Химический элемент сера

Общая характеристика

Электронная конфигурация: ${1s^{2} 2s^{2} 2p^{6} 3s^{2} 3p^{4} }$

В обычных условиях сера представляет собой твердое вещество желтого цвета, которое существует в виде трех аллотропных модификаций:

• ромбическая,
• моноклинная,
• пластическая.

Рисунок 1. Аллотропные модификации серы. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ

В природе сера встречается в свободном виде (самородная сера), также источниками серы могут служить продукты нефтепереработки и природный газ.

Химические свойства

Сера может проявлять следующие степени окисления: -2, 0, +4, +6.

Рассмотрим характерные для серы реакции:

• ${S + O_2 = SO_2}$

• ${S + 3F_2 = SF_6}$

• ${S + Cl_2 = SCl_2}$; ${S + 2Cl_2 = SCl_4}$; ${S + 3Cl_2 = SCl_6}$

• ${Fe + S = FeS}$

• ${Hg + S = HgS \downarrow}$

• ${2P + 3S = P_2S_3}$

• ${S + 6HNO_3 = H_2SO_4 + 6NO_2\uparrow + 2H_2O}$

• ${S + 2H_2SO_4 = 3SO_2\uparrow + 2H_2O}$

• ${3S + 6KOH = K_2SO_3 + K_2S + 3H_2O}$

• ${K_2SO_3 + S = K_2S_2O_3}$

Соединения серы

Соединениями серы являются: сероводород, сульфиды и полисульфиды. Рассмотрим каждое из них более подробно.

Сероводород.

Сероводород представляет собой соединение серы и водорода и является по своим химическим свойствам кислотой.

Особенность данного соединения заключается в том, что в обычных условиях является бесцветным и токсичным газом с неприятным запахом тухлых яиц.

Получается сероводород путём действия разбавленных кислот на сульфиды: ${FeS + 2HCl = FeCl_2 + H_2S\uparrow}$

Также сероводород можно получить путём добавления холодной воды к сульфиду алюминия: ${Al_2S_3 + 6H_2O = 2Al(OH)_3 + 3H_2S}$

Сульфиды.

Сульфиды представляют собой средние соли сероводородной кислоты. Степень окисления серы в них будет -2.

Большая часть сульфидов плохо растворяется в воде. Например, сульфид свинца являетя черным осадком.

${PbCl_2 + H_2S = PbS\downarrow + 2HCl}$

Полисульфиды.

К дисульфидам можно отнести соединения серы с щелочными металлами и аммонием, а также пирит ${FeS_2}$

${K_2S + S = K_2S_2}$

${2FeCl_3 + 2H_2S = FeS_2 + FeCl_2 + 4HCl\uparrow}$

В данных соединениях степень окисления серы -1.

Оксиды серы

Выделяют два оксида серы: оксид серы (IV) и оксид серы (VI). Рассмотрим особенности первого более подробно.

Оксид серы (IV) - ${SO_2}$.

Данный оксид представляет собой ангидрид сернистой кислоты ${H_2SO_3}$, которая малоустойчива и легко разлагается на оксид и воду.

Получают сернистый газ несколькими способами:

• при сгорании серы на воздухе ${S + O_2 = SO_2}$;
• при горении сероводорода ${2H_2S + 3O_2 = 2SO_2 + 2H_2O}$;
• при взаимодействии малоактивных металлов с концентрированной серной кислотой ${Cu + 2H_2SO_4 = CuSO_4 + SO_2 + 2H_2O}$;
• при обжиге сульфидных минералов ${4FeS_2 + 11O_2 = 2Fe_2O_3 + 8SO_2}$.

Выделяют несколько типов реакций, в которые может вступать сернистый газ:

• без изменения степени окисления ${Ca(OH)_2 + SO_2 = CaSO_3 + H_2O}$;
• повышение степени окисления ${Na_2SO_3 + Cl_2 + H_2O = Na_2SO_4 + 2HCl}$;
• понижение степени окисления;
• восстановление серы * ${K_2SO_3 + S = K_2S_2O_3}$.