Лекция - Сера. Селен. Теллур - файл n1.doc

Лекция - Сера. Селен. Теллур
скачать (141.5 kb.)
Доступные файлы (1):
n1.doc142kb.06.11.2012 10:42скачать

n1.doc

СЕРА

пирит–железный колчедан – FeS2

медный блеск – Cu2S

свинцовый блеск – PbS

цинковая обманка – ZnS

киноварь – HgS

гипс – CaSO4·2H2O

тяжелый шпат – BaSO4

горькая соль – MgSO4·7H2O

мирабилит – Na2SO4·10H2O

Получение


1. из природных залежей путем закачки воды нагретой до 160-180 0С.

  1. в автоклавах из породы при t=140-150 0С, р=6 атм.

  2. из пирита:




  1. из газов:

  2. из природных сульфатов: 4С + СaSO4 = 4CO + CaS

CaS + HOH + CO2 = CaCO3 + H2S

2H2S + O2 = 2H2O + 2S

Сера – неорганический полимер. S2, S4, S6, S8.

S + O2 = SO2 S + 3F2 = SF6

S + 6HNO3 ? H2SO4 + 2H2O + 6NO

S + H2SO4 ? 2H2S + H2SO3 + 3H2O

Zn + S ? ZnS + Q Al + S ? Al2S3 + Q

Cu + S ? CuS + Q H2 + S ? H2S

6KOH + S ? K2SO3 + 2K2S + 3H2O

Na2SO3 + S ? Na2S2O3


Водородные соединения серы:


Сероводород: H2S сжижается при t= -60,80C, затвердевает при t= -85,60С. При высокой t0 разлагается H2S = H2 + S ,

Двусероводород: H2S2
Получение:

H2 + S ? H2S-2

FeS + 2HCl ?FeCl2 + H2S?-2

2V H2S – 1V H2O при t=220 H2S = H+ + HS- Kg=1·10-7 (1·10-7 )

HS- = H+ + S2- Kg=1·10-14 (2,5·10-13 )

O2 + H2S = 2S + 2H2O

Cl2 + H2S = S + 2HCl

Br2 + H2S = S + 2HBr

I2 + H2S = S + 2HI

H2S + Br2 + H2O ? HBr + H2SO4

K2Cr2O7 + 4H2SO4 + 3H2S = K2SO4 + Cr2(SO4)3 + 3S + 7H2O

KMnO4 + 3H2SO4 + 5H2S = K2SO4 + 2MnSO4 + 5S + 8H2O

Na2S + HOH ? NaHS + NaOH

Al2S3 + 6HOH = 2 Al(OH)3 + 3H2S

3PbS + 8HNO3 = 3PbSO4 + 4H2O + 8NO

4Ag + 2H2S + O2 = 2Ag2S = 2H2O

Na2S + S ? Na2S2

Na2S + 2S ? Na2S3

Na2S + 3S ? Na2S4

Na2S + 8S ? Na2S9

Na2S2 + SnS ? SnS2 + Na2S

4FeS2 + 11O2 ? Fe2O3 + 8SO2

Na2S2 = Na2S + S0

Кислородные соединения серы:


SO – оксид серы (II) , димер S2O2.

SnCl2 + SOCl2 ?SnCl4 + SO

2S + O2 ? 2SO (медленное окисление)

Действием тихого электрического разряда S + SO2 = 2SO.

SO – ангидрид сульфоксиловой кислоты (H2SO2) H-O-S-O-H

2SO + SO + H2O ? H2S + 2 SO2

SO + 2 KOH ? H2O + K2SO2 (сульфоксилат)

S2O2 – димер ангидрид тиосерной кислоты.

S2O2 + H2O ? H2S2O3

S+2O + S+2O ? S+6O2S2-
SO2 – оксид серы (IV). (µ=1,43 Д).

или
S + O2 ? SO2 + Q ?H= -296,65 кдж/моль

2HCl + Na2SO3 = SO2? + 2NaCl + H2O

H2SO4 + Cu = SO2? + CuSO4 + H2O

4FeS2 + 11O2 = 8SO2? + 2Fe2O3

SO2 + O2 ? SO3 + Q

SO2 + Cl2 + H2O ? H2SO4 + 2HCl

SO2 + Br2 + H2O ? H2SO4 + 2HBr

5SO2 + 2KMnO4 + 2H2O = K2SO4 + 2MnSO4 + 2H2SO4

3SO2 + K2Cr2O7 + H2SO4 = K2SO4 + Cr2(SO4)3 + H2O

2H2S + SO2 = 2H2O + 3S + Q

40 V SO2 ? 1V H2O t=200C SO2 + H2O ? H2SO3

Сернистая кислота – H2SO3

SO2 + H2O SO2·nH2O SO2·7H2O (кристаллы)

