5 درجة.

يتوافق الهيكل مع الهياكل الرنانة التالية:

على عكس الأوزون ، فإن تعدد روابط S – O هو 2 ، أي أن هيكل الرنين الأول يجعل المساهمة الرئيسية. يتميز الجزيء بالاستقرار الحراري العالي.

مركبات الكبريت +4 - تظهر ازدواجية الأكسدة والاختزال ، ولكن مع غلبة خصائص الاختزال.

1. تفاعل ثاني أكسيد الكبريت مع الأكسجين

2S + 4O2 + O 2 S + 6O

2. عندما يتم تمرير ثاني أكسيد الكبريت من خلال حمض كبريتيد الهيدروجين ، يتشكل الكبريت.

S + 4О2 + 2Н2S-2 → 3 سو + 2 Н2О

4 S + 4 + 4 → لذا 1 - مؤكسد (اختزال)

S-2 - 2 → لذا 2 - عامل مختزل (أكسدة)

3. يتأكسد حمض الكبريت ببطء بواسطة الأكسجين الجوي إلى حمض الكبريتيك.

2H2S + 4O3 + 2О → 2H2S + 6O

4 S + 4 - 2 → S + 6 2 - عامل مختزل (أكسدة)

O + 4 → 2O-2 1 - عامل مؤكسد (اختزال)

إيصال:

1) أكسيد الكبريت (IV) في الصناعة:

حرق الكبريت:

إطلاق البيريت:

4FeS2 + 11O2 = 2Fe2O3

في المختبر:

Na2SO3 + H2SO4 = Na2SO4 + SO2 + H2O

ثاني أكسيد الكبريت، منع التخمير ، يسهل ترسيب الملوثات ، قصاصات من أنسجة العنب مع النباتات الدقيقة المسببة للأمراض ويسمح بالتخمير الكحولي على مزارع الخميرة النقية من أجل زيادة المحصول الكحول الإيثيليوتحسين تكوين المنتجات الأخرى للتخمير الكحولي.

وبالتالي لا يقتصر دور ثاني أكسيد الكبريت على الإجراءات المطهرة التي تعمل على تحسين البيئة ، بل يمتد أيضًا إلى تحسين الظروف التكنولوجية لتخمير النبيذ وتخزينه.

تؤدي هذه الظروف ، مع الاستخدام الصحيح لثاني أكسيد الكبريت (الحد من الجرعة ووقت التلامس مع الهواء) ، إلى زيادة جودة النبيذ والعصائر ورائحتها وطعمها وكذلك الشفافية واللون - الخصائص المرتبطة ب مقاومة النبيذ والعصير للعكارة.

ثاني أكسيد الكبريت هو أكثر ملوثات الهواء شيوعًا. تنبعث من جميع محطات توليد الطاقة عند حرق الوقود الأحفوري. يمكن أيضًا أن ينبعث ثاني أكسيد الكبريت من قبل شركات صناعة المعادن (المصدر هو فحم الكوك) ، بالإضافة إلى عدد من الصناعات الكيميائية (على سبيل المثال ، إنتاج حامض الكبريتيك). يتشكل أثناء تحلل الأحماض الأمينية المحتوية على الكبريت ، والتي كانت جزءًا من بروتينات النباتات القديمة التي شكلت رواسب من الفحم والنفط والصخر الزيتي.

يجد التطبيقفي صناعة التبييض منتجات مختلفة: قماش ، حرير ، لب الورق ، ريش ، قش ، شمع ، شعيرات ، شعر حصان ، منتجات الطعام، لتطهير الفواكه والأغذية المعلبة ، وما إلى ذلك. كمنتج ثانوي لـ S. g. ، يتم تكوينه وإطلاقه في هواء أماكن العمل في عدد من الصناعات: حامض الكبريتيك ، السليلوز ، أثناء تحميص الخامات المحتوية على المعادن الكبريتية ، في المخللات في مصانع المعادن ، في إنتاج الزجاج ، والموجات فوق الصوتية ، وما إلى ذلك ، غالبًا ما يتم احتواء SG في هواء غرف الغلايات وغرف الرماد ، حيث يتم تشكيلها أثناء احتراق الفحم المحتوي على الكبريت.

