4. Оксид серы(VI), серная кислота, сульфаты

Oксид серы(\(VI\)) образуется при каталитическом окислении сернистого газа:

${\mathit{2SO}}_2+O_2\stackrel{t,k}{\rightleftarrows }\mathit{2S}{O}_3$.

 

При \(20 °C\) это бесцветная жидкость, которая реагирует с водой с образованием серной кислоты:

 

$S{O}_3+H_{2}O=H_{2}S{O}_4$.

 

Эта реакция протекает даже с парами воды. Поэтому оксид серы(\(VI\)) дымит на воздухе.

 

Особенностью оксида серы(\(VI\)) является его способность растворяться в концентрированной серной кислоте с образованием олеума.

 

Оксид серы(\(VI\)) — типичный кислотный оксид. Он реагирует с основаниями и основными оксидами c образованием солей:

 

$S{O}_3+\mathit{2NaOH}={\mathit{Na}}_{2}S{O}_4+H_{2}O$,

 

$S{O}_3+\mathit{CaO}=\mathit{CaS}{O}_4$.

 

Степень окисления серы в этом оксиде — \(+6\). Это максимальное значение для серы, поэтому в окислительно-восстановительных реакциях он может быть только окислителем.

Серная кислота $H_{2}S{O}_4$ — важнейшее соединение серы. Чистая серная кислота представляет собой  бесцветную вязкую маслянистую жидкость, котoрая почти в два раза тяжелее воды.

 

Серная кислота неограниченно смешивается с водой. Растворение серной кислоты сопровождается сильным разогреванием раствора, и может происходить его разбрызгивание. Поэтому серную кислоту растворяют осторожно: тонкой струйкой кислоту вливают в воду при постоянном перемешивании.

 

 

 

Серная кислота очень гигроскопична и используется для осушки разных веществ.

 

Серная кислота любой концентрации реагирует:

$H_{2}S{O}_4+\mathit{CuO}=\mathit{CuS}{O}_4+H_{2}O$,

 

$H_{2}S{O}_4+\mathit{Zn}{(\mathit{OH})}_2=\mathit{ZnS}{O}_4+{\mathit{2H}}_{2}O$;

$H_{2}S{O}_4+\mathit{Ca}{\mathit{CO}}_3=\mathit{CaS}{O}_4+H_{2}O+C{O}_2\uparrow$,

 

$H_{2}S{O}_4+\mathit{Ba}{\mathit{Cl}}_2=\mathit{BaS}{O}_4\downarrow +\mathit{2HCl}$.

 

Разбавленная серная кислота реагирует только с металлами, расположенными в ряду активности до водорода. В реакции образуются сульфаты и выделяется водород. Окислительные свойства в этом случае проявляют атомы водорода:

 

$\stackrel{+1}{H_2}S{O}_4+\stackrel{0}{\mathit{Zn}}=\stackrel{+2}{{\mathit{Zn}SO}_4}+\stackrel{0}{H_2\uparrow }$.

  

Концентрированная серная кислота реагирует:

$\stackrel{+6}{{\mathit{2H}}_2{SO}_4}+\stackrel{0}{\mathit{Cu}}=\stackrel{+2}{{\mathit{Cu}SO}_4}+\stackrel{+4}{{SO}_2}{\uparrow +\mathit{2H}}_{2}O$.

 

В реакциях с активными металлами продуктами реакции могут быть сернистый газ, сероводород или сера.

 

$H_{2}S{O}_{4(к)}+{\mathit{2Na}\mathit{NO}}_{3(\mathit{тв})}={\mathit{Na}}_2{SO}_4+{\mathit{2H}\mathit{NO}}_3$.

Серная кислота образует два ряда солей. Средние соли называются сульфатами (${\mathit{Na}}_2{SO}_4,{\mathit{CaS}O}_4$), а кислые — гидросульфатами (${\mathit{NaHS}O}_4,{{\mathit{Ca}(\mathit{HS}O}_4)}_2$). 

 

Качественной реакцией на серную кислоту и её соли является реакция с растворимыми солями бария — выпадает белый осадок сульфата бария:

 

 

Серная кислота — одно из важнейших химических веществ. Она используется:

Соли серной кислоты также находят применение. Медный купорос ${\mathit{CuS}O}_4\cdot {\mathit{5H}}_{2}O$ используется для борьбы с заболеваниями растений, гипс ${\mathit{Ca}\mathit{SO}}_4\cdot {\mathit{2H}}_{2}O$ применяется в строительстве, сульфат бария ${\mathit{BaS}O}_4$ — в медицине.