H2SO3 = H+ + HSO Kg=2·10-2

2H2SO3 + O2 ? 2H2SO4 H2SO3 + Cl2 + H2O ? H2SO4 + 2HCl

3H2SO3 + H2Cr2O7 ? 4H2O + Cr2(SO4)3

H2SO3 + 2H2S ? 3S? + 3H2O

H2SO3 + 4FeCl2 + 4HCl ? S + 4FeCl3 + 3H2O

H2SO3 + Zn + 4HCl ? S? + 2ZnCl2 + 3H2O

NaHSO3, Na2SO3,

Na2SO3 + H2SO4 ? Na2SO4 + H2SO3

Na2SO3 + O2 ? Na2SO4

4Na2SO3 ? Na2S + 3Na2SO4

Na2SO3 + I2 + H2O ? Na2SO4 + 2 HI

NaH+4SO3 + H2O-1 ? NaHSO4 + H2O

Тиосерная кислота – H2S2O3


H2S2O3 H2SO3 + S

H2O + SO2 + S
Na2SO3 + S ? Na2S2O3

Na2S2O3 + H2SO4 ? Na2SO4 + H2S2O3

Na2S2O3 + 4Cl2 + 5H2O = 2H2SO4 + 6HCl + 2NaCl

2Na2S2O3 + I2 = 2NaI + Na2S4O6

2Na2S2O3 + AgBr = Na3[Ag(S2O3)2] + NaBr

Политионовые кислоты: H2SnO6 n=2-6

тетратионовая H2S4O6, соль ее - Na2S4O6

H2S2O6 – дитионовая

H2S3O6 – тритионовая устойчивость

H2S4O6 – тетратионовая уменьшается

H2S5 O6 – пентатионовая



SO3 оксид серы (VI): (SO3)n. nH2SO4, n=1,2,4
SO3 + H2O ? H2SO4 + Q

n SO3 + C12H22O11 = 12C + 11H2O∙ n SO2

SO3 + 2KI = K2SO3 + I2

5 SO3 + 6P = 3P2O5 + 5S

v2o5, p

Получение: SO2 + О2 SO3 + Q SO3 + H2O ? H2SO4




SO3 + H2O ? H2SO4 ∆H0= -58 кдж.

H2S2O7 + H2O ? 2H2SO4 ∆H0= -170 кдж.

2H2SO4 + H2O ? H2SO4∙H2O ∆H+= -28 кдж.

Серная кислота H2SO4, получение:

Контактный способ:

-обжигом пирита 4FeS2 + 11O2 = 2Fe2O3 + 8 SO2

-в контактном аппарате SO2 + O2 = SO3 ∆H = -197,4 кдж/моль

-в поглотительные башни SO3 + H2SO4 ? H2S 2O7

Нитрозный способ:

SO2 + NO2 + H­2O = H2SO4 + NO ? (H2SO4 получается 78%)

NO + O2 = NO2 и снова в цикл

Свойства серной кислоты:

H2SO4 + 8HJ = 4J2 + H2S? + 4H2O

H2SO4 + 2HBr = Br2 + SO2 ? + 2H2O

H2SO4 + H2S = S + SO2 + 2H2O

H2SO4 + C = CO2 + 2SO2 + 2H2O

H2SO4 + S = 3SO2 + 2H2O

2H2SO4 = H3SO4+ + HSO4- kд = 2,7∙10-4

Концентрированная H2SO4 - 95-93 %,

для технических целей - 92,5 %

Аккумуляторная серная кислота, без примесей "х/ч" - 96-98 %

электролит летний: ? = 1,26-1,28 г/см3 или ? = 1,275 г/см3 (36-38 %)

электролит зимний ? = 1,30-1,31 г/см3 (40-41 %)

Zn + H2SO4  H2 + ZnSO4

Na + H2SO4 + H2O  NaOH + H2SO4+H2 + S + SO2+ H2S + Na2SO4

Zn + 2H2SO4 = ZnSO4 + SO2 ? + 2H2O

3 Zn + 4H2SO4 = 3 ZnSO4 + S? + 4H2O

4Zn + 5H2SO4 = 4ZnSO4 + H2S ? + 4H2O

Cu + 2H2SO4 = CuSO4 +SO2? + 2H2O

2HBr + H2SO4 = SO2 + Br2 + 2H2O

C + 2H2SO4 = 2SO2 + CO2 + 2H2O

H2SO4 = H+ + HSO4- HSO4- = H+ + SO

BaSO4, CaSO4, SrSO4, PbSO4)