عندما يذوب في الماء ضعيف وغير مستقر حامض الكبريتيك H2SO3 (موجود فقط في محلول مائي)

SO2 + H2O ↔ H2SO3

يتفكك حمض الكبريت في خطوات:

H2SO3 ↔ H + + HSO3- (المرحلة الأولى ، يتكون hydrosulfite - الأنيون)

HSO3- ↔ H + + SO32- (المرحلة الثانية ، يتم تشكيل أنيون الكبريتيت)

يشكل H2SO3 سلسلتين من الأملاح - متوسطة (كبريتات) وحمضية (هيدروسلفيت).

التفاعل النوعي لأملاح حامض الكبريت هو تفاعل ملح مع حمض قوي ، بينما ينطلق غاز ثاني أكسيد الكبريت برائحة نفاذة:

Na2SO3 + 2HCl → 2NaCl + SO2 + H2O 2H + + SO32- → SO2 + H2O

أكسيد الكبريت (ثاني أكسيد الكبريت ، ثاني أكسيد الكبريت ، ثاني أكسيد الكبريت) هو غاز عديم اللون يحتوي على الظروف الطبيعيةرائحة مميزة حادة (تشبه رائحة عود الثقاب). يسيل تحت الضغط عند درجة حرارة الغرفة. ثاني أكسيد الكبريت قابل للذوبان في الماء مكونًا حامض الكبريتيك غير المستقر. أيضا ، هذه المادة قابلة للذوبان في حامض الكبريتيك والإيثانول. هذا هو أحد المكونات الرئيسية التي تتكون منها الغازات البركانية.

ثاني أكسيد الكبريت

الحصول على SO2 - ثاني أكسيد الكبريت - يتكون صناعيًا من حرق الكبريت أو تحميص الكبريتيدات (يستخدم البيريت بشكل أساسي).

4FeS2 (بيريت) + 11O2 = 2Fe2O3 + 8SO2 (ثاني أكسيد الكبريت).

في المختبر ، يمكن الحصول على ثاني أكسيد الكبريت من خلال عمل الأحماض القوية على hydrosulfites والكبريتات. في هذه الحالة ، يتحلل حمض الكبريت الناتج على الفور إلى ماء وثاني أكسيد الكبريت. على سبيل المثال:

Na2SO3 + H2SO4 (حمض الكبريتيك) = Na2SO4 + H2SO3 (حمض الكبريت).
H2SO3 (حامض الكبريت) = H2O (ماء) + SO2 (غاز كبريتي).

الطريقة الثالثة للحصول على ثاني أكسيد الكبريت هي تأثير حامض الكبريتيك المركز عند تسخينه على معادن منخفضة النشاط. على سبيل المثال: Cu (النحاس) + 2H2SO4 (حمض الكبريتيك) = CuSO4 (كبريتات النحاس) + SO2 (ثاني أكسيد الكبريت) + 2H2O (ماء).

الخواص الكيميائية لثاني أكسيد الكبريت

صيغة ثاني أكسيد الكبريت هي SO3. هذه المادة تنتمي إلى الأكاسيد الحمضية.

1. يذوب ثاني أكسيد الكبريت في الماء ليشكل حامض الكبريت. في ظل الظروف العادية ، يكون رد الفعل هذا قابلاً للانعكاس.

SO2 (ثاني أكسيد الكبريت) + H2O (الماء) = H2SO3 (حمض الكبريت).

2. مع القلويات ، يشكل ثاني أكسيد الكبريت كبريتات. على سبيل المثال: 2NaOH (هيدروكسيد الصوديوم) + SO2 (ثاني أكسيد الكبريت) = Na2SO3 (كبريتيت الصوديوم) + H2O (ماء).

