Соединения серы с водородом и кислородом (получение и свойства). Тиосульфат натрия (строение, получение, свойства)

Сульфид водорода (сероводород, сульфан)

В обычных условиях газ с неприятным запахом. Ядовит. Т. пл. = -86 °C, т. кип. - 60 °C

Получение:

при нагревании: S + H2 = H2S

в лаборатории в аппарате Киппа: FeS + 2HCl = H2S + FeCl2

Строение: Угол HSH 92°

Водный раствор – сероводородная кислота. Ka1=1,1·10-7 ; Ka2+1·10-14 H2S – сильный восстановитель.

Горение: 2H2S + O2 = 2S + 2H2O (недостаток O2);

2H2S + 3O2 = 2SO2 + 2H2O (избыток O2)

В растворах продукты окисления H2S – S или сульфаты:

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

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

H2S + 4Cl2 + 4H2O = H2SO4 + 8HCl.

Диоксид серы

Получение в промышленности:

S + O2 = SO2,

2ZnS + 3O2 = 2ZnO + 2SO2.

Получение в лаборатории:

Na2SO3(тв.) + H2SO4 = Na2SO4 + SO2 + H2O.

Электронное строение: sp2 -гибридизация атома S. Валентный угол OSO 119°

SO2 в водном растворе: Ka,1 1,6·10-2; Ka,2 6,3·10-8. SOCl2 – тионилдихлорид.

SO2 + PCl5 = SOCl2 + POCl3

Окисление над V2O5: 2SO2 + O2 = 2SO3 – окислитель

С Cl2: SO2 + Cl2 = SO2Cl2 (сульфурилдихлорид)

С MnO2: 2SO2 + MnO2 = MnS2O6 (дитионат марганца)

SO2 + 2H2S = 3S + 2H2O — восстановитель

Если прокипятить водный раствор сульфита натрия с серой и, отфильтровав излишек серы, оставить охлаждаться, то из раствора выделяются бесцветные прозрачные кристаллы нового вещества, состав которого выражается формулой. Это вещество — натриевая соль тиосерной кислоты. Тиосерная кислота неустойчива. Уже при комнатной температуре она распадается. Значительно устойчивее ее соли — тиосульфаты.

Из них наиболее употребителен тиосульфат натрия, известный также под неправильным названием «гипосульфит». При добавлении к раствору тиосульфата натрия какой-нибудь кислоты, например соляной, появляется запах диоксида серы и через некоторое время жидкость становится мутной от выделившейся серы. Изучение свойств тиосульфата натрия приводит к выводу, что атомы серы, входящие в его состав, имеют различную окисленность: у одного из них степень окисленности +4, у другого 0. Тиосульфат натрия — восстановитель. Хлор, бром и другие сильные окислители окисляют его до серной кислоты или до ее соли. Тиосульфаты — соли и сложные эфиры тиосерной кислоты, H2S2O3.

Тиосульфаты неустойчивы, поэтому в природе не встречаются. Наиболее широкое применение имеют тиосульфат натрия и тиосульфат аммония.

Тиосульфат натрия можно отнести к довольно нестойким веществам. Тиосульфат натрия при нагревании до 220°C распадается: в реакции термического разложения тиосульфата натрия получаем полисульфида натрия, который также далее разлагается на сульфид натрия и элементарную серу. Взаимодействие с кислотами: выделить тиосерную кислоту (тиосульфат водорода) реакцией тиосульфата натрия с сильной кислотой невозможно, так как она неустойчива и тут же разлагается: в такую же реакцию будет вступать и соляная и азотная кислоты. Разложение сопровождается выделением, который имеет неприятный запах.

Окислительно-восстановительные свойства тиосульфата натрия: в связи с наличием атомов серы со степенью окисления 0 ион тиосульфата обладает восстановительными свойствами, например, слабыми окислителями (I2, Fe3+) тиосульфат окисляется до иона тетратионата: в щелочной среде окисление тиосульфата натрия иодом может идти до сульфата. А более сильные окислители окисляют его до иона сульфата: сильными восстановителями ион восстанавливается до производных.

Комплексообразующие свойства тиосульфатов: Тиосульфат-ион – сильный комплексообразователь, использующийся в фотографии для удаления из фотопленки невосстановленного бромида серебра: металлами S2O32- ион координируется через атом серы, поэтому тиосульфатные комплексы легко превращаются в соответствующие сульфиды.