Слайд 2Се́ра — элемент 16-й группы (по устаревшей классификации — главной подгруппы
VI группы), третьего периода периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева, с атомным номером 16. Проявляет неметаллические свойства. Обозначается символом S (лат. sulfur). В водородных и кислородных соединениях находится в составе различных ионов, образует многие кислоты и соли. Многие серосодержащие соли малорастворимы в воде.
Слайд 3Нахождение в природе
В природе часто встречаются значительные залежи серы (большей частью
вблизи вулканов). Наиболее часто встречающиеся сульфиды: железный колчедан (пирит) FeS2, медный колчедан CuFeS2, свинцовый блеск PbS и цинковая обманка ZnS. Еще чаще сера встречается в виде сульфатов, например сульфат кальция (гипс и ангидрит), сульфат магния (горькая соль и кизерит), сульфат бария (тяжелый шпат), сульфат стронция (целестин), сульфат натрия (глауберова соль).
Кроме того, сера присутствует в нефти, природном угле, природных газах, в природных водах (в виде сульфат-иона и обуславливает «постоянную» жёсткость пресной воды). Жизненно важный элемент для высших организмов, составная часть многих белков, концентрируется в волосах.
Слайд 4Соединения серы
Для серы характерно наличие трех степеней окисления «-2», «+4» и
«+6».
Для получения серы используют реакцию Вакенродера (1) или получают ее неполным окислением сероводорода (2):
2H2S + SO2 = 3S↓ + 2H2O (1)
H2S + O2 = 2S↓ + 2H2O (2)
Слайд 5Из-за наличия нескольких степеней окисления сера способна проявлять и окислительные (в
реакциях с металлами) и восстановительные (в реакциях с сильными окислителями) свойства:
Fe +S = FeS
Fe0 -2e = Fe2+ — процесс окисления (восстановитель)
S0 +2e = S2- — процесс восстановления (окислитель)
S + O2 = SO2
S0 – 4e = S4+ — процесс окисления (восстановитель)
O20 + 2e = 2O2- — процесс восстановления (окислитель)
Слайд 6Сера взаимодействует с концентрированными растворами кислот (растворяется в них) и со
щелочами (диспропорционирует):
S +2H2SO4 = 3SO2 + 2H2O
3S+ NaOH = K2SO3 + 2K2S + 3H2O
Слайд 7Получение серной кислоты
Промышленный (контактный) способ .В промышленности серную кислоту получают окислением
диоксида серы (сернистый газ, образующийся в процессе сжигания серы или серного колчедана) до триоксида (серного ангидрида) с последующим взаимодействием SO3 с водой. Получаемую данным способом серную кислоту также называют контактной (концентрация 92-94 %).
Нитрозный (башенный) способ.Раньше серную кислоту получали исключительно нитрозным методом в специальных башнях, а кислоту называли башенной (концентрация 75 %). Сущность этого метода заключается в окислении диоксида серы диоксидом азота в присутствии воды. Именно таким способом произошла реакция в воздухе Лондона во время Великого смога.
Слайд 8Другой способ
В тех редких случаях, когда сероводород (H2S) вытесняет сульфат(SO4-)
из соли (с металлами Cu,Ag,Pb,Hg) побочным продуктом является серная кислота
Сульфиды данных металлов обладают высочайшей прочностью, а также отличительным чёрным окрасом,
но могут быть окислены до сульфатов, например, азотной кислотой при кипении:
Слайд 9Химические свойства серной кислоты
Серная кислота – одна из самых сильных минеральных
кислот, из-за высокой полярности связь Н – О легко разрывается.
В водном растворе серная кислота диссоциирует, образуя ион водорода и кислотный остаток:
H2SO4 = H+ + HSO4-;
HSO4- = H+ + SO42-.
Суммарное уравнение:
H2SO4 = 2H+ + SO42-.
Слайд 10Проявляет свойства кислот Взаимодействие серной кислоты с металлами, реагирует с металлами,
оксидами металлов, основаниями и солями.
Разбавленная серная кислота не проявляет окислительных свойств, при ее взаимодействии с металлами выделяется водород и соль, содержащая металл в низшей степени окисления. На холоде кислота инертна по отношению к таким металлам, как железо, алюминий и даже барий.
Концентрированная кислота обладает окислительными свойствами. Возможные продукты взаимодействия простых веществ с концентрированной серной кислотой приведены в таблице. Показана зависимость продукта восстановления от концентрации кислоты и степени активности металла: чем активнее металл, тем глубже он восстанавливает сульфат-ион серной кислоты. (Картинка) Взаимодействие с оксидами:
CaO + H2SO4 = CaSO4 = H2O.
Слайд 11Взаимодействие с основаниями:
2NaOH + H2SO4 = Na2SO4 + 2H2O.
Взаимодействие
с солями:
Na2CO3 + H2SO4 = Na2SO4 + CO2 + H2O.
Окислительные свойства
Серная кислота окисляет HI и НВг до свободных галогенов:
H2SO4 + 2HI = I2 + 2H2O + SO2.
Слайд 12Серная кислота отнимает химически связанную воду от органических соединений, содержащих гидроксильные
группы. Дегидратация этилового спирта в присутствии концентрированной серной кислоты приводит к получению этилена:
С2Н5ОН = С2Н4 + Н2О.
Обугливание сахара, целлюлозы, крахмала и др. углеводов при контакте с серной кислотой объясняется также их обезвоживанием:
C6H12O6 + 12H2SO4 = 18H2O + 12SO2↑ + 6CO2↑.
Слайд 13Кислотные дожди
В результате развития промышленности и технологий заводы, фабрики и различные
предприятия стали выбрасывать в воздух огромное количество оксидов нитрогена и сульфура. Так, когда сера попадает в атмосферу, она взаимодействует с парами воды, образуется серная кислота. Тоже происходит и с двуокисью азота, образуется азотная кислота, выпадает вместе с атмосферными осадками.
Слайд 14Очередной источник загрязнений атмосферы – это выхлопные газы автомобильного транспорта. Попадая
в воздух, вредные вещества окисляются и выпадают на землю в виде кислотных дождей. Выпадение в атмосферу азота и серы происходит в результате сгорания торфа, угля на тепловых электростанциях. Огромное количество окиси серы попадает в воздух при переработке металлов. Азотные соединения выделяются при производстве строительных материалов.
Слайд 15Определенная часть серы в атмосфере имеет естественное происхождение, к примеру, после
извержения вулкана освобождается диоксид серы. Азотосодержащие вещества могут выделяться в воздухе в результате деятельности некоторых почвенных микробов и грозовых разрядов.
Последствия кислотных дождей:
-заболевания у людей;
-гибель сельскохозяйственных растений;
-загрязнения водоемов;
-сокращение лесных массивов.