3. النشاط الكيميائي لثاني أكسيد الكبريت مرتفع للغاية. أبرز خصائص الاختزال لثاني أكسيد الكبريت. في مثل هذه التفاعلات ، تزداد حالة أكسدة الكبريت. على سبيل المثال: 1) SO2 (ثاني أكسيد الكبريت) + Br2 (البروم) + 2H2O (الماء) = H2SO4 (حمض الكبريتيك) + 2HBr (بروميد الهيدروجين) ؛ 2) 2SO2 (ثاني أكسيد الكبريت) + O2 (أكسجين) = 2SO3 (كبريتيت) ؛ 3) 5SO2 (ثاني أكسيد الكبريت) + 2 KMnO4 (برمنجنات البوتاسيوم) + 2H2O (الماء) = 2H2SO4 (حمض الكبريتيك) + 2MnSO4 (كبريتات المنغنيز) + K2SO4 (كبريتات البوتاسيوم).

رد الفعل الأخير هو مثال رد فعل نوعيعلى SO2 و SO3. يحدث تلون البنفسجي).

4. في وجود عوامل اختزال قوية ، يمكن أن يظهر ثاني أكسيد الكبريت خواص مؤكسدة. على سبيل المثال ، من أجل استخلاص الكبريت من غازات النفايات في الصناعة المعدنية ، يتم استخدام تقليل ثاني أكسيد الكبريت بأول أكسيد الكربون (CO): SO2 (ثاني أكسيد الكبريت) + 2CO (أول أكسيد الكربون) = 2CO2 + S (كبريت).

أيضًا ، يتم استخدام الخصائص المؤكسدة لهذه المادة للحصول على حامض الفوسفوريك: PH3 (الفوسفين) + SO2 (غاز كبريتي) = H3PO2 (حمض الفوسفوريك) + S (كبريت).

أين يستخدم ثاني أكسيد الكبريت؟

يستخدم ثاني أكسيد الكبريت بشكل أساسي لإنتاج حامض الكبريتيك. كما أنها تستخدم في إنتاج المشروبات منخفضة الكحول (النبيذ وغيرها من المشروبات المتوسطة فئة السعر). بسبب خاصية هذا الغاز لقتل الكائنات الحية الدقيقة المختلفة ، يتم تبخير المستودعات ومخازن الخضار به. بالإضافة إلى ذلك ، يستخدم أكسيد الكبريت لتبييض الصوف والحرير والقش (تلك المواد التي لا يمكن تبييضها بالكلور). في المختبرات ، يستخدم ثاني أكسيد الكبريت كمذيب وللحصول على أملاح مختلفة من حامض الكبريت.

التأثير الفسيولوجي

يحتوي ثاني أكسيد الكبريت على خصائص سامة قوية. أعراض التسمم هي السعال ، سيلان الأنف ، بحة في الصوت ، طعم غريب في الفم ، التهاب شديد في الحلق. استنشاق ثاني أكسيد الكبريت بتركيزات عالية يسبب صعوبة في البلع والاختناق واضطراب الكلام والغثيان والقيء وتطور وذمة حادةرئتين.

MAC للغاز الحامض:
- في الداخل - 10 مجم / متر مكعب ؛
- متوسط ​​الحد الأقصى اليومي لمرة واحدة في الهواء الجوي - 0.05 مجم / متر مكعب.

تختلف الحساسية لثاني أكسيد الكبريت بين الأفراد والنباتات والحيوانات. على سبيل المثال ، من بين الأشجار ، يعتبر البلوط والبتولا الأكثر مقاومة ، وأشجار التنوب والصنوبر هي الأقل مقاومة.

أكسيد الكبريت (IV) له خصائص حمضية ، والتي تتجلى في التفاعلات مع المواد التي تظهر خصائص أساسية. تتجلى الخصائص الحمضية عند التفاعل مع الماء. في هذه الحالة يتكون محلول حامض الكبريتيك:

تحدد حالة أكسدة الكبريت في ثاني أكسيد الكبريت (+4) خصائص الاختزال والأكسدة لثاني أكسيد الكبريت:

vo-tel: S + 4 - 2e => S + 6

oct: S + 4 + 4e => S0

تتجلى خصائص الاختزال في التفاعلات مع عوامل مؤكسدة قوية: الأكسجين والهالوجينات وحمض النيتريك وبرمنجنات البوتاسيوم وغيرها. على سبيل المثال:

2SO2 + O2 = 2SO3

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

O20 + 4e => 2O-2 1

مع عوامل الاختزال القوية ، يعرض الغاز خصائص مؤكسدة. على سبيل المثال ، إذا قمت بخلط ثنائي أكسيد الكبريت وكبريتيد الهيدروجين ، فإنهما يتفاعلان في ظل الظروف العادية:

2H2S + SO2 = 3S + 2H2O

S-2 - 2e => S0 2

S + 4 + 4e => S0 1

حمض الكبريت موجود فقط في المحلول. إنه غير مستقر ويتحلل إلى ثاني أكسيد الكبريت والماء. حمض الكبريت ليس حمض قوي. وهو حمض متوسط ​​القوة وينفصل في خطوات. عندما يضاف القلوي إلى حمض الكبريتيك ، تتشكل الأملاح. يعطي حامض الكبريت سلسلتين من الأملاح: متوسطة - كبريتات وحمضية - هيدروسلفيت.

أكسيد الكبريت (السادس)

يُظهر ثالث أكسيد الكبريت خواصًا حمضية. يتفاعل بعنف مع الماء ويطلق عدد كبير منالدفء. يستخدم هذا التفاعل للحصول على أهم منتج في الصناعة الكيميائية - حامض الكبريتيك.

SO3 + H2O = H2SO4

منذ الكبريت في ثالث أكسيد الكبريت أعلى درجةالأكسدة ، ثم يظهر أكسيد الكبريت (VI) خواص مؤكسدة. على سبيل المثال ، يؤكسد الهاليدات ، غير الفلزات ذات القدرة الكهربية المنخفضة:

2SO3 + C = 2SO2 + CO2

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

C0 - 4e => C + 4 2

يتفاعل حمض الكبريتيك ثلاثة أنواع: قاعدة حمضية ، التبادل الأيوني ، الأكسدة والاختزال. كما أنه يتفاعل بنشاط مع المواد العضوية.

التفاعلات الحمضية القاعدية

يُظهر حامض الكبريتيك خواصًا حمضية في التفاعلات مع القواعد والأكاسيد القاعدية. من الأفضل إجراء هذه التفاعلات باستخدام حمض الكبريتيك المخفف. نظرًا لأن حامض الكبريتيك ثنائي القاعدة ، فيمكنه تكوين أملاح متوسطة (كبريتات) وأملاح حمضية (هيدرو كبريتات).

تفاعلات التبادل الأيوني

يتميز حمض الكبريتيك بتفاعلات التبادل الأيوني. في الوقت نفسه ، يتفاعل مع المحاليل الملحية ، مكونًا راسبًا ، أو حمضًا ضعيفًا ، أو يطلق غازًا. تستمر هذه التفاعلات بمعدل أسرع عند استخدام حمض الكبريتيك المخفف بنسبة 45٪ أو حتى أكثر. يحدث تطور الغاز في تفاعلات مع أملاح الأحماض غير المستقرة ، والتي تتحلل لتكوين غازات (كربونية ، كبريتية ، كبريتيد الهيدروجين) أو لتكوين أحماض متطايرة ، مثل الهيدروكلوريك.

تفاعلات الأكسدة والاختزال

يتجلى حمض الكبريتيك بشكل واضح في خصائصه في تفاعلات الأكسدة والاختزال ، حيث أن الكبريت في تركيبته له أعلى حالة أكسدة تبلغ +6. يمكن العثور على الخواص المؤكسدة لحمض الكبريتيك في التفاعل ، على سبيل المثال ، مع النحاس.

يوجد عنصرين مؤكسدين في جزيء حمض الكبريتيك: ذرة كبريت مع S.O. +6 وأيونات الهيدروجين H +. لا يمكن أكسدة النحاس بالهيدروجين إلى حالة الأكسدة +1 ، ولكن يمكن للكبريت. هذا هو سبب أكسدة معدن غير نشط مثل النحاس بحمض الكبريتيك.

