Вопрос 40. Серная кислота. Методы получения. Химические свойства

Физические свойства

Безводная серная кислота – бесцветная маслянистая жидкость, растворяет SO₃ в любых соотношениях, образуя олеум H2SO4_*nSO3. При n=1 образуются бесцветные кристаллы дисерной кислоты H₂S₂O₇

Получение

В промышленности серную кислоту получают двумя способами 1) Контактный способ Сначала измельченный влажный пирит или цинковые обманки обжигают, получая SO₂. Затем полученный газ в контактном аппарате окисляют до SO₃. В поглотильной башне происходит поглощение оксида серы (VI) концентрированной серной кислотой. Образуется олеум, который впоследствии разбавляют, получая серную кислоту 2) Нитрозный способ Данный способ является устаревшим. NO₂ + SO₂ + H₂O = H₂SO₄ + NO

Химические свойства серной кислоты

Концентрированная серная кислота обладает сильно выраженными водоотнимающими свойствами. Она способна дегидратировать и обугливать многие органические вещества С₁₂H₂₂O₁₁ =^H2SO4 12C + 11H₂O

В водных растворах H₂SO₄ образует два ряда солей – сульфаты и гидросульфаты. Гидросульфаты в растворе дают чисто кислую среду по причине высокой константы диссоциации HSO₄^- ↔ H⁺ + SO₄^2-

Разбавленная серная кислота проявляет все характерные свойства кислот Zn + H₂SO₄ = ZnSO₄ + H₂

Концентрированная кислота – сильный окислитель. В реакции в зависимости от активности металла и температуры, восстанавливается до SO₂, S или H₂S 2Ag + 2H₂SO₄ = Ag₂SO₄ + SO₂ + 2H₂O 4Mg + 5H₂SO₄ = 4MgSO₄ + H₂S + 4H₂O

На холоду концентрированная серная кислота пассивирует ряд металлов (Fe, Al, Cr, Bi, Co, Ni и др) за счет образования оксидной пленки

Реагирует со многими веществами-восстановителями. В зависимости от их активности могут образовываться различные вещества. Так, например, интересна реакция с галогенидами. С хлоридом проходит обычная обменная реакция, с бромидом – выделяется SO₂, а с йодидом, наиболее сильным галогенидом-восстановителем – H₂S

Вопрос 41. Соединения серы, селена, теллура со степенью окисления +6 (оксиды, гидроксиды, соли). Методы получения, кислотно-основные, окислительно-восстановительные свойства соединений. Вопрос 42. Селен, теллур (оксиды, гидроксиды, соли). Получение и свойства

Триоксиды

Физические свойства

SO₃ – летучая жидкость, легко полимеризуется благодаря образования донорно-акцепторных связей SeO₃ – бесцветные кристаллы TeO₃ – желтый порошок

Сила кислот уменьшается в ряду H2SO4  H2SeO4  H2TeO4 Окислительные свойства уменьшаются в ряду H2SeO4  H2TeO4 H2SO4 Устойчивость оксидов увеличивается в ряду SO3  TeO3  SeO3 (но вообще они все довольно устойчивые, разлагаются лишь при температуре и то не низкой)

Получение

Оксид серы (VI) получают каталитическим окислением сернистого газа под катализатором V₂O₅ или Pt

Оксид селена (VI) можно получить ОВР из селената K₂SeO₄ + SO₃ = K₂SO₄ + SeO₃

Оксид теллура (VI) получают разложением теллуровой кислоты H₆TeO₆ =^t=300◦c 3H₂O + TeO₃

Химические свойства

При нагревании выше 600^◦С разлагается 2SO₃ =^t>600◦C 2SO₂ + O₂ Оксид теллура разлагается уже при нагревании выше 400^◦C, а селена – при нагревании выше 165^◦С

Серный ангидрид реагирует с водой, образуя серную кислоту. При взаимодействии с хлоридом водорода образуется хлорсерная (хлорсульфоновая) кислота HCl + SO₃ = HOSO₂Cl Хлорсерная кислота – дымящая на воздухе жидкость. Является неполным хлорангидридом серной кислоты и разлагается водой во взрывом HOSO₂Cl + H₂O = H₂SO₄ + HCl Полный ангидрид серной кислоты разлагается водой медленно SO₂Cl₂ + 2H₂O = H₂SO₄ + 2HCl

Из триоксида серы можно получить тионилдихлорид SO₃ + SCl₂ = SOCl₂ + SO₂ который полностью разлагается водой SOCl₂ + 2H₂O = SO₂ + 2HCl

Триоксиды являются сильными окислителями. В ряду SeO₃, TeO₃, SO₃ окислительная способность уменьшается

Кислоты теллура и селена

Получение

Селеновую кислоту получают из селенистой действием на нее сильными окислителями 5H₂SeO₃ + 2HClO₃ = 5H₂SeO₄ + Cl₂ + H₂O

Теллуровую кислоту получают из чистого теллура с помощью царской водки, хлорной кислоты или перекиси водорода Te + 3H₂O₂ = H₆TeO₆

Химические свойства

Селеновая кислота во многом сходна с серной (например, обезвоживает и обугливает органические вещества), но является куда более сильным окислителем. Восстанавливается селеновая кислота преимущественно до селенистой H₂SeO₃

Так, селеновая кислота, в отличие от серной, может окислять хлорид водорода и золото H₂SeO₄ + 2HCl = H₂SeO₃ + Cl₂ + H₂O 6H₂SeO₄ + 2Au = Au₂(SeO₄)₃ + 3H₂SeO₃ + 3H₂O

Теллуровая кислота является слабой шестиосновной кислотой. В воде она малорастворима, при нейтрализации образует такие соли, как Ag₂TeO₄. Однако с большими по размеру катионами дает гидротеллураты, например K₂TeO₄*2H₂O

При нагревании до 140^◦С теряет воду, превращаясь в полимерную аллотеллуровую кислоту (H₂TeO₄)_n

При нагревании до 300^◦С разлагается с образованием желтого порошка TeO₃ H₆TeO₆ =^t=300◦c 3H₂O + TeO₃

Окислительные свойства у теллуровой кислоты выражены слабее, чем у селеновой, но сильнее, чем у серной кислоты