सल्फर ऑक्साइड की संरचना 4. सल्फर यौगिकों के रासायनिक गुण

इस लेख में आपको सल्फर ऑक्साइड क्या है इसके बारे में जानकारी मिलेगी। इसके रासायनिक और भौतिक प्रकृति के मुख्य गुण, मौजूदा रूप, उनकी तैयारी के तरीके और आपस में अंतर पर विचार किया जाएगा। और इसके विभिन्न रूपों में इस ऑक्साइड के अनुप्रयोग के क्षेत्रों और जैविक भूमिका का भी उल्लेख किया जाएगा।

पदार्थ क्या है

सल्फर ऑक्साइड सरल पदार्थों, सल्फर और ऑक्सीजन का एक यौगिक है। सल्फर ऑक्साइड के तीन रूप हैं, जो संयोजकता एस की डिग्री में एक दूसरे से भिन्न होते हैं, अर्थात्: एसओ (मोनोऑक्साइड, सल्फर मोनोऑक्साइड), एसओ 2 (सल्फर डाइऑक्साइड या सल्फर डाइऑक्साइड) और एसओ 3 (सल्फर ट्राइऑक्साइड या एनहाइड्राइड)। सल्फर ऑक्साइड की सभी सूचीबद्ध विविधताओं में समान रासायनिक और भौतिक विशेषताएं हैं।

सल्फर मोनोऑक्साइड के बारे में सामान्य जानकारी

डाइवैलेंट सल्फर मोनोऑक्साइड, या अन्यथा सल्फर मोनोऑक्साइड, एक अकार्बनिक पदार्थ है जिसमें दो सरल तत्व होते हैं - सल्फर और ऑक्सीजन। सूत्र-तो. सामान्य परिस्थितियों में, यह एक रंगहीन गैस है, लेकिन तीखी और विशिष्ट गंध वाली होती है। जलीय घोल के साथ प्रतिक्रिया करता है। पृथ्वी के वायुमंडल में एक दुर्लभ यौगिक। यह तापमान के प्रभाव के प्रति अस्थिर है, डिमेरिक रूप में मौजूद है - एस 2 ओ 2। कभी-कभी यह ऑक्सीजन के साथ क्रिया करके प्रतिक्रिया के परिणामस्वरूप सल्फर डाइऑक्साइड बनाने में सक्षम होता है। नमक नहीं बनता.

सल्फर ऑक्साइड (2) आमतौर पर सल्फर को जलाने या उसके एनहाइड्राइड को विघटित करने से प्राप्त होता है:

• 2S2+O2 = 2SO;
• 2SO2 = 2SO+O2.

पदार्थ पानी में घुल जाता है। परिणामस्वरूप, सल्फर ऑक्साइड थायोसल्फ्यूरिक एसिड बनाता है:

• एस 2 ओ 2 + एच 2 ओ = एच 2 एस 2 ओ 3।

खट्टी गैस पर सामान्य डेटा

सल्फर ऑक्साइड रासायनिक सूत्र SO2 के साथ सल्फर ऑक्साइड का दूसरा रूप है। इसमें एक अप्रिय विशिष्ट गंध है और इसका कोई रंग नहीं है। दबाव पड़ने पर, यह कमरे के तापमान पर प्रज्वलित हो सकता है। पानी में घुलने पर यह अस्थिर सल्फ्यूरस एसिड बनाता है। यह इथेनॉल और सल्फ्यूरिक एसिड के घोल में घुल सकता है। यह ज्वालामुखीय गैस का एक घटक है।

उद्योग में, इसे सल्फर को जलाने या उसके सल्फाइड को भूनने से प्राप्त किया जाता है:

• 2FeS 2 + 5O 2 = 2FeO + 4SO 2।

प्रयोगशालाओं में, एक नियम के रूप में, एसओ 2 को सल्फाइट्स और हाइड्रोसल्फाइट्स का उपयोग करके प्राप्त किया जाता है, उन्हें एक मजबूत एसिड के संपर्क में लाया जाता है, साथ ही कम डिग्री की गतिविधि वाले धातुओं की क्रिया के साथ केंद्रित एच 2 एसओ 4 भी प्राप्त किया जाता है।

अन्य सल्फर ऑक्साइड की तरह, SO2 एक अम्लीय ऑक्साइड है। क्षार के साथ क्रिया करके, विभिन्न सल्फाइट्स बनाकर, यह पानी के साथ प्रतिक्रिया करके सल्फ्यूरिक एसिड बनाता है।

एसओ 2 अत्यंत सक्रिय है, और यह स्पष्ट रूप से इसके कम करने वाले गुणों में व्यक्त होता है, जहां सल्फर ऑक्साइड की ऑक्सीकरण डिग्री बढ़ जाती है। एक मजबूत कम करने वाले एजेंट द्वारा हमला किए जाने पर ऑक्सीकरण गुण प्रदर्शित हो सकते हैं। बाद वाली विशेषता का उपयोग हाइपोफॉस्फोरस एसिड के उत्पादन के लिए, या धातुकर्म क्षेत्र की गैसों से एस को अलग करने के लिए किया जाता है।

सल्फर ऑक्साइड (4) का व्यापक रूप से मनुष्यों द्वारा सल्फ्यूरस एसिड या उसके लवण का उत्पादन करने के लिए उपयोग किया जाता है - यह इसके अनुप्रयोग का मुख्य क्षेत्र है। और वह वाइन बनाने की प्रक्रियाओं में भी भाग लेता है और वहां एक संरक्षक (ई220) के रूप में कार्य करता है, कभी-कभी वे सब्जियों की दुकानों और गोदामों में अचार डालते हैं, क्योंकि यह सूक्ष्मजीवों को नष्ट कर देता है। जिन सामग्रियों को क्लोरीन से ब्लीच नहीं किया जा सकता उन्हें सल्फर ऑक्साइड से उपचारित किया जाता है।