يستخدم معظم أكسيد الكبريت (IV) لإنتاج حامض الكبريتيك. يستخدم أكسيد الكبريت (IV) أيضًا للحصول على أملاح مختلفة من حامض الكبريت. يُظهر حامض الكبريتيك خواصًا حمضية في التفاعلات مع القواعد والأكاسيد القاعدية. نظرًا لأن حمض الكبريتيك ثنائي القاعدة ، فإنه يشكل سلسلتين من الأملاح: متوسطة - كبريتات ، على سبيل المثال Na2SO4 ، وحمضية - كبريتات ، على سبيل المثال NaHSO4.

كما أنه يذوب في الإيثانول وحمض الكبريتيك. في ظل وجود عوامل اختزال قوية ، فإن ثاني أكسيد الكبريت قادر على إظهار خصائص مؤكسدة. غالبًا ما يُلاحظ ترسيب هباء حمض الكبريتيك من مشاعل الدخان للمؤسسات الكيميائية في انخفاض الغيوم ورطوبة الهواء العالية.

يصل ثاني أكسيد الكبريت إلى أعلى تركيزاته في نصف الكرة الشمالي ، خاصة فوق أراضي الولايات المتحدة الأمريكية وأوروبا والصين والجزء الأوروبي من روسيا وأوكرانيا. يستخدم تكوين راسب أبيض من BaSO4 (غير قابل للذوبان في الأحماض) لتحديد حامض الكبريتيك والكبريتات القابلة للذوبان.

حمض الكبريت موجود فقط في المحلول. يُظهر ثالث أكسيد الكبريت خواصًا حمضية. يستخدم هذا التفاعل للحصول على أهم منتج في الصناعة الكيميائية - حامض الكبريتيك. نظرًا لأن الكبريت الموجود في ثالث أكسيد الكبريت لديه أعلى حالة أكسدة ، فإن أكسيد الكبريت (VI) يعرض خصائص مؤكسدة.

سؤال: ماذا الخواص الكيميائيةحامض هل تعلم تستخدم أيضًا كمادة حافظة ( إمداد غذائي E220). نظرًا لأن هذا الغاز يقتل الكائنات الحية الدقيقة ، يتم تبخير مخازن الخضار والمستودعات به. المشاريع الحرارية للمعادن غير الحديدية و علم المعادن الحديدية، وكذلك محطات الطاقة الحرارية التي تنبعث منها سنويًا عشرات الملايين من الأطنان من أنهيدريد الكبريت في الغلاف الجوي. 4. تفاعلات الأكسدة الذاتية والشفاء الذاتي للكبريت ممكنة أيضًا عندما تتفاعل مع الكبريتيت.

وهكذا ، يمكن لثاني أكسيد الكبريت وحمض الكبريت وأملاحه إظهار خصائص مؤكسدة ومختزلة. يستخدم كبريتيد الهيدروجين لإنتاج الكبريتات والكبريتات والثيوسلفات وحمض الكبريتيك ، في الممارسة المختبرية - لترسيب الكبريتيدات. يتم استخدامه في إنتاج أحماض الفوسفوريك والهيدروكلوريك والبوريك والهيدروفلوريك وغيرها من الأحماض.

يعرض الخصائص النموذجية للأكاسيد الحمضية وقابل للذوبان في الماء بدرجة عالية ، مكونًا حمض كبريتي ضعيف. تعتمد الخواص الكيميائية لحمض الكبريتيك إلى حد كبير على تركيزه. كبريتات النحاس CuSO4 5H2O تستخدم في زراعةلمكافحة الآفات وأمراض النبات.

مركبات الكبريت بحالة أكسدة +1

3. اكتب معادلات التفاعل التي تميز خصائص حامض الكبريتيك المخفف على شكل إلكتروليت. الكبريت البلاستيكي داكن اللون ويمتد مثل المطاط. عملية أكسدة أكسيد إلى آخر قابلة للعكس. التأثيرات الحرارية للتفاعلات الكيميائية. التغيير الدوري في خواص الأكاسيد والهيدروكسيدات ومركبات الهيدروجين العناصر الكيميائية. الخصائص الفيزيائية والكيميائية للهيدروجين.

