Svavelföreningar. Oxidationstillstånden för svavel i föreningar. Formler för svavelföreningar

2024 Författare: Angel Austin | [email protected]. Senast ändrad: 2023-12-17 05:42

Undergruppen av kalkogener inkluderar svavel - detta är det andra av de grundämnen som kan bilda ett stort antal malmfyndigheter. Sulfater, sulfider, oxider och andra svavelföreningar är mycket utbredda, viktiga inom industri och natur. Därför kommer vi i den här artikeln att överväga vad de är, vad svavel i sig är, dess enkla substans.

Svavel och dess egenskaper

Detta element har följande position i det periodiska systemet.

1. Sjätte gruppen, huvudundergrupp.
2. Tredje lilla perioden.
3. Atommassa - 32, 064.
4. Ordinalnummer - 16, samma antal protoner och elektroner, neutroner också 16.
5. Refererar till icke-metalliska element.
6. I formler läses det som "es", namnet på grundämnet svavel, latinskt svavel.

Det finns fyra stabila isotoper i naturen med massnummer 32, 33, 34 och 36. Detta grundämne är det sjätte vanligaste i naturen. Avser biogena element, eftersom det är en del av viktiga organiskamolekyler.

Atomens elektroniska struktur

Svavelföreningar har sin mångfald tack vare särdragen hos atomens elektroniska struktur. Det uttrycks av följande konfigurationsformel: 1s²2s²2p⁶3s ² 3p⁴.

Den givna ordningen återspeglar endast elementets stationära tillstånd. Det är dock känt att om ytterligare energi tillförs en atom, så kan elektroner försämras på 3p- och 3s-subnivåerna, följt av ytterligare en övergång till 3d, som förblir fri. Som ett resultat förändras inte bara atomens valens, utan också alla möjliga oxidationstillstånd. Deras antal ökar avsevärt, liksom antalet olika ämnen med deltagande av svavel.

Oxidationstillstånd för svavel i föreningar

Det finns flera huvudvarianter av denna indikator. För svavel är det:

• -2;
• +2;
• +4;
• +6.

Av dessa är S⁺² den mest sällsynta, resten är utspridda överallt. Den kemiska aktiviteten och oxidationsförmågan hos hela ämnet beror på graden av oxidation av svavel i föreningar. Så till exempel är föreningar med -2 sulfider. I dem är grundämnet vi överväger ett typiskt oxidationsmedel.

Ju högre värde på oxidationstillståndet i föreningen, desto mer uttalad kommer ämnets oxiderande förmåga att vara. Detta är lätt att verifiera om vi minns de två huvudsyror som svavel bildar:

• H₂SO₃ - svavelh altig;
• H₂SO₄ - svavelh altig.

Det är känt attden senare är en mycket stabilare, stark förening, med en mycket stark oxiderande förmåga i hög koncentration.

Enkel substans

Som ett enkelt ämne är svavel gula vackra kristaller med jämn, regelbunden, långsträckt form. Även om detta bara är en av dess former, eftersom det finns två huvudsakliga allotropa modifieringar av detta ämne. Den första, monoklinisk eller rombisk, är en gul kristallin kropp som inte kan lösas upp i vatten, utan bara i organiska lösningsmedel. Skiljer sig i bräcklighet och en vacker form av strukturen som presenteras i form av en krona. Smältpunkt - cirka 110⁰C.

Om du inte missar det mellanliggande ögonblicket när du värmer en sådan modifiering, kan du upptäcka ett annat tillstånd i tid - plastsvavel. Det är en gummiliknande brun trögflytande lösning, som vid ytterligare uppvärmning eller snabb kylning åter förvandlas till en rombisk form.

Om vi talar om kemiskt rent svavel som erhålls genom upprepad filtrering, så är det en ljusgul små kristaller, ömtåliga och helt olösliga i vatten. Kan antändas vid kontakt med fukt och syre i luften. Skiljer sig i ganska hög kemisk aktivitet.

Att vara i naturen

I naturen finns naturliga avlagringar från vilka svavelföreningar utvinns och svavel i sig som ett enkelt ämne. Dessutom har honinnehåller:

• i mineraler, malmer och stenar;
• i kroppen hos djur, växter och människor, eftersom det är en del av många organiska molekyler;
• i naturgas, olja och kol;
• i oljeskiffer och naturliga vatten.

Några av de rikaste mineralerna i svavel kan namnges:

• cinnabar;
• pyrit;
• sphalerite;
• antimonit;
• galena och andra.

Det mesta av svavlet som produceras idag går till sulfatproduktion. En annan del används för medicinska ändamål, jordbruk, industriella processer för framställning av ämnen.

Fysiska egenskaper

De kan beskrivas med flera punkter.

1. Olösligt i vatten, lösligt i koldisulfid eller terpentin.
2. Med långvarig friktion ackumuleras en negativ laddning.
3. Smältpunkten är 110 ⁰C.
4. Kokpunkt 190 ⁰C.
5. När den når 300 ⁰C förvandlas till flytande, lätt mobil.
6. Rent ämne kan antända spontant brännbara egenskaper är mycket bra.
7. I sig själv har den praktiskt taget ingen lukt, men svavelväteföreningar avger en skarp lukt av ruttna ägg. Samt några gasformiga binära representanter.

De fysiska egenskaperna hos ämnet i fråga har varit kända för människor sedan antiken. Det är för sin brännbarhet som svavel har fått sitt namn. I krig användes kvävande och giftiga ångor, som bildas vid förbränning av denna förening, somvapen mot fiender. Dessutom har syror som innehåller svavel alltid varit av stor industriell betydelse.

Kemiska egenskaper

Tema: "Svavel och dess föreningar" i skolkemikursen tar inte en lektion utan flera. Det finns trots allt många av dem. Detta beror på den kemiska aktiviteten hos detta ämne. Den kan uppvisa både oxiderande egenskaper med starkare reduktionsmedel (metaller, bor och andra) och reducerande egenskaper med de flesta icke-metaller.

Men trots sådan aktivitet sker endast interaktion med fluor under normala förhållanden. Alla andra kräver uppvärmning. Det finns flera kategorier av ämnen som svavel kan interagera med:

• metaller;
• icke-metaller;
• alkali;
• starka oxiderande syror - svavelsyra och salpeter.

Svavelföreningar: sorter

Deras mångfald kommer att förklaras av det ojämna värdet av oxidationstillståndet för huvudelementet - svavel. Så vi kan urskilja flera huvudtyper av ämnen på denna grund:

• föreningar med oxidationstillstånd -2;
• +4;
• +6.

Om vi betraktar klasser, och inte valensindexet, bildar detta element molekyler som:

• acids;
• oxides;
• väte svavelföreningar;
• s alt;
• binära föreningar med icke-metaller (koldisulfid, klorider);
• organiskt material.

Låt oss nu titta på de viktigaste och ge exempel.

Ämnen med ett oxidationstillstånd på -2

Svavelföreningar 2 är dess konformationer med metaller, såväl som med:

• carbon;
• väte;
• fosfor;
• silikon;
• arsenik;
• bor.

I dessa fall fungerar det som ett oxidationsmedel, eftersom alla de listade grundämnena är mer elektropositiva. Låt oss ta en titt på några av de viktigare.

1. Koldisulfid - CS₂. Transparent vätska med en karakteristisk behaglig doft av eter. Det är giftigt, brandfarligt och explosivt. Det används som lösningsmedel för de flesta typer av oljor, fetter, icke-metaller, silvernitrat, hartser och gummin. Det är också en viktig del i produktionen av konstsilke - viskos. Inom industrin syntetiseras det i stora mängder.
2. Svavelväte eller vätesulfid - H₂S. En färglös gas med söt smak. Lukten är skarp, extremt obehaglig, påminner om ett ruttet ägg. Giftig, trycker ned andningscentrum, eftersom det binder kopparjoner. Därför, när de förgiftas av dem, inträffar kvävning och död. Används i stor utsträckning inom medicin, organisk syntes, svavelsyraproduktion och som en energieffektiv råvara.
3. Metallsulfider används i stor utsträckning inom medicin, vid sulfatproduktion, vid tillverkning av färger, vid tillverkning av fosfor och andra ställen. Den allmänna formeln är Jag_xS_y.

Föreningar med ett oxidationstillstånd på +4

Svavelföreningar 4 -det är övervägande en oxid och dess motsvarande s alter och en syra. Alla är ganska vanliga föreningar som har ett visst värde inom industrin. De kan också fungera som oxidationsmedel, men oftare uppvisar de reducerande egenskaper.

Formlerna för svavelföreningar med ett oxidationstillstånd på +4 är följande:

• oxid - svaveldioxid SO₂;
• syra - svavelh altig H₂SO₃;
• s alter har den allmänna formeln Me_x(SO₃)_y.

En av de vanligaste är svaveldioxid, eller anhydrid. Det är ett färglöst ämne med doften av en bränd tändsticka. Formad i stora kluster under vulkanutbrott är den lätt att identifiera med lukten för närvarande.

Löser sig i vatten med bildning av lätt sönderfallande syra - svavelh altig. Den beter sig som en typisk syraoxid, bildar s alter, som inkluderar SO₃^2- som en sulfitjon. Denna anhydrid är den huvudsakliga gasen som påverkar föroreningen av den omgivande atmosfären. Det är detta som orsakar surt regn. Inom industrin används det i sulfatproduktion.

Föreningar i vilka svavel har ett oxidationstillstånd på +6

Dessa inkluderar först och främst svavelsyraanhydrid och svavelsyra med deras s alter:

• sulfater;
• hydrosulfater.

Eftersom svavelatomen i dem är i den högsta graden av oxidation är egenskaperna hos dessa föreningar ganska förståeliga. De är starka oxidationsmedel.

Svaveloxid (VI) - svavelsyraanhydrid - är enflyktig färglös vätska. En karakteristisk egenskap är en stark fuktupptagningsförmåga. Röker utomhus. När det löses i vatten ger det en av de starkaste mineralsyrorna - svavelsyra. Dess koncentrerade lösning är en tung oljig lätt gulaktig vätska. Om anhydriden löses i svavelsyra kommer en speciell förening som kallas oleum att erhållas. Det används industriellt vid produktion av syra.

Bland s alter - sulfater - föreningar såsom:

• gips CaSO₄ 2H₂O;
• barite BaSO₄;
• mirabilite;
• blysulfat och andra.

De används i konstruktion, kemisk syntes, medicin, tillverkning av optiska instrument och glasögon och till och med livsmedelsindustrin.

Hydrosulfater används i stor utsträckning inom metallurgi, där de används som flussmedel. Och de hjälper också till att omvandla många komplexa oxider till lösliga sulfatformer, som används i motsvarande industrier.

Svavelstudiet i skolans kemikurs

När är den bästa tiden för elever att lära sig om vad svavel är, vilka egenskaper har det, vad är en svavelförening? 9:an är den bästa perioden. Det här är inte själva början, när allt är nytt och obegripligt för barn. Detta är medelvägen i studiet av kemivetenskap, när de grunder som lagts tidigare kommer att hjälpa till att helt förstå ämnet. Därför är det andra halvan av examensåret som avsätts för behandling av dessa frågor.klass. Samtidigt är hela ämnet uppdelat i flera block, där det finns en separat lektion "Svavelföreningar. Betyg 9".

Detta beror på deras överflöd. Frågan om industriell produktion av svavelsyra behandlas också separat. I allmänhet avsätts i genomsnitt 3 timmar för detta ämne.

Men organiska svavelföreningar tas ut för studier först i 10:e klass, när organiska frågor beaktas. De påverkas även i biologi på gymnasiet. När allt kommer omkring är svavel en del av sådana organiska molekyler som:

• tioalkoholer (tioler);
• proteiner (tertiär struktur på vilken disulfidbryggor bildas);
• tioaldehyder;
• tiofenoler;
• tioetrar;
• sulfonsyror;
• sulfoxider och andra.

De klassificeras som en speciell grupp av organiska svavelföreningar. De är viktiga inte bara i de biologiska processerna hos levande varelser, utan också i industrin. Sulfonsyror är till exempel grunden för många läkemedel (aspirin, sulfanilamid eller streptocid).

Dessutom är svavel en konstant komponent i föreningar som vissa:

• aminosyror;
• enzymer;
• vitaminer;
• hormones.