Получение so2

В промышленности SO₂ получают при сжигании серы на воздухе или в кислороде:

S + O₂ SO₂

А также при обжиге сульфидов (FeS₂, CuS, ZnS) на предприятиях металлургической промышленности

2CuS + 3O₂ = 2CuO + 2SO₂,

и как побочный продукт при коксовании угля, в нефтяной и газовой промышленности.

В лаборатории SO₂ получают действием на твердые соли сернистой кислоты или их водные растворы сильными кислотами:

Na₂SO₃ + H₂SO_{4 (р-р)} = Na₂SO₄ + H₂O + SO₂↑

K₂SO₃ + 2HCl = 2KCl + H₂O + SO₂↑

а также действием концентрированной H₂SO₄ на малоактивные металлы:

Cu + 2H₂SO_{4 (конц.)} = CuSO₄ + SO₂↑ + 2H₂O

Применение

Сернистый газ применяется для получения серной кислоты, серы в качестве отбеливающего средства в бумажном и текстильном производствах, для консервирования плодов. Жидкий SO₂ используется как неводный полярный растворитель для проведения различных химических синтезов.

Сернистый газ убивает многие микроорганизмы, поэтому его используют для уничтожения плесневых грибков в сырых помещениях, подвалах, бродильных чанах и винных бочках.

Оксид серы (VI) Физические свойства

Сера(VI)-оксид (SO₃) – бесцветная летучая (t_кип. = 44,8^оС) жидкость, затвердевающая при 17С. Структурная формула SO₃ показана на рис. 6. Однако в таком мономерном виде SO₃ находится только в газообразном состоянии. При конденсации молекулы SO₃ легко соединяются в циклические кольцеобразные тримеры или линейные полимерные цепи (рис. 6).

Рис. 6. Строение молекул SO₃ в зависимости от агрегатного состояния оксида: 1 – газ, 2 – жидкость, 3 – твердое тело

В жидком агрегатном состоянии сера(VI)-оксид состоит преимущественно из циклических тримерных молекул (SO₃)₃. В процессе кристаллизации сперва образуется льдовидная модификация SO₃ (также состоящая из циклических тримéров), которая затем постепенно превращается в асбестовидную модификацию SO₃, состоящую из полимерных цепей (SO₃)_n различной длины.

В ходе химических взаимодействий связи между структурными звеньями в полимерных молекулах оксида серы легко рвутся и поэтому в уравнениях химических реакций используют формулу его мономера (SO₃).

Химические свойства so3

Сера(VI)-оксид является ангидридом серной кислоты. Он уже при обычных условиях бурно взаимодействует с H₂O, образуя серную кислоту:

SO₃ + H₂O = H₂SO₄

При этом выделяется большое количество энергии.

Являясь типичным кислотным оксидом SO₃ взаимодействует при нагревании с оксидами металлов, образуя соли серной кислоты (сульфаты):

SO₃ + Na₂O Na₂SO₄ → натрий-сульфат

SO₃ + СuO CuSO₄ → медь(II)-сульфат

3SO₃ + Al₂O₃ Al₂(SO₄)₃ → алюминий-сульфат

Аналогично SO₃ реагирует с нерастворимыми основаниями:

SO₃ + Cu(OH)₂ CuSO₄ + H₂O

2Fe(OH)₃ + 3SO₃ Fe₂(SO₄)₃ + 3H₂O

Zn(OH)₂ + SO₃ ZnSO₄ + H₂O

С растворами щелочей эта реакция протекает уже при обычных условиях и в несколько стадий.

Сначала образуется кислая соль:

SO₃ + H₂O = H₂SO₄

H₂SO₄ + NaOH = NaHSO₄ + H₂O

А затем (если щёлочь вся не израсходовалась) – средняя соль:

NaHSO₄ + NaOH = Na₂SO₄ + H₂O

Суммарное уравнение реакции:

SO₃ + 2NaOH = Na₂SO₄ + H₂O

В окислительно-восстановительных реакциях SO₃ всегда выступает в роли окислителя, т.к. атомы серы в нём проявляют свою высшую степень окисления: +6.

2HCl + SO₃ = Cl₂ + H₂O + SO₂

5SO₃ + 2P → P₂O₅ + 5SO₂↑