SO 2 एक विषैला यौगिक है। इसके साथ विषाक्तता का संकेत देने वाले विशिष्ट लक्षण हैं खांसी, सांस लेने में समस्या, आमतौर पर नाक बहने के रूप में, स्वर बैठना, असामान्य स्वाद का दिखना और गले में खराश। ऐसी गैस के साँस लेने से घुटन हो सकती है, व्यक्ति की बोलने की क्षमता ख़राब हो सकती है, उल्टी हो सकती है, निगलने में कठिनाई हो सकती है, साथ ही तीव्र फुफ्फुसीय एडिमा भी हो सकती है। कार्य कक्ष में इस पदार्थ की अधिकतम स्वीकार्य सांद्रता 10 mg/m 3 है। हालाँकि, अलग-अलग लोगों में सल्फर डाइऑक्साइड के प्रति अलग-अलग संवेदनशीलता हो सकती है।

सल्फ्यूरिक एनहाइड्राइड के बारे में सामान्य जानकारी

सल्फ्यूरिक गैस, या, जैसा कि इसे सल्फ्यूरिक एनहाइड्राइड कहा जाता है, रासायनिक सूत्र SO3 के साथ उच्चतम सल्फर ऑक्साइड है। दमघोंटू गंध वाला तरल, मानक परिस्थितियों में अत्यधिक अस्थिर। 16.9 डिग्री सेल्सियस और उससे नीचे के तापमान पर, अपने ठोस संशोधनों से क्रिस्टलीय प्रकार के मिश्रण बनाने में सक्षम।

उच्च ऑक्साइड का विस्तृत विश्लेषण

जब उच्च तापमान के प्रभाव में SO 2 हवा के साथ ऑक्सीकृत हो जाता है, तो एक आवश्यक शर्त एक उत्प्रेरक की उपस्थिति होती है, उदाहरण के लिए V 2 O 5, Fe 2 O 3, NaVO 3 या Pt।

सल्फेट्स का थर्मल अपघटन या ओजोन और एसओ 2 की परस्पर क्रिया:

• Fe 2 (SO 4) 3 = Fe 2 O 3 + 3SO 3;
• एसओ 2 + ओ 3 = एसओ 3 + ओ 2।

SO2 का NO2 के साथ ऑक्सीकरण:

• SO 2 + NO 2 = SO 3 + NO।

भौतिक गुणात्मक विशेषताओं में शामिल हैं: गैस अवस्था में एक सपाट संरचना, त्रिकोणीय प्रकार और डी 3 एच समरूपता की उपस्थिति, गैस से क्रिस्टल या तरल में संक्रमण के दौरान यह एक चक्रीय प्रकृति और एक ज़िगज़ैग श्रृंखला का एक ट्रिमर बनाता है, एक है सहसंयोजक ध्रुवीय बंधन.

ठोस रूप में, SO 3 अल्फा, बीटा, गामा और सिग्मा रूपों में होता है, और इसका क्रमशः एक अलग गलनांक, पोलीमराइजेशन की डिग्री और विभिन्न प्रकार के क्रिस्टल रूप होते हैं। इतनी संख्या में SO 3 प्रजातियों का अस्तित्व दाता-स्वीकर्ता प्रकार के बांडों के निर्माण के कारण है।

सल्फर एनहाइड्राइड के गुणों में इसके कई गुण शामिल हैं, जिनमें से प्रमुख हैं:

क्षार और ऑक्साइड के साथ परस्पर क्रिया करने की क्षमता:

• 2KHO + SO 3 = K 2 SO 4 + H 2 O;
• CaO + SO 3 = CaSO 4।

उच्च सल्फर ऑक्साइड SO 3 में पर्याप्त उच्च गतिविधि होती है और पानी के साथ बातचीत करके सल्फ्यूरिक एसिड बनाता है:

• एसओ 3 + एच 2 ओ = एच2एसओ 4।

यह हाइड्रोजन क्लोराइड के साथ प्रतिक्रिया करता है और क्लोरोसल्फेट एसिड बनाता है:

• एसओ 3 + एचसीएल = एचएसओ 3 सीएल।

सल्फर ऑक्साइड को मजबूत ऑक्सीकरण गुणों की अभिव्यक्ति की विशेषता है।

सल्फ्यूरिक एनहाइड्राइड का उपयोग सल्फ्यूरिक एसिड के उत्पादन में किया जाता है। सल्फर चेकर्स के उपयोग के दौरान इसकी थोड़ी मात्रा पर्यावरण में जारी की जाती है। एसओ 3, गीली सतह के साथ संपर्क के बाद सल्फ्यूरिक एसिड बनाता है, जो कवक जैसे विभिन्न खतरनाक जीवों को नष्ट कर देता है।

उपसंहार

सल्फर ऑक्साइड एकत्रीकरण की विभिन्न अवस्थाओं में हो सकता है, तरल से लेकर ठोस रूप तक। यह प्रकृति में दुर्लभ है, और इसे उद्योग में प्राप्त करने के कई तरीके हैं, साथ ही ऐसे क्षेत्र भी हैं जहां इसका उपयोग किया जा सकता है। ऑक्साइड के स्वयं तीन रूप होते हैं जिनमें यह संयोजकता की अलग-अलग डिग्री प्रदर्शित करता है। बहुत जहरीला हो सकता है और गंभीर स्वास्थ्य समस्याएं पैदा कर सकता है।