FeSO4 ∙ 7H2O купоросы

CuSO4 ∙ 5H2O

KCr(SO4)2 ∙ 12H2O квасцы

KAl(SO4)2 ∙ 12H2O

Гидросульфаты: NaHSO4, KHSO4

K2SO4 – в качестве калийного удобрения

CaSO4 ∙ 2H2O , CuSO4 ∙ 5H2O, FeSO4 ∙ 7H2O, Na2SO4 ∙ 10H2O




1913

1940

1980

2004

2005

2006

Производство H2SO4 млн. тонн

0,145

1,587

23,0

26,5

27,1

27,6















1 место в Европе

2 место в мире

1 место в Европе

2 место в мире

Пиросерная кислота – H2S2O7

H2S2O7 + H2O = 2H2SO4 + Q

H2SO4 + SO3 = H2S2O7

2KHSO4 = K2S2O7 + H2O

K2S2O7 = SO3 + K2SO4

Надсерная кислота: H2S2O8 (персерная кислота),

её соли (NH4)2 S2O8







К- 2H+ + 2e  H2

A+ HSO - e  HSO4˚

HSO˚ + HSO4 ˚  H2S2O8

2KI + H2S2O8 = 2KHSO4 + I

Кислота персерная (Каро) H2SO5


Серосодержащие кислоты:

H2S – сероводородная - сульфиды

H2Sn – полисероводородная (n = 2-8)

H2SO2 - сульфоксиловая - сульфоксилаты

H2SO3 - сернистая - сульфиты

H2SO4 - серная - сульфаты

H2S 2O7 – пиросерная (двусерная) - пиросульфат

H2S 3O10 – трисерная (полисерная)

H2S 2O8 - персерная надсерная - персульфат

H2S2O3 - тиосерная - тиосульфат

H2SnO6 политионовая - политионаты

H2S2O6 – дитионовая -дитионат

H2S3O6 – тритионовая - тритионат

H2S4O6 – тетратионовая - тетратионат

H2S5O6 – пентатионовая - пентатионат

H2S6O6 – гексатионовая – гексатионат

H2SO5 – кислота Каро

H2S - SO2 - H2SO3 - SO3 - H2SO4 :

Селен, теллур, полоний


Cu2Se – берцелионит,

Ag2Te – гессит,

PbTe – алтаит.

Селен открыт в 1817 г. Иенсом Якобом Берцелиусом

Теллур открыт в 1782 г. Франц Иозеф Мюллер (австровенгр)

В 1788 г Мартин Генрих Клапрот (немецкий ученый) доказал, что это новый элемент

Полоний открыт в 1898 г. Пьер Кюри и М. Складовская-Кюри

Наиболее важный 210Ро – чистый альфа излучатель

Bi + n = Bi  Po Bi + P  Po + n


2Na + Se ? Na2 Se

H2 + Se ? H2Se

2H2Se + O2 = 2Se? + 2H2O

Te + O2 ? TeO2

Se + O2 ? SeO2

Se + 3F2 ? SeF6

SeO2 + H2O ? H2SeO3

Po + 2HCl ? PoCl2 + H2

Po + 8HNO3 ? Po(NO3)4 + 4NO2 + 4H2O

6Se + 4HNO3 + H2O ? 3H2SeO3 + 4NO

Водородные соединения селена теллура

H2Se, H2Te, H2Po



H2S ? H2Se ? H2Te ? H2Po

CaSe, BaTe, PbPo.

2H2Se + O2 ? 2Se + 2H2O

2 H2Se + 3O2 ? 2SeO2 + 2H2O

Кислородные соединения Se, Te, Po

Диоксиды - SeO2, TeO2, PoO2

SeO2 + H2O ? H2SeO3

TeO2 + 2KOH ? сплав K2TeO3 + H2O

PoO2 + 2H2SO4 ? Po(SO4)2 + 2H2O

TeO2 + K2CO3 ? сплав K2TeO3 + CO2

H2SO3 ? H2SeO3 ? H2TeO3 ? H2PoO3

H2SeO3 + 2H2S ? 2S + Se + 3H2O

3Se + 4HNO3 + H2O = 3H2SeO3 + 4NO
Триоксиды: SO3 , SeO3, TeO3

H2O + SeO3 ? H2SeO4

K2SeO4 + SO3 ? K2SO4 + SeO3

TeO3 + KOH ? K2TeO4 + H2O

H6TeO6 ? TeO3 + 3H2O (при t= 3000 С)

Теллуровая кислота - H2TeO4 H6TeO6, (Ag6TeO6).

PoO2, Po(SO4)2, Po(SeO4)2, [, NH4]2 · [PoCl6]

Учебный материал
© bib.convdocs.org
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации