Сера

Физические свойства. Сера—твердое хрупкое вещество желтого цвета .Плохо проводит теплоту и электричество. В воде нерастворима, но хорошо растворяется в сероуглероде, бензоле, анилине и некоторых других растворителях.

Аллотропные модификации. Известно несколько аллотропных модификаций серы: сера ромбическая, моноклинная и пластическая. Наиболее устойчивой модификацией является ромбическая сера, в нее самопроизвольно через некоторое время превращаются все остальные модификации. При обычных условиях сера существует в виде восьмиатомных молекул S,, имеющих циклическое строение.

Химические свойства. Наиболее характерные химические реакции для серы — присоединение двух электронов, недостающих для завершения электронного слОя. В обычных условиях сера малоактивна. При повышении температуры ее активность растет: Н, + S = H,S.

Сера вступает в реакции и с другими неметаллами (при нагревании): 3S + 2Р = P,Sa S + С1г = SClr

При сгорании серы на воздухе или в кислороде образуются оксид серы (IV) и частично оксид серы (VI): S + О, = SO, 2S + ЗО, = 2SO,.

В этих реакциях сера выступает в роли восстановителя. При взаимодействии с металлами сера проявляет окислительные свойства. С большинством металлов сера реагирует при нагревании, но в реакции со ртутью взаимодействие проис- ' ходит уже при комнатной температуре: S + Hg = HgS.

Сера вступает в реакцию с медью, железом, цинком, алюминием, образуя сульфиды

Применение. Сера широко применяется в промышленности и сельском хозяйстве. Ее используют для борьбы с вредителями, с болезнями винограда и хлопчатника.

Серная кислота

Серная кислота — сильная двухосновная кислота, диссоциирует в две ступени:

±5 н* + hso - hso4-+ so-.

Физические свойства. Серная кислота — бесцветная, малолетучая маслянистая жидкость с плотностью 1,84. Продажная серная кислота обычно содержит 96,5% HJSOJ. Серная кислота хорошо растворяется в воде, является сильным водоотнимающим средством. Растворение сопровождается выделением большого количества тепла, так как идет образование гидратов H,S04 - Н20.

Химические свойства. Сильный окислитель. Разбавленная серная кислота растворяет металлы, стоящие в ряду стандартных электродных потенциалов до водорода. Например: Fe + H,S04 = FeS04 + Н,Т. Металлы, стоящие правее водорода, в разбавленной серной кислоте не растворяются.

Концентрированная серная кислота при обычных условиях со многими металлами не реагирует. При нагревании она взаимодействует почти со всеми металлами за исключением золота, платины и некоторых других. При взаимодействии концентрированной серной кислоты с металлами водород не выделяется. Кислота вначале окисляет металл до оксида, а потом взаимодействует с оксидом металла. Суммарный процесс можно выразить следующим уравнением: Си + 2H,S04 = CuS04 + 2HjO + S02f.

При взаимодействии с более активными металлами продуктами восстановления могут быть как SO,, так и свободная сера и сероводород. Некоторые металлы, например, железо, с концентрированной серной кислотой не взаимодействуют. Это связано с тем, что на поверхности таких металлов образуется плотная оксидная пленка, предохраняющая их от дальнейшего растворения. Концентрированная серная кислота при нагревании может окислять и неметаллы, например, серу, углерод:

S + 2H,SO„ = 3SO/T + 2Н,0.

Получение. Химические основы производства серной кислоты контактным способом.

В основе получения серной кислоты контактным способом лежат три процесса: 1)

синтез сернистого газа: S02: 4FeS2 + І Ю, = 2Fe,05 + 8S02; 2)

окисление: SO, в SO,: 2SO, + 2SOS; '

Окисление SO, в SOj происходит в контактном аппарате при высокой температуре (450 °С) в присутствии катализатора (V,Os или сульфат ванадила V0S04); 3)

поглощение SOj 98'/» раствором серной кислоты.