अधिकांश सल्फर (IV) ऑक्साइड का उपयोग सल्फ्यूरस एसिड के उत्पादन के लिए किया जाता है। सल्फर ऑक्साइड (IV) का उपयोग सल्फ्यूरस एसिड के विभिन्न लवण प्राप्त करने के लिए भी किया जाता है। सल्फ्यूरिक एसिड क्षार और क्षारीय ऑक्साइड के साथ प्रतिक्रिया में अम्लीय गुण प्रदर्शित करता है। चूंकि सल्फ्यूरिक एसिड डिबासिक है, यह लवणों की दो श्रृंखला बनाता है: मध्यम - सल्फेट्स, उदाहरण के लिए Na2SO4, और अम्लीय - हाइड्रोसल्फेट्स, उदाहरण के लिए NaHSO4।

यह इथेनॉल और सल्फ्यूरिक एसिड में भी घुल जाता है। मजबूत कम करने वाले एजेंटों की उपस्थिति में, SO2 ऑक्सीकरण गुणों को प्रदर्शित करने में सक्षम है। रासायनिक उद्यमों के धुएं की ज्वाला से सल्फ्यूरिक एसिड एरोसोल की वर्षा कम बादल और उच्च वायु आर्द्रता पर अधिक बार देखी जाती है।

सल्फर डाइऑक्साइड उत्तरी गोलार्ध में अपनी उच्चतम सांद्रता तक पहुँच जाता है, विशेष रूप से संयुक्त राज्य अमेरिका, यूरोप, चीन, रूस और यूक्रेन के यूरोपीय भाग में। BaSO4 (एसिड में अघुलनशील) के सफेद अवक्षेप के निर्माण का उपयोग सल्फ्यूरिक एसिड और घुलनशील सल्फेट्स की पहचान के लिए किया जाता है।

सल्फ्यूरस अम्ल केवल घोल में मौजूद होता है। सल्फर ट्राइऑक्साइड अम्लीय गुण प्रदर्शित करता है। इस प्रतिक्रिया का उपयोग रासायनिक उद्योग का सबसे महत्वपूर्ण उत्पाद - सल्फ्यूरिक एसिड प्राप्त करने के लिए किया जाता है। चूंकि सल्फर ट्राइऑक्साइड में सल्फर की ऑक्सीकरण अवस्था सबसे अधिक होती है, इसलिए सल्फर (VI) ऑक्साइड ऑक्सीकरण गुण प्रदर्शित करता है।

प्रश्न: अम्ल के कौन से रासायनिक गुण आप जानते हैं? इसका उपयोग परिरक्षक (खाद्य योज्य E220) के रूप में भी किया जाता है। चूँकि यह गैस सूक्ष्मजीवों को मार देती है, इसलिए सब्जी की दुकानों और गोदामों को इससे धूआँ दिया जाता है। अलौह और लौह धातु विज्ञान के पाइरोमेटालर्जिकल उद्यम, साथ ही थर्मल पावर प्लांट सालाना वायुमंडल में लाखों टन सल्फ्यूरिक एनहाइड्राइड उत्सर्जित करते हैं। 4. सल्फाइट्स के साथ परस्पर क्रिया करने पर सल्फर की स्व-ऑक्सीकरण-स्व-उपचार प्रतिक्रियाएं भी संभव होती हैं।

इस प्रकार, SO2, सल्फ्यूरस एसिड और इसके लवण ऑक्सीकरण और अपचायक दोनों गुण प्रदर्शित कर सकते हैं। हाइड्रोजन सल्फाइड का उपयोग प्रयोगशाला अभ्यास में - सल्फाइड की वर्षा के लिए, सल्फर, सल्फाइट्स, थायोसल्फेट्स और सल्फ्यूरिक एसिड के उत्पादन के लिए किया जाता है। इसका उपयोग फॉस्फोरिक, हाइड्रोक्लोरिक, बोरिक, हाइड्रोफ्लोरिक और अन्य एसिड के उत्पादन में किया जाता है।

यह अम्लीय ऑक्साइड के विशिष्ट गुणों को प्रदर्शित करता है और पानी में अत्यधिक घुलनशील होता है, जिससे कमजोर सल्फ्यूरस एसिड बनता है। सल्फ्यूरिक एसिड के रासायनिक गुण काफी हद तक इसकी सांद्रता पर निर्भर करते हैं। कॉपर सल्फेट CuSO4 5H2O का उपयोग कृषि में कीटों और पौधों की बीमारियों को नियंत्रित करने के लिए किया जाता है।

+1 की ऑक्सीकरण अवस्था वाले सल्फर यौगिक

3. उन प्रतिक्रिया समीकरणों को लिखें जो इलेक्ट्रोलाइट के रूप में तनु सल्फ्यूरिक एसिड के गुणों को दर्शाते हैं। प्लास्टिक सल्फर का रंग गहरा होता है और यह रबर की तरह फैला होता है। एक ऑक्साइड से दूसरे ऑक्साइड में ऑक्सीकरण की प्रक्रिया प्रतिवर्ती होती है। रासायनिक प्रतिक्रियाओं के थर्मल प्रभाव. रासायनिक तत्वों के ऑक्साइड, हाइड्रॉक्साइड, हाइड्रोजन यौगिकों के गुणों में आवधिक परिवर्तन। हाइड्रोजन के भौतिक और रासायनिक गुण।

