Composti di zolfo. Gli stati di ossidazione dello zolfo nei composti. Formule di composti solforati

2024 Autore: Angel Austin | [email protected]. Ultima modifica: 2023-12-17 05:31

Il sottogruppo dei calcogeni include lo zolfo - questo è il secondo degli elementi che possono formare un gran numero di depositi di minerali. Solfati, solfuri, ossidi e altri composti solforati sono molto diffusi, importanti nell'industria e nella natura. Pertanto, in questo articolo considereremo cosa sono, cos'è lo zolfo stesso, la sua semplice sostanza.

Lo zolfo e le sue caratteristiche

Questo elemento ha la seguente posizione nella tavola periodica.

1. Sesto gruppo, sottogruppo principale.
2. Terzo piccolo periodo.
3. Massa atomica - 32, 064.
4. Numero ordinale - 16, lo stesso numero di protoni ed elettroni, anche neutroni 16.
5. Si riferisce a elementi non metallici.
6. Nelle formule si legge "es", il nome dell'elemento zolfo, latino zolfo.

Ci sono quattro isotopi stabili in natura con i numeri di massa 32, 33, 34 e 36. Questo elemento è il sesto più abbondante in natura. Si riferisce agli elementi biogenici, in quanto fa parte di importanti organicimolecole.

Struttura elettronica dell'atomo

I composti di zolfo devono la loro diversità alle peculiarità della struttura elettronica dell'atomo. È espresso dalla seguente formula di configurazione: 1s²2s²2p⁶3s ² 3p⁴.

L'ordine dato riflette solo lo stato stazionario dell'elemento. Tuttavia, è noto che se viene impartita energia aggiuntiva a un atomo, gli elettroni possono essere danneggiati ai sottolivelli 3p e 3s, seguiti da un' altra transizione a 3d, che rimane libera. Di conseguenza, non solo la valenza dell'atomo cambia, ma anche tutti i possibili stati di ossidazione. Il loro numero sta aumentando in modo significativo, così come il numero di varie sostanze con la partecipazione dello zolfo.

Stati di ossidazione dello zolfo nei composti

Esistono diverse varianti principali di questo indicatore. Per lo zolfo è:

• -2;
• +2;
• +4;
• +6.

Di questi, S⁺² è il più raro, il resto è sparso ovunque. L'attività chimica e la capacità ossidante dell'intera sostanza dipendono dal grado di ossidazione dello zolfo nei composti. Quindi, ad esempio, i composti con -2 sono solfuri. In essi, l'elemento che stiamo considerando è un tipico agente ossidante.

Più alto è il valore dello stato di ossidazione nel composto, più marcata sarà la capacità ossidante della sostanza. Questo è facile da verificare se ricordiamo i due principali acidi che forma lo zolfo:

• H₂SO₃ - sulfureo;
• H₂SO₄ - solforico.

Si sa chequest'ultimo è un composto molto più stabile, forte, con una capacità ossidante molto forte in alta concentrazione.

Sostanza semplice

In quanto sostanza semplice, lo zolfo è costituito da bellissimi cristalli gialli di forma uniforme, regolare e allungata. Sebbene questa sia solo una delle sue forme, perché ci sono due principali modifiche allotropiche di questa sostanza. Il primo, monoclino o rombico, è un corpo cristallino giallo che non può dissolversi in acqua, ma solo in solventi organici. Differisce nella fragilità e nella bella forma della struttura presentata sotto forma di una corona. Punto di fusione - circa 110⁰C.

Se non perdi il momento intermedio durante il riscaldamento di una tale modifica, puoi rilevare un altro stato nel tempo: zolfo plastico. È una soluzione viscosa marrone gommosa, che, dopo un ulteriore riscaldamento o un rapido raffreddamento, si trasforma nuovamente in una forma rombica.

Se parliamo di zolfo chimicamente puro ottenuto per filtrazione ripetuta, allora si tratta di piccoli cristalli di colore giallo brillante, fragili e completamente insolubili in acqua. In grado di accendersi a contatto con l'umidità e l'ossigeno nell'aria. Differiscono per attività chimica piuttosto elevata.

Essere nella natura

In natura esistono depositi naturali da cui vengono estratti i composti dello zolfo e lo zolfo stesso come sostanza semplice. Inoltre, leicontiene:

• in minerali, minerali e rocce;
• nel corpo di animali, piante e esseri umani, poiché fa parte di molte molecole organiche;
• in gas naturale, petrolio e carbone;
• in scisti bituminosi e acque naturali.

