Підготовка до ЗНО з хімії

Будова атома.

На зовнішньому енергетичному рівні атома Сульфуру є незаповнений 3d-підрівень і внаслідок збудження атома розпаровані електрони можуть переходити на нього:

Згідно з кількістю неспарених електронів, атом Сульфуру може виявляти ступені окиснення –2, 0, +4, +6.

Будова речовини.

Сірка має кілька алотропних модифікацій. Найважливішими і найстійкішими є α-сірка (ромбічна) і β-сірка (моноклинна). Вони відрізняються формою кристалів і фізичними властивостями. α- і β-модифікації сірки побудовані з молекул S₈ (рис. 17.5).

Рис. 17.5. Форма молекули S₈.

При швидкому охолодженні розплавленої сірки утворюється нестійка пластична сірка, яка складається з полімерних молекул S_х. В парах сірки існують молекули S₈, S₆, S₄, S₂ та вільні атоми S.

Фізичні властивості.

Сірка – тверда речовина жовтого кольору. Ромбічна сірка плавиться при 112,8⁰С, моноклинна – при 119,3⁰С. Густина їх – 2,07 г/см³ та 1,96 г/см³ відповідно. Сірка нерозчинна у воді, добре розчинна у сірковуглеці CS₂, бензені C₆H₆ та інших органічних розчинниках.

Добування.

У природі сірка знаходиться у самородному стані та у формі сполук: FeS₂ – пірит, FeS – залізний колчедан, ZnS – цинкова обманка, CaSO₄ – гіпс тощо.

У лабораторії сірку можна одержати:

1. при неповному згорянні H₂S:

2H₂S + O₂ = 2S + 2H₂O,

2. дією сульфатної кислоти на тіосульфати:

Na₂S₂O₃ + H₂SO₄ = Na₂SO₄ + H₂O + SO₂↑ + S↓

У промисловості сірку добувають методом Фраша – розплавляючи підземні поклади сірки перегрітою водяною парою з подальшою очисткою одержаного продукту – технічної сірки. Таким способом видобувають сірку в Україні, біля м. Новояворівськ (Львівська обл.).

Хімічні властивості.

У формі простої речовини сірка може бути окисником (відновлюватись до ступеня окиснення –2) або відновником (окиснюватись до ступенів окиснення +4 і +6). Сірка не реагує лише з азотом та благородними металами.

Окисні властивості.

1. З металами реагує при нагріванні, з утворенням сульфідів:

2Na + S = Na₂S,                      Fe + S = FeS.

З ртуттю реакція іде за н. у.:

Hg + S = HgS,

що використовують для знешкодження розлитої ртуті (демеркуризації).

2. З неметалами:

S + H₂ = H₂S                  2S + C  CS₂,              5S + 2P = P₂S₅.

Тіоангідрид фосфатної кислоти P₂S₅ використовують для добування кислот, з лугами він утворює солі.

3. З лугами при нагріванні (реакція диспропорціювання):

3S + 6NaOH = 2Na₂S + Na₂SO₃ + 3H₂O.

Відновні властивості.

1. З киснем:

S +O₂ = SO₂.

2. З галогенами (з F₂ за н. у., з Cl₂ при нагріванні):

S +2F₂ = SF₄,                          2S +Cl₂ = S₂Cl₂.

3. З розбавленою нітратною кислотою:

3S + 4HNO₃ = 3SO₂ + 4NO + 2H₂O,                   S + 2HNO₃ = H₂SO₄ + 2NO.

4. З концентрованими нітратною та сульфатною кислотами:

S + 6HNO₃ = H₂SO₄ + 6NO + 2H₂O,                   S + 2H₂SO₄ = SO₂ + 2H₂O.

Використання.

Сірку використовують для одержання сульфур (IV) оксиду SO₂ (проміжного продукту у виробництві сульфатної кислоти), сульфатної кислоти H₂SO₄, гідроген сульфіду Н₂S, сірковуглецю CS₂ – поширеного розчинника. Застосовують при вулканізації гуми, одержанні проміжних продуктів у виробництві синтетичних миючих засобів, пороху, косметичних кремів та ліків, засобів захисту рослин.