अस्थिर सल्फ्यूरस एसिड बनाने के लिए पानी में घुल जाता है; 20 डिग्री सेल्सियस पर घुलनशीलता 11.5 ग्राम/100 ग्राम पानी, तापमान बढ़ने के साथ घटती जाती है। सल्फर डाइऑक्साइड का यह वासोडिलेटिंग प्रभाव एटीपी-संवेदनशील कैल्शियम चैनलों और एल-प्रकार ("डायहाइड्रोपाइरीडीन") कैल्शियम चैनलों के माध्यम से मध्यस्थ होता है। पृथ्वी के वायुमंडल में सल्फर डाइऑक्साइड वायुमंडलीय तापमान में वृद्धि पर ग्रीनहाउस गैसों (कार्बन डाइऑक्साइड, मीथेन) के प्रभाव को काफी कमजोर कर देता है।

सल्फर ट्राइऑक्साइड के रूपों की विविधता दाता-स्वीकर्ता बांड के गठन के कारण SO3 अणुओं की पोलीमराइज़ करने की क्षमता से जुड़ी है। SO3 की बहुलक संरचनाएं आसानी से एक दूसरे में परिवर्तित हो जाती हैं, और ठोस SO3 में आमतौर पर विभिन्न रूपों का मिश्रण होता है, जिसकी सापेक्ष सामग्री सल्फ्यूरिक एनहाइड्राइड प्राप्त करने की स्थितियों पर निर्भर करती है।

फेरस विट्रियल FeSO4 7H2O का उपयोग पहले खुजली, हेल्मिंथियासिस और ग्रंथि संबंधी ट्यूमर के इलाज के लिए किया जाता था, और वर्तमान में इसका उपयोग कृषि कीटों को नियंत्रित करने के लिए किया जाता है। ग्लौबर का नमक "(मिराबिलिट) Na2SO4 · 10H2O जर्मन रसायनज्ञ आई. आर. ग्लौबर द्वारा सोडियम क्लोराइड पर सल्फ्यूरिक एसिड की क्रिया द्वारा प्राप्त किया गया था, चिकित्सा में इसका उपयोग रेचक के रूप में किया जाता है।

यह अस्थिर है और सल्फर डाइऑक्साइड और पानी में विघटित हो जाता है। सल्फ्यूरस अम्ल प्रबल अम्ल नहीं है। यह मध्यम शक्ति का अम्ल है और चरणों में अलग हो जाता है। सल्फ्यूरिक एसिड तीन प्रकार की प्रतिक्रियाओं में प्रवेश करता है: एसिड-बेस, आयन-एक्सचेंज, रेडॉक्स।

इन प्रतिक्रियाओं को तनु सल्फ्यूरिक एसिड के साथ सबसे अच्छा किया जाता है। सल्फ्यूरिक एसिड को आयन विनिमय प्रतिक्रियाओं की विशेषता है। गैस का विकास अस्थिर अम्लों के लवणों के साथ प्रतिक्रियाओं में होता है, जो विघटित होकर गैसें (कार्बोनिक, सल्फ्यूरस, हाइड्रोजन सल्फाइड) बनाते हैं या हाइड्रोक्लोरिक जैसे वाष्पशील अम्ल बनाते हैं।

ध्यान! स्लाइड पूर्वावलोकन केवल सूचनात्मक उद्देश्यों के लिए है और प्रस्तुति के पूर्ण विस्तार का प्रतिनिधित्व नहीं कर सकता है। कार्य: सल्फ्यूरस एसिड के पृथक्करण के लिए एक समीकरण लिखें।

दिलचस्प बात यह है कि SO2 के प्रति संवेदनशीलता व्यक्तियों, जानवरों और पौधों में व्यापक रूप से भिन्न होती है। सोडियम थायोसल्फेट में विभिन्न ऑक्सीकरण अवस्थाओं में दो सल्फर परमाणु होते हैं और कम करने वाले गुण प्रदर्शित करते हैं।

SO2 कार्बनिक रंगों को ब्लीच करता है और इसका उपयोग रेशम, ऊन और पुआल को ब्लीच करने के लिए किया जाता है। सांद्रित सल्फ्यूरिक एसिड का उपयोग सल्फर और असंतृप्त कार्बनिक यौगिकों से पेट्रोलियम उत्पादों को शुद्ध करने के लिए किया जाता है। इसकी उच्च आर्द्रतामापीता के कारण, इसका उपयोग गैसों को सुखाने, नाइट्रिक एसिड को सांद्रित करने के लिए किया जाता है।

हाइड्रोजन सल्फाइड और सल्फाइड। जब हाइड्रोजन सल्फाइड को पानी में घोला जाता है, तो एक कमजोर हाइड्रोसल्फ्यूरिक एसिड बनता है, जिसके लवण को सल्फाइड कहा जाता है। सल्फ्यूरस एसिड के लवण, डिबासिक के रूप में, मध्यम - सल्फाइट्स हो सकते हैं, उदाहरण के लिए सोडियम सल्फाइट Na2SO3, और अम्लीय - हाइड्रोसल्फाइट्स, उदाहरण के लिए सोडियम हाइड्रोसल्फाइट NaHSO3।