يذوب في الماء ليشكل حامض كبريتي غير مستقر. الذوبان 11.5 جم / 100 جم ماء عند 20 درجة مئوية ، يتناقص مع زيادة درجة الحرارة. يتم توسط تأثير توسع الأوعية لثاني أكسيد الكبريت من خلال قنوات الكالسيوم الحساسة لـ ATP وقنوات الكالسيوم من النوع L ("ديهيدروبيريدين"). يضعف ثاني أكسيد الكبريت الموجود في الغلاف الجوي للأرض بشكل كبير من تأثير غازات الدفيئة (ثاني أكسيد الكربون والميثان) على ارتفاع درجة حرارة الغلاف الجوي.

يرتبط تنوع أشكال ثالث أكسيد الكبريت بقدرة جزيئات SO3 على البلمرة بسبب تكوين روابط متقبلية من المانحين. تمتزج الهياكل البوليمرية لـ SO3 بسهولة مع بعضها البعض ، وعادةً ما تتكون مادة SO3 الصلبة من خليط أشكال مختلفة، المحتوى النسبي الذي يعتمد على شروط الحصول على أنهيدريد الكبريتيك.

الزاج الحديدي FeSO4 7H2O كان يستخدم سابقًا لعلاج الجرب والديدان الطفيلية والأورام الغدية ، ويستخدم حاليًا لمكافحة الآفات الزراعية. تم الحصول على ملح جلوبر "(ميرابيليت) Na2SO4 10H2O بواسطة الكيميائي الألماني I.R. Glauber من خلال عمل حمض الكبريتيك على كلوريد الصوديوم ، ويستخدم في الطب كملين.

إنه غير مستقر ويتحلل إلى ثاني أكسيد الكبريت والماء. حمض الكبريت ليس حمض قوي. وهو حمض متوسط ​​القوة وينفصل في خطوات. يدخل حامض الكبريتيك في تفاعلات من ثلاثة أنواع: القاعدة الحمضية ، التبادل الأيوني ، الأكسدة والاختزال.

من الأفضل إجراء هذه التفاعلات باستخدام حمض الكبريتيك المخفف. يتميز حمض الكبريتيك بتفاعلات التبادل الأيوني. يحدث تطور الغاز في تفاعلات مع أملاح الأحماض غير المستقرة ، والتي تتحلل لتكوين غازات (كربونية ، كبريتية ، كبريتيد الهيدروجين) أو لتكوين أحماض متطايرة ، مثل الهيدروكلوريك.

انتباه! تعد معاينة الشرائح للأغراض الإعلامية فقط وقد لا تمثل النطاق الكامل للعرض التقديمي. المهمة: اكتب معادلة لتفكك حامض الكبريتيك.

ومن المثير للاهتمام أن الحساسية تجاه ثاني أكسيد الكبريت تتفاوت بشكل كبير بين الأفراد والحيوانات والنباتات. يحتوي ثيوسلفات الصوديوم على ذرتين من الكبريت في حالات أكسدة مختلفة ويظهر خصائص مختزلة.

يبيض SO2 الأصباغ العضوية ويستخدم لتبييض الحرير والصوف والقش. يستخدم حامض الكبريتيك المركز لتنقية المنتجات البترولية من الكبريت وغير المشبع مركبات العضوية. بسبب رطوبته العالية ، فإنه يستخدم لتجفيف الغازات ، لتركيز حامض النيتريك.

كبريتيد الهيدروجين وكبريتيد. عندما يذوب كبريتيد الهيدروجين في الماء ، يتشكل حمض الكبريتيك الضعيف ، وتسمى أملاحه كبريتيد. يمكن أن تكون أملاح حمض الكبريت ، مثل ثنائي القاعدة ، متوسطة - كبريتيت ، على سبيل المثال كبريتات الصوديوم Na2SO3 ، وحمضية - هيدروسلفيت ، على سبيل المثال هيدرو سلفيت الصوديوم NaHSO3.

كما أنه يستخدم كمذيب في المختبرات. المعلم: حمض الكبريتيك مركب غير مستقر ، يتحلل بسهولة إلى أكسيد الكبريت (IV) والماء ، لذلك فهو موجود فقط في المحاليل المائية. في برج الامتصاص ، يتم امتصاص أكسيد الكبريت (VI) بواسطة حامض الكبريتيك المركز. ثاني أكسيد الكبريت هو أحد الغازات الرئيسية التي تلوث الغلاف الجوي بسبب تكوينه بكميات كبيرة كنفايات.

أكسيد الكبريت وحمض الكبريتيك

أكسيد الكبريت (IV) ، أو ثاني أكسيد الكبريت ، في ظل الظروف العادية ، وهو غاز عديم اللون له رائحة خانقة نفاذة. عند تبريده إلى -10 درجة مئوية ، فإنه يتحول إلى سائل عديم اللون.

إيصال

1. في ظل ظروف المختبر ، يتم الحصول على أكسيد الكبريت (IV) من أملاح حامض الكبريت عن طريق عمل الأحماض القوية عليها:

Na 2 SO 3 + H 2 SO 4 \ u003d Na 2 SO 4 + S0 2 + H 2 O 2NaHSO 3 + H 2 SO 4 \ u003d Na 2 SO 4 + 2SO 2 + 2H 2 O 2HSO - 3 + 2H + \ u003d 2SO 2 + 2H2O

2 - يتكون ثاني أكسيد الكبريت أيضًا من تفاعل حامض الكبريتيك المركز عند تسخينه مع معادن منخفضة النشاط:

Cu + 2H 2 SO 4 \ u003d CuSO 4 + SO 2 + 2H 2 O

النحاس + 4Н + + 2SO 2- 4 \ u003d النحاس 2+ + SO 2- 4 + SO 2 + 2H 2 O

3. يتكون أكسيد الكبريت (IV) أيضًا عند حرق الكبريت في الهواء أو الأكسجين:

4. في ظل الظروف الصناعية ، يتم الحصول على SO 2 عن طريق تحميص البيريت FeS 2 أو خامات الكبريت من المعادن غير الحديدية (الزنك المخلوط ZnS ، بريق الرصاص PbS ، إلخ):

4FeS 2 + 11O 2 \ u003d 2Fe 2 O 3 + 8SO 2

الصيغة الهيكلية لجزيء SO 2:

تشارك أربعة إلكترونات كبريتية وأربعة إلكترونات من ذرتين من الأكسجين في تكوين روابط في جزيء SO 2. التنافر المتبادل بين أزواج الإلكترون المترابطة وزوج الإلكترون غير المشترك من الكبريت يعطي الجزيء شكلًا زاويًا.

الخواص الكيميائية

1. يعرض أكسيد الكبريت (IV) جميع خصائص الأكاسيد الحمضية:

التفاعل مع الماء

التفاعل مع القلويات ،

التفاعل مع الأكاسيد الأساسية.

2. يتميز أكسيد الكبريت (IV) بخصائص الاختزال:

S +4 O 2 + O 0 2 "2S +6 O -2 3 (في وجود محفز ، عند التسخين)

ولكن في وجود عوامل اختزال قوية ، يتصرف SO 2 كعامل مؤكسد:

يتم تفسير ازدواجية الأكسدة والاختزال لأكسيد الكبريت (IV) من خلال حقيقة أن الكبريت لديه حالة أكسدة تبلغ +4 ، وبالتالي يمكن ، بإعطاء إلكترونين ، أن يتأكسد إلى S +6 ، ويستقبل 4 إلكترونات ، يتم تقليله إلى S °. يعتمد مظهر هذه الخصائص أو غيرها على طبيعة المكون المتفاعل.