Alcuni dei minerali più ricchi di zolfo possono essere denominati:

• cinabro;
• pirite;
• sfalerite;
• antimonite;
• galena e altri.

La maggior parte dello zolfo prodotto oggi va alla produzione di solfato. Un' altra parte è utilizzata per scopi medici, agricoltura, processi industriali per la produzione di sostanze.

Proprietà fisiche

Possono essere descritti con diversi punti.

1. Insolubile in acqua, solubile in disolfuro di carbonio o trementina.
2. Con attrito prolungato, accumula una carica negativa.
3. Il punto di fusione è 110 ⁰C.
4. Punto di ebollizione 190 ⁰C.
5. Quando raggiunge 300 ⁰C si trasforma in liquido, facilmente mobile.
6. La sostanza pura può accendersi spontaneamente le proprietà combustibili sono molto buone.
7. Di per sé, praticamente non ha odore, tuttavia, i composti dell'idrogeno solforato emettono un forte odore di uova marce. Così come alcuni rappresentanti binari gassosi.

Le proprietà fisiche della sostanza in questione sono note alle persone fin dall'antichità. È per la sua combustibilità che lo zolfo ha preso il nome. Nelle guerre venivano usati fumi asfissianti e velenosi, che si formano durante la combustione di questo composto, comearmi contro i nemici. Inoltre, anche gli acidi contenenti zolfo sono sempre stati di grande importanza industriale.

Proprietà chimiche

Il tema: "Zolfo e suoi composti" nel corso di chimica della scuola non richiede una lezione, ma diverse. Dopotutto, ce ne sono molti. Ciò è dovuto all'attività chimica di questa sostanza. Può mostrare sia proprietà ossidanti con agenti riducenti più forti (metalli, boro e altri), sia proprietà riducenti con la maggior parte dei non metalli.

Tuttavia, nonostante tale attività, in condizioni normali si verifica solo l'interazione con il fluoro. Tutti gli altri necessitano di riscaldamento. Esistono diverse categorie di sostanze con cui lo zolfo può interagire:

• metalli;
• non metalli;
• alcali;
• acidi ossidanti forti - solforico e nitrico.

Composti dello zolfo: varietà

La loro diversità sarà spiegata dal valore ineguale dello stato di ossidazione dell'elemento principale: lo zolfo. Quindi, possiamo distinguere diversi tipi principali di sostanze su questa base:

• composti con stato di ossidazione -2;
• +4;
• +6.

Se consideriamo le classi e non l'indice di valenza, allora questo elemento forma molecole come:

• acidi;
• ossidi;
• composti di idrogeno solforato;
• sale;
• composti binari con non metalli (solfuro di carbonio, cloruri);
• sostanza organica.

Ora diamo un'occhiata ai principali e forniamo degli esempi.

Sostanze con uno stato di ossidazione di -2

I composti di zolfo 2 sono le sue conformazioni con i metalli, nonché con:

• carbonio;
• idrogeno;
• fosforo;
• silicio;
• arsenico;
• boro.

In questi casi agisce come un agente ossidante, poiché tutti gli elementi elencati sono più elettropositivi. Diamo un'occhiata ad alcuni dei più importanti.

1. Disolfuro di carbonio - CS₂. Liquido trasparente dal caratteristico gradevole aroma di etere. È tossico, infiammabile ed esplosivo. Viene utilizzato come solvente per la maggior parte dei tipi di oli, grassi, non metalli, nitrato d'argento, resine e gomme. È anche una parte importante nella produzione di seta artificiale - viscosa. Nell'industria viene sintetizzato in grandi quantità.
2. Solfuro di idrogeno o solfuro di idrogeno - H₂S. Un gas incolore dal sapore dolce. L'odore è acuto, estremamente sgradevole, che ricorda un uovo marcio. Velenoso, deprime il centro respiratorio, poiché lega gli ioni di rame. Pertanto, quando vengono avvelenati da loro, si verificano soffocamento e morte. Ampiamente usato in medicina, sintesi organica, produzione di acido solforico e come materia prima ad alta efficienza energetica.
3. I solfuri metallici sono ampiamente utilizzati in medicina, nella produzione di solfati, nella produzione di vernici, nella produzione di fosfori e in altri luoghi. La formula generale è Me_xS_y.