इसका उपयोग प्रयोगशालाओं में विलायक के रूप में भी किया जाता है। शिक्षक: सल्फ्यूरस एसिड एक अस्थिर यौगिक है, यह आसानी से सल्फर ऑक्साइड (IV) और पानी में विघटित हो जाता है, इसलिए यह केवल जलीय घोल में मौजूद होता है। अवशोषण टॉवर में, सल्फर ऑक्साइड (VI) को सांद्र सल्फ्यूरिक एसिड द्वारा अवशोषित किया जाता है। सल्फर डाइऑक्साइड अपशिष्ट के रूप में बड़ी मात्रा में बनने के कारण वायुमंडल को प्रदूषित करने वाली मुख्य गैसों में से एक है।

सल्फर ऑक्साइड (IV) में अम्लीय गुण होते हैं, जो मूल गुणों को प्रदर्शित करने वाले पदार्थों के साथ प्रतिक्रियाओं में प्रकट होते हैं। पानी के साथ क्रिया करने पर अम्लीय गुण प्रकट होते हैं। इस स्थिति में, सल्फ्यूरिक एसिड का एक घोल बनता है:

सल्फर डाइऑक्साइड (+4) में सल्फर की ऑक्सीकरण अवस्था सल्फर डाइऑक्साइड के कम करने और ऑक्सीकरण गुणों को निर्धारित करती है:

स्वर-टेलीः S + 4 - 2e => S + 6

अक्टूबर: S+4 + 4e => S0

कम करने वाले गुण मजबूत ऑक्सीकरण एजेंटों के साथ प्रतिक्रियाओं में प्रकट होते हैं: ऑक्सीजन, हैलोजन, नाइट्रिक एसिड, पोटेशियम परमैंगनेट और अन्य। उदाहरण के लिए:

2SO2 + O2 = 2SO3

S+4 - 2e => S+6 2

O20 + 4e => 2O-2 1

मजबूत कम करने वाले एजेंटों के साथ, गैस ऑक्सीकरण गुण प्रदर्शित करती है। उदाहरण के लिए, यदि आप सल्फर डाइऑक्साइड और हाइड्रोजन सल्फाइड को मिलाते हैं, तो वे सामान्य परिस्थितियों में परस्पर क्रिया करते हैं:

2H2S + SO2 = 3S + 2H2O

S-2 - 2e => S0 2

S+4 + 4e => S0 1

सल्फ्यूरस अम्ल केवल घोल में मौजूद होता है। यह अस्थिर है और सल्फर डाइऑक्साइड और पानी में विघटित हो जाता है। सल्फ्यूरस अम्ल प्रबल अम्ल नहीं है। यह मध्यम शक्ति का अम्ल है और चरणों में अलग हो जाता है। जब क्षार को सल्फ्यूरिक अम्ल में मिलाया जाता है तो लवण बनता है। सल्फ्यूरस एसिड लवणों की दो श्रृंखला देता है: मध्यम - सल्फाइट्स और अम्लीय - हाइड्रोसल्फाइट्स।

सल्फर (VI) ऑक्साइड

सल्फर ट्राइऑक्साइड अम्लीय गुण प्रदर्शित करता है। यह पानी के साथ तीव्र प्रतिक्रिया करता है और बड़ी मात्रा में गर्मी उत्सर्जित करता है। इस प्रतिक्रिया का उपयोग रासायनिक उद्योग का सबसे महत्वपूर्ण उत्पाद - सल्फ्यूरिक एसिड प्राप्त करने के लिए किया जाता है।

SO3 + H2O = H2SO4

चूंकि सल्फर ट्राइऑक्साइड में सल्फर की ऑक्सीकरण अवस्था सबसे अधिक होती है, इसलिए सल्फर (VI) ऑक्साइड ऑक्सीकरण गुण प्रदर्शित करता है। उदाहरण के लिए, यह हैलाइड, कम इलेक्ट्रोनगेटिविटी वाले गैर-धातुओं को ऑक्सीकरण करता है:

2SO3 + C = 2SO2 + CO2

S+6 + 2e => S+4 2

C0 - 4e => C+4 2

सल्फ्यूरिक एसिड तीन प्रकार की प्रतिक्रियाओं में प्रवेश करता है: एसिड-बेस, आयन-एक्सचेंज, रेडॉक्स। यह कार्बनिक पदार्थों के साथ भी सक्रिय रूप से संपर्क करता है।

अम्ल-क्षार प्रतिक्रियाएं

सल्फ्यूरिक एसिड क्षार और क्षारीय ऑक्साइड के साथ प्रतिक्रिया में अम्लीय गुण प्रदर्शित करता है। इन प्रतिक्रियाओं को तनु सल्फ्यूरिक एसिड के साथ सबसे अच्छा किया जाता है। चूँकि सल्फ्यूरिक एसिड डिबासिक है, यह मध्यम लवण (सल्फेट्स) और अम्लीय लवण (हाइड्रोसल्फेट्स) दोनों बना सकता है।

आयन विनिमय प्रतिक्रियाएँ

सल्फ्यूरिक एसिड को आयन विनिमय प्रतिक्रियाओं की विशेषता है। साथ ही, यह नमक के घोल के साथ क्रिया करता है, एक अवक्षेप बनाता है, एक कमजोर एसिड बनाता है, या एक गैस छोड़ता है। 45% या उससे भी अधिक तनु सल्फ्यूरिक एसिड का उपयोग करने पर ये प्रतिक्रियाएँ तेज़ गति से आगे बढ़ती हैं। गैस का विकास अस्थिर अम्लों के लवणों के साथ प्रतिक्रियाओं में होता है, जो विघटित होकर गैसें (कार्बोनिक, सल्फ्यूरस, हाइड्रोजन सल्फाइड) बनाते हैं या हाइड्रोक्लोरिक जैसे वाष्पशील अम्ल बनाते हैं।

