::НЕМЕТАЛЛЫ

::Элементы подгруппы кислорода

СЕРА:

Изотопы серы: 32S (>95 %), 33S, 34S, 36S.
Электронное строение атома: Is²2s²2p⁶3s²3p⁴.
Валентность: II, IV, VI.
Степени окисления: -2, -1, 9" (+2), +4, +6.
Входит в состав белков (аминокислоты цистеин и цистин образуют ди-сульфидные мостики, определяющие пространственное строение белков).

Простое вещество
Аллотропные модификации серы: ромбическая (а), моноклинная (р), пластическая. Сера - желтое твердое вещество, нерастворимое в воде. Образует зигзагообразные цепи Sn (n>1000). Наиболее устойчивое состояние серы - S8 (циклическое соединение).
В природе встречается в виде самородной серы S и соединений: FeS2 (пирит), ZnS, PbS, HgS, CaSO₄*2H₂O (гипс), Na₂SO₄*10H₂O (глауберова соль), MgSO₄*7H₂O (горькая соль).
Химические свойства
Образует соединения со многими элементами, проявляя свойства как окислителя, так и восстановителя.
1) Взаимодействие с простыми веществами:
S + O₂ -> SO₂;
S + H₂ t ->H₂S;
S + Fe t -> FeS
3S + 2P t ->P₂S₃;
2S + С t ->CS₂;
2S + C1₂ t ->S₂C1₂
2) Взаимодействие с кислотами:
S + 2H₂SO₄ (конц.) -> 3SO₂ + 2H₂O
S + 2HNO₃ (разб.) -> 2NO + H₂SO₄
S + 6HNO₃ (конц.) -> 6NO₂ + H₂SO₄ + 2H₂O
3) Взаимодействие со щелочами (диспропорционирование):
3S ^4- 6КОН t ->2K₂S + K₂SO₃ + 3H₂O
Соединения серы
Сероводород H₂S

Физические свойства и медико-биологическое значение
Газ с запахом тухлых яиц. Ядовит.
Сероводородная вода (раствор сероводорода в воде) применяется в медицине для лечения ревматизма и кожных заболеваний. Является одним из компонентов минеральных вод,
Получение
1) Взаимодействие сульфидов с НС! или разбавленной H₂SO₄:
FeS +2НС1 -> FeCI₂ +H₂S
2) Реакция серы с водородом:
H₂ + S t >H₂S
3) Взаимодействие активных металлов с концентрированной серной кислотой (наряду с H2S в этой реакции могут выделяться SO2 и Si):
4Zn + 5H₂SO₄ (конц.) -> H₂S + 4ZnSO₄ + 4Н₂О
Химические свойства

I. Кислотно-основные свойства.
1) Раствор сероводорода в воде - сероводородная кислота - слабая двухосновная кислота, диссоциирующая ступенчато.
2) Реагирует с основными оксидами, основаниями и солями:
H2S + СаО -" CaS + Н₂О ; H₂S + КОН -" KHS + Н₂О H₂S + CuSO₄ ~> CuSi + H₂SO₄
3) Соли сероводородной кислоты гидролизуются по аниону:
S²-+ HOH->HS^-+OH^-
HS^-4-HOH->H2S^-OH^-
Сульфид алюминия A1₂S₃ необратимо гидролизуется по аниону и катиону (см. тему "Вода").

П. Окислительно-восстановительные свойства.
1) Как окислитель взаимодействует только с металлами, стоящими до одорода в электрохимическом ряду напряжений металлов:
Zn + H₂S ->ZnS +H₂
2) Сильный восстановитель: S-2 ->S° -> S+4 -> S+6.
2H₂S + ЗО₂(избыток) -> 2SO₂ + 2H₂O
2H₂S + О2(недостаток) -> 2S°v+ 2H₂O
H₂S + C1₂ -> S°v + 2HC1
5H₂S ₄-2KMnO₄ + ЗН₂8О₄(разб.) -> 5S°v + 2MnSO₄ + K₂SO₄ + 8H₂O
3H₂S + K₂Cr₂O₇ + 4Н₂8О₄(разб.) -> 3S°v+ Cr₂(SO₄)₃ + K₂SO₄ + 7H₂O
H₂S + 2FeCl₃ -> 2FeCl₂ + 2HC1 + S°v

Оксид серы(IV), сернистый газ
Физические свойства
Бесцветный газ с резким запахом, ядовит.
Получение
1) Взаимодействие серы с кислородом:
S + O₂ -> SO₂
2) Взаимодействие концентрированной серной кислоты с неактивными металлами:
Сu + 2Н₂SО₄(конц.) -> SO₂ + CuSO₄ + 2Н₂О
3) Горение сероводорода в избытке кислорода (см. выше).
4) Взаимодействие сульфитов с соляной кислотой или разбавленной серной кислотой:
Na₂S0₃ + 2НС1 -> 2NaCl + SO₂ +H₂O
5) Окислительный обжиг сульфидов:
2ZnS + ЗО₂ -> 2SO₂ + 2ZnO
6) Обжиг пирита FeS₂ (промышленный способ):
4FeS₂ + 11O₂->2Fe₂O₃ + 8SO₂
Химические свойства
I. Кислотно-основные свойства - ангидрид сернистой кислоты.
SO₂ + Н₂О -> H₂SO₃
SO2 + CaO -> CaSO3
SO2 + NaOH -> NaHSO3
SO2 + 2NaOH -> Na2SO3 + H2O
П. Окислительно-восстановительные свойства: окислитель (а) и восстановитель (б, в):
a) SO₂ + 2H₂S -> 3S0 + 2H₂O
6)2S0₂ + 0₂ V₂O₅ > 2S0₃
в) 5SO₂ + 2KMnO₄ + 2H₂O -> K₂SO₄ + 2MnSO₄ + 2H₂SO₄
Сернистая кислота H₂SO₃
Получение
SO₂ + H₂O -> H₂SO₃;
Na₂SO₃ + 2НС1 -> 2NaCl + H₂SO₃
Химические свойства
Неустойчива, существует только в водных растворах:
H₂SO₃ -> SO₂ + Н₂О

I. Кислотные свойства.
Слабая двухосновная кислота. Образует кислые соли - гидросульфиты [NaHSO3, Ca(HSO₃)₂] и средние соли - сульфиты (Na₂SO₃, CaSO₃), подвергающиеся гидролизу по аниону:
8О₃^2- + НОН -> HSO₃^- + ОН^-
Взаимодействует с основными оксидами, основаниями и солями:
H₂SO₃ + CaO -> CaSO₃ + Н₂О
H₂S0₃ - КОН --> KHSO₃ + Н₂О
H₂SO₃ + 2КОН --> K₂SO₃ -f 2H₂O
H₂SO₃ + ВаС1₂ -> BaSO₃ + 2НС1