Физические свойства. Сера. Сероводород, сульфиды, гидросульфиды

Сера. Сероводород, сульфиды, гидросульфиды. Оксиды серы (IV) и (VI). Сернистая и серная кислоты и их соли. Эфиры серной кислоты. Тиосульфат натрия

Сера

Сера — один из немногих химических эле­ментов, которыми уже несколько тысячелетий пользуется человек. Она широко распростране­на в природе и встречается как в свободном со­стоянии (самородная сера), так а в соединени­ях. Минералы, содержащие серу, можно разделить на две группы — сульфиды (колчеда­ны, блески, обманки) и сульфаты. Самородная сера в больших количествах встречается в Италии (остров Сицилия) и США. В СНГ месторождения самородной серы имеются в Поволжье, в государствах Средней Азии, в Крыму и других районах.

К минералам первой группы относятся свинцовый блеск PbS, медный блеск Cu₂S, серебряный блеск — Ag₂S, цинковая обман­ка — ZnS, кадмиевая обманка — CdS, пирит или железный кол­чедан — FeS₂, халькопирит — CuFeS₂, киноварь — HgS.

К минералам второй группы можно отнести гипс CaSO₄•2Н₂О, мирабилит (глауберова соль) — Na₂SO₄•10Н₂O, ки­зерит — MgSO₄•Н₂О.

Сера содержится в организмах животных и растений, так как входит в состав белковых молекул. Органические соединения серы содержатся в нефти.

Получение

1. При получении серы из природных соединений, например из серного колчедана, его нагревают до высоких температур. Сер­ный колчедан разлагается с образованием сульфида железа (II) и серы:

FeS₂=FeS+S

2. Серу можно получить окислением сероводорода недостатком кислорода по реакции:

2H₂S+O₂=2S+2Н₂O

3. В настоящее время распространено получение серы восстанов­лением углеродом диоксида серы SO₂ — побочного продукта при выплавке металлов из сернистых руд:

SO₂+С = СO₂+S

4. Отходящие газы металлургических и коксовых печей содержат смесь диоксида серы и сероводорода. Эту смесь пропускают при высокой температуре над катализатором:

H₂S+SO₂=2H₂O+3S

Физические свойства

Сера представляет собой твердое хрупкое вещество лимонно-желтого цвета. В воде практически нерастворима, но хорошо рас­творима в сероуглероде CS₂ анилине и некоторых других раство­рителях.

Плохо проводит тепло и электрический ток. Сера образует несколько аллотропных модификаций:

1 . Ромбическая сера (наиболее устойчивая), кристаллы имеют вид октаэдров.

При нагревании серы изменяются ее цвет и вязкость: сначала образуется светло-желтая, а затем по мере повышения темпе­ратуры она темнеет и делается настолько вязкой, что не выте­кает из пробирки, при дальнейшем нагревании вязкость снова падает, а при 444, 6°С сера закипает.

2. Моноклинная сера — модификация в виде темно-желтых игольчатых кристаллов, получается при медленном охлажде­нии расплавленной серы.

3. Пластическая сера образуется, если нагретую до кипения серу вылить в холодную воду. Легко растягивается подобно резине (см. рис. 19).

Природная сера состоит из смеси четырех устойчивых изотопов:³²₁₆S,³³₁₆S,³⁴₁₆S,³⁶₁₆S.