रेडॉक्स प्रतिक्रियाएं

सल्फ्यूरिक एसिड रेडॉक्स प्रतिक्रियाओं में अपने गुणों को सबसे स्पष्ट रूप से प्रकट करता है, क्योंकि इसकी संरचना में सल्फर की ऑक्सीकरण अवस्था +6 सबसे अधिक होती है। सल्फ्यूरिक एसिड के ऑक्सीकरण गुण प्रतिक्रिया में पाए जा सकते हैं, उदाहरण के लिए, तांबे के साथ।

सल्फ्यूरिक एसिड अणु में दो ऑक्सीकरण तत्व होते हैं: एसओ के साथ एक सल्फर परमाणु। +6 और हाइड्रोजन आयन H+। तांबे को हाइड्रोजन द्वारा +1 ऑक्सीकरण अवस्था में ऑक्सीकरण नहीं किया जा सकता है, लेकिन सल्फर कर सकता है। सल्फ्यूरिक एसिड के साथ तांबे जैसी निष्क्रिय धातु के ऑक्सीकरण का यही कारण है।

सल्फर के लिए +4 ऑक्सीकरण अवस्था काफी स्थिर है और एसएचएएल 4 टेट्राहैलाइड्स, एसओएचएएल 2 ऑक्सोडिहैलाइड्स, एसओ 2 डाइऑक्साइड और उनके संबंधित आयनों में प्रकट होती है। हम सल्फर डाइऑक्साइड और सल्फ्यूरस एसिड के गुणों से परिचित होंगे।

1.11.1. सल्फर ऑक्साइड (IV) so2 अणु की संरचना

SO 2 अणु की संरचना ओजोन अणु की संरचना के समान है। सल्फर परमाणु एसपी 2 संकरण की स्थिति में है, ऑर्बिटल्स का आकार एक नियमित त्रिकोण है, अणु का आकार कोणीय है। सल्फर परमाणु में एक असंबद्ध इलेक्ट्रॉन युग्म होता है। एस-ओ बांड की लंबाई 0.143 एनएम है, बांड कोण 119.5° है।

संरचना निम्नलिखित गुंजयमान संरचनाओं से मेल खाती है:

ओजोन के विपरीत, एस-ओ बांड बहुलता 2 है, यानी, पहली अनुनाद संरचना मुख्य योगदान देती है। अणु को उच्च तापीय स्थिरता की विशेषता है।

भौतिक गुण

सामान्य परिस्थितियों में, सल्फर डाइऑक्साइड या सल्फर डाइऑक्साइड एक रंगहीन गैस है जिसमें तीखी दम घोंटने वाली गंध, गलनांक -75 डिग्री सेल्सियस, क्वथनांक -10 डिग्री सेल्सियस होता है। चलो पानी में अच्छी तरह से घुल जाते हैं, पानी की 1 मात्रा में 20 डिग्री सेल्सियस पर 40 मात्रा में सल्फर डाइऑक्साइड घुल जाता है। विषैली गैस।

सल्फर ऑक्साइड के रासायनिक गुण (IV)

सल्फर डाइऑक्साइड अत्यधिक प्रतिक्रियाशील है। सल्फर डाइऑक्साइड एक अम्लीय ऑक्साइड है। यह हाइड्रेट्स के निर्माण के साथ पानी में काफी घुलनशील है। यह आंशिक रूप से पानी के साथ क्रिया करता है, जिससे एक कमजोर सल्फ्यूरस एसिड बनता है, जो व्यक्तिगत रूप से पृथक नहीं होता है:

एसओ 2 + एच 2 ओ = एच 2 एसओ 3 = एच + + एचएसओ 3 - = 2एच + + एसओ 3 2-।

पृथक्करण के परिणामस्वरूप, प्रोटॉन बनते हैं, इसलिए घोल में अम्लीय वातावरण होता है।

जब सल्फर डाइऑक्साइड गैस को सोडियम हाइड्रॉक्साइड घोल से गुजारा जाता है, तो सोडियम सल्फाइट बनता है। सोडियम सल्फाइट अतिरिक्त सल्फर डाइऑक्साइड के साथ प्रतिक्रिया करके सोडियम हाइड्रोसल्फाइट बनाता है:

2NaOH + SO 2 = Na 2 SO 3 + H 2 O;

Na 2 SO 3 + SO 2 = 2NaHSO 3।

सल्फर डाइऑक्साइड को रेडॉक्स द्वैत की विशेषता है, उदाहरण के लिए, यह, कम करने वाले गुण दिखाते हुए, ब्रोमीन पानी को फीका कर देता है:

एसओ 2 + बीआर 2 + 2एच 2 ओ = एच 2 एसओ 4 + 2एचबीआर

और पोटेशियम परमैंगनेट समाधान:

5SO 2 + 2KMnO 4 + 2H 2 O = 2KНSO 4 + 2MnSO 4 + H 2 SO 4।

ऑक्सीजन द्वारा सल्फ्यूरिक एनहाइड्राइड में ऑक्सीकृत:

2SO 2 + O 2 = 2SO 3.