أكسيد الكبريت (IV) قابل للذوبان بدرجة عالية في الماء (40 مجلداً من SO 2 يذوب في حجم واحد عند 20 درجة مئوية). في هذه الحالة ، يوجد حمض الكبريت فقط في محلول مائي:

SO 2 + H 2 O "H 2 SO 3

رد الفعل قابل للعكس. في محلول مائي ، يكون أكسيد الكبريت (IV) وحمض الكبريتيك في حالة توازن كيميائي ، يمكن إزاحتهما. عند ربط H 2 SO 3 (معادلة الحمض

ش) يستمر التفاعل نحو تكوين حامض الكبريتيك ؛ عند إزالة SO 2 (النفخ من خلال محلول النيتروجين أو التسخين) ، يستمر التفاعل نحو مواد البداية. يحتوي محلول حامض الكبريتيك دائمًا على أكسيد الكبريت (IV) ، مما يمنحه رائحة نفاذة.

يحتوي حامض الكبريت على جميع خصائص الأحماض. ينفصل في الحل خطوة بخطوة:

H 2 SO 3 "H + + HSO - 3 HSO - 3" H + + SO 2- 3

غير مستقر حراريا ، متطاير. يشكل حامض الكبريت ، باعتباره حمض ثنائي القاعدة ، نوعين من الأملاح:

متوسطة - كبريتات (Na 2 SO 3) ؛

حمضية - هيدروسلفيت (NaHSO 3).

تتشكل الكبريتات عندما يتم تحييد الحمض تمامًا باستخدام مادة قلوية:

H 2 SO 3 + 2NaOH \ u003d Na 2 SO 3 + 2H 2 O

يتم الحصول على Hydrosulfites مع نقص القلويات:

H 2 SO 3 + NaOH \ u003d NaHSO 3 + H 2 O

حمض الكبريت وأملاحه له خصائص مؤكسدة واختزال ، والتي تحددها طبيعة شريك التفاعل.

1. لذلك ، تحت تأثير الأكسجين ، تتأكسد الكبريتات إلى كبريتات:

2Na 2 S +4 O 3 + O 0 2 \ u003d 2Na 2 S +6 O -2 4

تتم عملية أكسدة حامض الكبريت مع برمنجنات البوتاسيوم والبروم بسهولة أكبر:

5H 2 S +4 O 3 + 2KMn +7 O 4 \ u003d 2H 2 S +6 O 4 + 2Mn +2 S +6 O 4 + K 2 S +6 O 4 + 3H 2 O

2. في وجود عوامل اختزال أكثر نشاطًا ، تظهر الكبريتات خصائص مؤكسدة:

تعمل أملاح حامض الكبريت على إذابة جميع هيدروسلفيت وكبريتيت الفلزات القلوية تقريبًا.

3. بما أن H 2 SO 3 هو حمض ضعيف ، فإن عمل الأحماض على الكبريتات والهيدروسلفيت يطلق SO 2. تُستخدم هذه الطريقة عادةً عند الحصول على SO 2 في المختبر:

NaHSO 3 + H 2 SO 4 \ u003d Na 2 SO 4 + SO 2 + H 2 O

4. تتحلل الكبريتات القابلة للذوبان في الماء بسهولة ، مما يؤدي إلى زيادة تركيز أيونات OH في المحلول:

Na 2 SO 3 + NON "NaHSO 3 + NaOH

طلب

يزيل أكسيد الكبريت (IV) وحمض الكبريتيك العديد من الأصباغ ، مكونين مركبات عديمة اللون معهم. يمكن أن يتحلل الأخير مرة أخرى عند تسخينه أو في الضوء ، ونتيجة لذلك يتم استعادة اللون. لذلك ، يختلف تأثير التبييض لـ SO 2 و H 2 SO 3 عن تأثير التبييض للكلور. عادة ، يبيض rxide الكبريت (IV) الصوف والحرير والقش.

أكسيد الكبريت (IV) يقتل العديد من الكائنات الحية الدقيقة. لذلك ، للقضاء على فطريات العفن ، يقومون بتبخير الأقبية الرطبة ، والأقبية ، وبراميل النبيذ ، إلخ. كما أنها تستخدم في نقل وتخزين الفاكهة والتوت. بكميات كبيرة ، يستخدم أكسيد الكبريت IV) لإنتاج حامض الكبريتيك.

أحد التطبيقات المهمة هو محلول هيدروسلفيت الكالسيوم CaHSO 3 (سائل كبريتيت) ، والذي يستخدم لمعالجة لب الخشب والورق.