Оксид сірки

Оксид сірки


Сірка поширена в земній корі, серед інших елементів займає шістнадцяте місце. Вона зустрічається як у вільному стані, так і в пов'язаному вигляді. Неметалічні властивості характерні для цього хімічного елемента. Її латинська назва «Sulfur», позначається символом S. Елемент входить до складу різних іонів сполук, що містять кисень і/або водень, утворює багато речовин, що відносяться до класів кислот, солей і кілька окислів, кожен з яких може бути названий оксид сірки з додаванням символів, що позначають валентність. Ступені окислення, які вона виявляє в різних сполуках + 6, + 4, + 2, 0, ‑ 1, ‑ 2. Відомі окиси сірки з різним ступенем окислення. Найпоширеніші - це діоксид і тріоксид сірки. Менш відомими є монооксид сірки, а також вищі (крім SO3) і нижчі окиси цього елемента.

Монооксид сірки

Неорганічне з'єднання, зване оксид сірки II, SO, за зовнішнім виглядом ця речовина є безбарвним газом. При контакті з водою він не розчиняється, а реагує з нею. Це дуже рідкісне з'єднання, яке зустрічається тільки в розрідженому газовому середовищі. Молекула SO термодинамічно нестійка, перетворюється спочатку на S2O2, (називають disulfur газ або пероксид сірки). Через рідкісну появу монооксиду сірки в нашій атмосфері і низьку стабільність молекули важко повною мірою визначити небезпеки цієї речовини. Але в сконденсованому або більш концентрованому вигляді окисел перетворюється на пероксид, який є відносно токсичним і їдким. Ця сполука також легко займається (нагадує цією властивістю метан), при спалюванні виходить діоксид сірки - отруйний газ. Оксид сірки 2 був виявлений біля Іо (одного із супутників Юпітера), в атмосфері Венери і в міжзоряному середовищі. Передбачається, що на Іо він виходить в результаті вулканічних і фотохімічних процесів. Основні фотохімічні реакції виглядають наступним чином: O + S2 → S + SO и SO2 → SO + O.

Сірчистий газ

Оксид сірки IV, або двоокис сірки (SO2) є безбарвним газом з задушливим різким запахом. При температурі мінус 10 С він переходить в рідкий стан, а при температурі мінус 73 С ствердіває. При 20S в 1 літрі води розчиняється близько 40 обсягів SO2.

Цей оксид сірки, розчиняючись у воді, утворює сірчисту кислоту, оскільки є її ангідридом: SO2 + H2O ↔ H2SO3.

Він взаємодіє з підставами і основними оксидами: 2NaOH + SO2 → Na2SO3 + H2O и SO2 + CaO → CaSO3.

Для сірчистого газу характерні властивості і окислювача, і відновлювача. Він окисляється киснем повітря до сірчаного ангідриду в присутності каталізатора: SO2 + O2 → 2SO3. З сильними відновителями, такими як сірководень, грає роль окислювача: H2S + SO2 → S + H2O.

Сірчистий газ у промисловості використовують переважно для отримання сірчаної кислоти. Діоксид сірки отримують спалюванням сірки або залізного колчедану: 11O2 + 4FeS2 → 2Fe2O3 + 8SO2.

Сірчаний ангідрид

Оксид сірки VI, або триокис сірки (SO3) є проміжним продуктом і самостійного значення не має. За зовнішнім виглядом це безбарвна рідина. Вона кипить при температурі 45 С, а нижче 17 С перетворюється на білу кристалічну масу. Цей вищий оксид сірки (зі ступенем окислення атома сірки + 6) відрізняється крайньою гігроскопічністю. З водою він утворює кислоту сірчану: SO3 + H2O ↔ H2SO4. Розчиняючись у воді, виділяє велику кількість тепла і, якщо додавати не поступово, а відразу велику кількість оксиду, то може статися вибух. Тріоксид сірки добре розчиняється в концентрованій кислоті сірчаної з утворенням олеуму. Вміст SO3 в олеумі сягає 60%. Для цього з'єднання сірки характерні всі властивості кислотного оксиду.

Вищі та нижчі оксиди сірки

Вищі оксиди сірки представляють собою групу хімічних сполук з формулою SO3 + х, де х може бути 0 або 1. Мономерний окисел SO4 містять пероксогрупу (O-O) і характеризується, як і окисел SO3, ступенем окислення сірки + 6. Цей оксид сірки може бути отриманий при низьких температурах (нижче 78 К) в результаті реакції SO3 і атомарного кисню або фотолізі SO3 в суміші з озоном.

Нижчі оксиди сірки являють собою групу хімічних сполук, до якої входять:

  • SO (оксид сірки і його дімер S2O2);
  • S2O;
  • монооксиди сірки SnO (є циклічними сполуками, що складаються з кілець, утворених атомами сірки, при цьому n може бути від 5 до 10);
  • S7O2;
  • полімерні оксиди сірки.

Інтерес до нижчих оксидів сірки збільшився. Це пов'язано з необхідністю вивчення їх змісту в наземній і позаземній атмосферах.