Composti con uno stato di ossidazione di +4

Composti solforati 4 -è prevalentemente un ossido e i suoi sali corrispondenti e un acido. Sono tutti composti abbastanza comuni che hanno un certo valore nell'industria. Possono anche agire come agenti ossidanti, ma più spesso mostrano proprietà riducenti.

Le formule per i composti di zolfo con uno stato di ossidazione di +4 sono le seguenti:

• ossido - anidride solforosa SO₂;
• acido - solforoso H₂SO₃;
• I sali hanno la formula generale Me_x(SO₃)_y.

Uno dei più comuni è l'anidride solforosa, o anidride. È una sostanza incolore con l'odore di un fiammifero bruciato. Formatosi in grandi ammassi durante le eruzioni vulcaniche, è facile da identificare con l'olfatto in questo momento.

Si dissolve in acqua con formazione di acido - solforoso facilmente decomponibile. Si comporta come un tipico ossido acido, forma sali, che includono SO₃^2- come ione solfito. Questa anidride è il principale gas che influenza l'inquinamento dell'atmosfera circostante. Questo è ciò che provoca le piogge acide. Nell'industria, viene utilizzato nella produzione di solfato.

Composti in cui lo zolfo ha uno stato di ossidazione di +6

Questi includono, prima di tutto, l'anidride solforica e l'acido solforico con i loro sali:

• solfati;
• idrosolfati.

Poiché l'atomo di zolfo in essi contenuto ha il più alto grado di ossidazione, le proprietà di questi composti sono abbastanza comprensibili. Sono forti ossidanti.

L'ossido di zolfo (VI) - anidride solforica - è aliquido incolore volatile. Una caratteristica è una forte capacità di assorbimento dell'umidità. Fuma all'aperto. Quando disciolto in acqua, dà uno degli acidi minerali più forti: il solforico. La sua soluzione concentrata è un liquido pesantemente oleoso leggermente giallastro. Se l'anidride viene disciolta in acido solforico, si otterrà un composto speciale chiamato oleum. Viene utilizzato industrialmente nella produzione di acido.

Tra sali - solfati - composti quali:

• gesso CaSO₄ 2H₂O;
• barite BaSO₄;
• mirabilite;
• solfato di piombo e altri.

Sono utilizzati nell'edilizia, nella sintesi chimica, nella medicina, nella produzione di strumenti ottici e occhiali e persino nell'industria alimentare.

Gli idrosolfati sono ampiamente utilizzati in metallurgia, dove vengono utilizzati come flusso. Inoltre aiutano a convertire molti ossidi complessi in forme solubili di solfato, che vengono utilizzate nelle industrie corrispondenti.

Lo studio dello zolfo nel corso di chimica scolastica

Quando è il momento migliore per gli studenti per conoscere cos'è lo zolfo, quali sono le sue proprietà, cos'è un composto di zolfo? Il 9° anno è il periodo migliore. Questo non è proprio l'inizio, quando tutto è nuovo e incomprensibile per i bambini. Questa è la via di mezzo nello studio delle scienze chimiche, quando le basi poste in precedenza aiuteranno a comprendere appieno l'argomento. Pertanto, è la seconda metà dell'anno di laurea che viene assegnata all'esame di queste questioni.classe. Allo stesso tempo, l'intero argomento è diviso in più blocchi, in cui c'è una lezione separata "Composti di zolfo. Grado 9".

Ciò è dovuto alla loro abbondanza. Anche la questione della produzione industriale di acido solforico è considerata separatamente. In generale, per questo argomento viene assegnata una media di 3 ore.

Ma i composti organici dello zolfo vengono presi per studio solo al 10° anno, quando si considerano le questioni organiche. Sono anche colpiti in biologia al liceo. Dopotutto, lo zolfo fa parte di molecole organiche come:

• tioalcoli (tioli);
• proteine (struttura terziaria su cui si formano i ponti disolfuro);
• tioaldeidi;
• tiofenoli;
• tioeteri;
• acidi solfonici;
• solfossidi e altri.

Sono classificati come un gruppo speciale di composti organosolforati. Sono importanti non solo nei processi biologici degli esseri viventi, ma anche nell'industria. Ad esempio, gli acidi solfonici sono alla base di molti farmaci (aspirina, sulfanilamide o streptocidi).

Inoltre, lo zolfo è un componente costante di composti come alcuni:

• aminoacidi;
• enzimi;
• vitamine;
• ormoni.