School

Атомни характеристики

• III период, 16. (VIA) група
• $[\mathrm{Ne}]3\mathrm{s}{}^{2}3\mathrm{p}{}^4$
• малък атонен радиус
• висока йонизационна енергия - може само да приема електрони
• отрицателни йони
• степени на окисление: -II, -IV, -VI

Полиморфни форми

а) ромбична сяра

• жълто, твърдо вещество
• слаба миризма на кибрит
• при нагряване до 115°С и последвало охлаждане се получава моноклинна сяра

б) моноклинна сяра

• стабилна от 96-113°С
• прости ковалентни връзки между атомите

в) аморфна сяра

• рязко охлаждане на силно нагрявата сяра
• тъмнокафяв цвят
• като пластилин
• много нестабилна

Физични свойства

а) физични характеристики

• висока температура на кипене $T_{\text{к}}=446°\text{C}$
• в газова фаза образува молекули от 2, 4 или 6 атома

б) разпространение

• като просто вещество - покрай вулканите
• под формата на руди - пирит ($\mathrm{FeS}{}_2$), сфалерит ($\mathrm{ZnS}$), галенит ($\mathrm{PbS}$), халкопирит ($\mathrm{CuFeS}{}_2$), халкодит ($\mathrm{Cu}{}_2\mathrm{S}$)
• под формата на сероводород - в нефта и природния газ

в) получаване

• метод на Фраш - добив на природна сяра

Химични свойства - предимни окислител

а) окислителни свойства

• с метали и водород

$$\mathrm{H}{}_2+\mathrm{S}\stackrel{\mathrm{t}°}{\rightleftharpoons }\mathrm{H}{}_2\mathrm{S}$$

$$2\mathrm{Na}+\mathrm{S}\stackrel{\mathrm{t}°}{\to }\mathrm{Na}{}_2\mathrm{S}$$ $$\mathrm{Fe}+\mathrm{S}\stackrel{\mathrm{t}°}{\to }\mathrm{FeS}$$

б) редукционни свойства

$$\mathrm{S}+\mathrm{O}{}_2\stackrel{\mathrm{t}°}{\to }\mathrm{SO}{}_2$$ $$\mathrm{S}+3\mathrm{F}{}_2\to \mathrm{SF}{}_6$$ $$\mathrm{S}+6\mathrm{HNO}{}_3\to \mathrm{H}{}_2\mathrm{SO}{}_4+6\mathrm{NO}{}_2+2\mathrm{H}{}_2\mathrm{O}$$ $$\mathrm{S}+2\mathrm{H}{}_2\mathrm{SO}{}_4\to 3\mathrm{SO}{}_2+2\mathrm{H}{}_2\mathrm{O}$$

Сероводород ($\mathrm{H}{}_2\mathrm{S}$)

а) физични свойства

• газ
• остра и неприятна миризма
• минерални извори
• отровен в големи количества

б) получаване

в) химични свойства - много лесно се окислява

• в разтвор - образува слаба сероводородна киселина $$\mathrm{H}{}_2\mathrm{S}+\mathrm{H}{}_2\mathrm{O}\rightleftharpoons \mathrm{HS}{}^{-}+\mathrm{H}{}_3\mathrm{O}{}^{+}$$

$$\mathrm{HS}{}^{-}+\mathrm{H}{}_2\mathrm{O}\rightleftharpoons \mathrm{S}{}^{2-}+\mathrm{H}{}_3\mathrm{O}{}^{+}$$

• хидроген сол в нормална сол - чрез добавяне на основа

Серен диоксид ($\mathrm{SO}{}_2$)

а) физични свойства

• вулканичен газ
• остра и неприятна миризма

б) получаване

• промишлено - чрез пържене на руди или горене на сяра

$$\mathrm{S}+\mathrm{O}{}_2\stackrel{\mathrm{t}°}{\to }\mathrm{SO}{}_2$$ $$2\mathrm{ZnS}+3\mathrm{O}{}_2\stackrel{\mathrm{t}°}{\to }2\mathrm{ZnO}+2\mathrm{SO}{}_2$$

$$\mathrm{Na}{}_2\mathrm{SO}{}_3+2\mathrm{HCl}\to 2\mathrm{NaCl}+\mathrm{H}{}_2\mathrm{SO}{}_3\approx \mathrm{H}{}_2\mathrm{O}+\mathrm{SO}{}_2$$

в) химични свойства - киселинни

• и окислител, и редуктор

$$\mathrm{SO}{}_2{}_{(\mathrm{g})}+\mathrm{H}{}_2\mathrm{O}{}_{(\mathrm{g})}\rightleftharpoons \mathrm{H}{}_2\mathrm{SO}{}_3$$ $$\mathrm{SO}{}_2+\mathrm{Cl}{}_2\to \mathrm{SO}{}_2\mathrm{Cl}{}_2(сулфорилхлорид)$$

• с основи - силфит + H2O
• с основни оксиди - сулфит

г) приложение

• дезинфекционни и избелващи свойства

Серен триоксид ($\mathrm{SO}{}_3$)

а) физични свойства

• летлива течност
• специфична миризма

б) получаване

• промишлено - контактно окисление на серен диоксид

$$2\mathrm{SO}{}_2+\mathrm{O}{}_2\stackrel{450°\mathrm{C},\mathrm{cat}}{\rightleftharpoons }2\mathrm{SO}{}_3{}_{(\mathrm{g})}$$

в) химични свойства - киселинни

• само окислител $$\mathrm{SO}{}_3+\mathrm{H}{}_2\mathrm{O}\to \mathrm{H}{}_2\mathrm{SO}{}_4$$
• с основни оксиди - сулфати
• с основи - сулфат + Х2О

Сериста киселина ($\mathrm{H}{}_2\mathrm{SO}{}_3$)

а) физични свойства

• изключително нетрайна
• съществува само във воден разтвор

б) химични свойства

• дисоциация

$$\mathrm{I}\cdot \mathrm{H}{}_2\mathrm{SO}{}_3+\mathrm{H}{}_2\mathrm{O}\to \mathrm{HSO}{}_3{}^{-}+\mathrm{H}{}_3\mathrm{O}{}^{+}$$ $$\mathrm{II}\cdot \mathrm{HSO}{}_3{}^{-}+\mathrm{H}{}_2\mathrm{O}\to \mathrm{SO}{}_3{}^{2-}+\mathrm{H}{}_3\mathrm{O}{}^{+}$$

• окисление

$$2\mathrm{H}{}_2\mathrm{SO}{}_3+\mathrm{O}{}_2\to 2\mathrm{H}{}_2\mathrm{SO}{}_4$$

в) соли

• хидроген солите са термично нестабилни

$$2\mathrm{NaHSO}{}_3\stackrel{\mathrm{t}°}{\to }\mathrm{Na}{}_2\mathrm{SO}{}_3+\mathrm{SO}{}_2+\mathrm{H}{}_2\mathrm{O}$$

Сярна киселина ($\mathrm{H}{}_2\mathrm{SO}{}_4$)

а) физични свойства

• безцветна маслообразна течност - т.нар. концентрирана сярна киселина
• дими на въздуха
• нестабилно съединение

б) получаване

в) химични свойства

• много силен окислител

$$\mathrm{Cu}+\mathrm{H}{}_2\mathrm{SO}{}_4\to \mathrm{CuO}+\mathrm{SO}{}_2+\mathrm{H}{}_2\mathrm{O}$$ $$\mathrm{CuO}+\mathrm{H}{}_2\mathrm{SO}{}_4\to \mathrm{CuSO}{}_4+\mathrm{H}{}_2\mathrm{O}$$ $$\mathrm{Cu}+2к\cdot \mathrm{H}{}_2\mathrm{SO}{}_4\stackrel{\mathrm{t}°}{\to }\mathrm{CuSO}{}_4+\mathrm{SO}{}_2+2\mathrm{H}{}_2\mathrm{O}$$

$$\mathrm{H}{}_2\mathrm{SO}{}_4\stackrel{\mathrm{t}°}{\to }\mathrm{SO}{}_2+\mathrm{H}{}_2\mathrm{O}+\mathrm{O}$$

• силно хигроскопична - извлича влагата
• овъглява органични съединения
• разреждане - киселината се добавя към водата
• дисоциация

$$\mathrm{H}{}_2\mathrm{SO}{}_4+\mathrm{H}{}_2\mathrm{O}\to \mathrm{HSO}{}_4{}^{-}+\mathrm{H}{}_3\mathrm{O}{}^{+}$$ $$\mathrm{HSO}{}_4{}^{-}+\mathrm{H}{}_2\mathrm{O}\to \mathrm{SO}{}_4{}^{2-}+\mathrm{H}{}_3\mathrm{O}{}^{+}$$

г) соли

• $\mathrm{Na}{}_2\mathrm{SO}{}_4$ (глауберова сол) - медицина, производство на хартия
• $\mathrm{CuSO}{}_4\cdot 5\mathrm{H}{}_2\mathrm{O}$ (син камък)
• $\mathrm{FeSO}{}_4\cdot 7\mathrm{H}{}_2\mathrm{O}$ (зелен камък)
• $\mathrm{ZnSO}{}_4\cdot 10\mathrm{H}{}_2\mathrm{O}$ (бял камък)

д) приложение

• производство на минерални торове
• пречистване на нефт от вода
• производство на лекарства и пластмаси
• акумулатори
• почистване на ръжда

е) производни на сярната киселина

• тиосулфати

$$\mathrm{Na}{}_2\mathrm{SO}{}_3+\mathrm{S}\stackrel{\mathrm{t}°}{\to }\mathrm{Na}{}_2\mathrm{S}{}_2\mathrm{O}{}_3$$

• тиосярна киселина ($\mathrm{H}{}_2\mathrm{S}{}_2\mathrm{O}{}_3$) - изключително нетрайна

$$\mathrm{H}{}_2\mathrm{S}{}_2\mathrm{O}{}_3\to \mathrm{H}{}_2\mathrm{SO}{}_3+\mathrm{S}$$

• пероксимоносярна киселина - много силна киселина
• пероксидисярна киселина - много силни окислители