उदाहरण के लिए, मजबूत कम करने वाले एजेंटों के साथ बातचीत करते समय यह ऑक्सीकरण गुण प्रदर्शित करता है:

SO 2 + 2CO = S + 2CO 2 (500°C पर, Al 2 O 3 की उपस्थिति में);

एसओ 2 + 2एच 2 = एस + 2एच 2 ओ।

सल्फर ऑक्साइड का उत्पादन (IV)

हवा में सल्फर का जलना

एस + ओ 2 = एसओ 2।

सल्फाइड ऑक्सीकरण

4FeS 2 + 11O 2 = 2Fe 2 O 3 + 8SO 2।

धातु सल्फाइट्स पर प्रबल अम्लों की क्रिया

Na 2 SO 3 + 2H 2 SO 4 = 2NaHSO 4 + H 2 O + SO 2।

1.11.2. सल्फ्यूरिक एसिड और उसके लवण

जब सल्फर डाइऑक्साइड को पानी में घोला जाता है, तो कमजोर सल्फ्यूरस एसिड बनता है, घुले हुए SO 2 का बड़ा हिस्सा SO 2 H 2 O के हाइड्रेटेड रूप में होता है, ठंडा होने पर, एक क्रिस्टलीय हाइड्रेट भी निकलता है, केवल एक छोटा सा हिस्सा सल्फ्यूरस एसिड के अणु सल्फाइट और हाइड्रोसल्फाइट आयनों में विघटित हो जाते हैं। मुक्त अवस्था में अम्ल पृथक नहीं होता है।

द्विक्षारीय होने के कारण, यह दो प्रकार के लवण बनाता है: मध्यम - सल्फाइट्स और अम्लीय - हाइड्रोसल्फाइट्स। केवल क्षार धातु सल्फाइट्स और क्षार और क्षारीय पृथ्वी धातुओं के हाइड्रोसल्फाइट्स पानी में घुलते हैं।

सल्फर(IV) ऑक्साइड और सल्फ्यूरस एसिड

सल्फर ऑक्साइड (IV), या सल्फर डाइऑक्साइड, सामान्य परिस्थितियों में, तीखी दम घुटने वाली गंध वाली एक रंगहीन गैस। -10°C तक ठंडा होने पर, यह एक रंगहीन तरल में बदल जाता है।

रसीद

1. प्रयोगशाला स्थितियों के तहत, सल्फ्यूरस एसिड के लवणों पर मजबूत एसिड की क्रिया द्वारा सल्फर ऑक्साइड (IV) प्राप्त किया जाता है:

Na 2 SO 3 + H 2 SO 4 = Na 2 SO 4 + S0 2 + H 2 O 2NaHSO 3 + H 2 SO 4 = Na 2 SO 4 + 2SO 2 + 2H 2 O 2HSO - 3 + 2H + = 2SO 2 + 2H2O

2. इसके अलावा, कम सक्रिय धातुओं के साथ गर्म करने पर सांद्र सल्फ्यूरिक एसिड की परस्पर क्रिया से सल्फर डाइऑक्साइड बनता है:

Cu + 2H 2 SO 4 = CuSO 4 + SO 2 + 2H 2 O

Cu + 4Н + + 2SO 2- 4 = Cu 2+ + SO 2- 4 + SO 2 + 2H 2 O

3. सल्फर को हवा या ऑक्सीजन में जलाने पर सल्फर ऑक्साइड (IV) भी बनता है:

4. औद्योगिक परिस्थितियों में, SO 2 पाइराइट FeS 2 या अलौह धातुओं (जिंक ब्लेंड ZnS, लेड लस्टर PbS, आदि) के सल्फ्यूरस अयस्कों को भूनने से प्राप्त होता है:

4FeS 2 + 11O 2 = 2Fe 2 O 3 + 8SO 2

SO2 अणु का संरचनात्मक सूत्र:

दो ऑक्सीजन परमाणुओं से चार सल्फर इलेक्ट्रॉन और चार इलेक्ट्रॉन एसओ 2 अणु में बांड के निर्माण में भाग लेते हैं। आबंधित इलेक्ट्रॉन युग्मों और सल्फर के असंबद्ध इलेक्ट्रॉन युग्म का पारस्परिक प्रतिकर्षण अणु को एक कोणीय आकार देता है।

रासायनिक गुण

1. सल्फर ऑक्साइड (IV) अम्लीय ऑक्साइड के सभी गुण प्रदर्शित करता है:

पानी के साथ परस्पर क्रिया

क्षार के साथ अंतःक्रिया,

बुनियादी ऑक्साइड के साथ परस्पर क्रिया।

2. सल्फर ऑक्साइड (IV) को गुणों को कम करने की विशेषता है:

एस +4 ओ 2 + ओ 0 2 "2एस +6 ओ -2 3 (उत्प्रेरक की उपस्थिति में, गर्म होने पर)

लेकिन मजबूत कम करने वाले एजेंटों की उपस्थिति में, SO 2 एक ऑक्सीकरण एजेंट की तरह व्यवहार करता है:

सल्फर ऑक्साइड (IV) के रेडॉक्स द्वंद्व को इस तथ्य से समझाया गया है कि सल्फर में ऑक्सीकरण अवस्था +4 है, और इसलिए इसे 2 इलेक्ट्रॉन दान करके, S +6 में ऑक्सीकृत किया जा सकता है, और 4 इलेक्ट्रॉन स्वीकार करके, किया जा सकता है। S° तक कम हो गया। इन या अन्य गुणों की अभिव्यक्ति प्रतिक्रियाशील घटक की प्रकृति पर निर्भर करती है।

सल्फर ऑक्साइड (IV) पानी में अत्यधिक घुलनशील है (SO 2 की 40 मात्रा 20 डिग्री सेल्सियस पर 1 मात्रा में घुल जाती है)। इस मामले में, सल्फ्यूरस एसिड केवल जलीय घोल में मौजूद होता है:

एसओ 2 + एच 2 ओ "एच 2 एसओ 3

प्रतिक्रिया प्रतिवर्ती है. एक जलीय घोल में, सल्फर ऑक्साइड (IV) और सल्फ्यूरस एसिड रासायनिक संतुलन में होते हैं, जिन्हें विस्थापित किया जा सकता है। एच 2 एसओ 3 को बांधते समय (एसिड का निष्क्रियकरण)।

यू) प्रतिक्रिया सल्फ्यूरस एसिड के निर्माण की ओर बढ़ती है; SO 2 को हटाते समय (नाइट्रोजन घोल में प्रवाहित करना या गर्म करना), प्रतिक्रिया प्रारंभिक सामग्रियों की ओर बढ़ती है। सल्फ्यूरिक एसिड घोल में हमेशा सल्फर ऑक्साइड (IV) होता है, जो इसे तीखी गंध देता है।

सल्फ्यूरस अम्ल में अम्ल के सभी गुण होते हैं। समाधान में चरणबद्ध तरीके से पृथक्करण:

एच 2 एसओ 3 "एच + + एचएसओ - 3 एचएसओ - 3" एच + + एसओ 2- 3

ऊष्मीय रूप से अस्थिर, अस्थिर. सल्फ्यूरस अम्ल, डिबासिक अम्ल के रूप में, दो प्रकार के लवण बनाता है:

मध्यम - सल्फाइट्स (Na 2 SO 3);

अम्लीय - हाइड्रोसल्फाइट्स (NaHSO3)।

सल्फाइट्स तब बनते हैं जब एक अम्ल क्षार के साथ पूरी तरह से बेअसर हो जाता है:

H 2 SO 3 + 2NaOH = Na 2 SO 3 + 2H 2 O

हाइड्रोसल्फाइट्स क्षार की कमी से प्राप्त होते हैं:

एच 2 एसओ 3 + NaOH \u003d NaHSO 3 + H 2 O

सल्फ्यूरस एसिड और उसके लवण में ऑक्सीकरण और अपचायक दोनों गुण होते हैं, जो प्रतिक्रिया भागीदार की प्रकृति से निर्धारित होता है।

1. तो, ऑक्सीजन की क्रिया के तहत, सल्फाइट्स सल्फेट्स में ऑक्सीकृत हो जाते हैं:

2Na 2 S +4 O 3 + O 0 2 = 2Na 2 S +6 O -2 4

ब्रोमीन और पोटेशियम परमैंगनेट के साथ सल्फ्यूरस एसिड का ऑक्सीकरण और भी आसानी से होता है:

5H 2 S +4 O 3 +2KMn +7 O 4 = 2H 2 S +6 O 4 +2Mn +2 S +6 O 4 + K 2 S +6 O 4 + 3H 2 O

2. अधिक ऊर्जावान कम करने वाले एजेंटों की उपस्थिति में, सल्फाइट्स ऑक्सीकरण गुण प्रदर्शित करते हैं:

सल्फ्यूरस एसिड के लवण क्षार धातुओं के लगभग सभी हाइड्रोसल्फाइट्स और सल्फाइट्स को घोल देते हैं।

3. चूंकि एच 2 एसओ 3 एक कमजोर एसिड है, सल्फाइट्स और हाइड्रोसल्फाइट्स पर एसिड की क्रिया से एसओ 2 निकलता है। प्रयोगशाला में SO2 प्राप्त करते समय आमतौर पर इस विधि का उपयोग किया जाता है:

NaHSO 3 + H 2 SO 4 = Na 2 SO 4 + SO 2 + H 2 O

4. पानी में घुलनशील सल्फाइट आसानी से हाइड्रोलाइज्ड हो जाते हैं, जिसके परिणामस्वरूप घोल में OH--आयनों की सांद्रता बढ़ जाती है:

Na 2 SO 3 + NON "NaHSO 3 + NaOH

आवेदन

सल्फर ऑक्साइड (IV) और सल्फ्यूरस एसिड कई रंगों को रंगहीन कर देते हैं, जिससे उनके साथ रंगहीन यौगिक बन जाते हैं। बाद वाला गर्म होने पर या प्रकाश में फिर से विघटित हो सकता है, जिसके परिणामस्वरूप रंग बहाल हो जाता है। इसलिए, SO 2 और H 2 SO 3 का ब्लीचिंग प्रभाव क्लोरीन के ब्लीचिंग प्रभाव से भिन्न होता है। आमतौर पर, सल्फर (IV) आरक्साइड ऊन, रेशम और पुआल को सफेद करता है।

सल्फर ऑक्साइड (IV) कई सूक्ष्मजीवों को मारता है। इसलिए, फफूंदी कवक को नष्ट करने के लिए, वे नम तहखानों, तहखानों, वाइन बैरल आदि को फ्यूमिगेट करते हैं। इसका उपयोग फलों और जामुनों के परिवहन और भंडारण में भी किया जाता है। बड़ी मात्रा में, सल्फ्यूरिक एसिड का उत्पादन करने के लिए सल्फर ऑक्साइड IV) का उपयोग किया जाता है।

एक महत्वपूर्ण अनुप्रयोग कैल्शियम हाइड्रोसल्फाइट CaHSO 3 (सल्फाइट लिकर) का समाधान है, जिसका उपयोग लकड़ी और कागज के गूदे के उपचार के लिए किया जाता है।