Урок 20 Получить доступ за 50 баллов Сера

В этом уроке вы узнаете про «мать всех металлов» – серу, чем она вредна и чем полезна, как между собой связаны Чёрное море и тухлые яйца, как правильно разбавлять электролит для аккумулятора и ещё много полезного и интересного.

Lorem ipsum dolor sit amet, consectetur adipisicing elit. Adipisci autem beatae consectetur corporis dolores ea, eius, esse id illo inventore iste mollitia nemo nesciunt nisi obcaecati optio similique tempore voluptate!

Adipisci alias assumenda consequatur cupiditate, ex id minima quam rem sint vitae? Animi dolores earum enim fugit magni nihil odit provident quaerat. Aliquid aspernatur eos esse magnam maiores necessitatibus, nulla?

Эта информация доступна зарегистрированным пользователям

Сера – химический элемент и простое вещество

Lorem ipsum dolor sit amet, consectetur adipisicing elit. Adipisci autem beatae consectetur corporis dolores ea, eius, esse id illo inventore iste mollitia nemo nesciunt nisi obcaecati optio similique tempore voluptate!

Adipisci alias assumenda consequatur cupiditate, ex id minima quam rem sint vitae? Animi dolores earum enim fugit magni nihil odit provident quaerat. Aliquid aspernatur eos esse magnam maiores necessitatibus, nulla?

Эта информация доступна зарегистрированным пользователям

Сера – химический элемент главной подгруппы VI группы периодической системы элементов.

Эту подгруппу ещё называют халькогены. Название это произошло от двух греческих слов – «халькос», что в разных переводах значит «медь» или «руда», и «генос» – «рождаю».

Кислород и сера – это элементы, которые входят в состав многих руд металлов.

Русское слово «сера» восходит к старославянским корням, которые обозначали горючие вещества, смолы.

Латинское sulfur скорее всего произошло от индоевропейского swelp– «гореть».

Сера с древних времён использовалась жрецами храмов при проведении обрядов – она считалась произведением существ из мира духов.

Ещё в Древней Греции сера использовалась в военных действиях – она входила в состав знаменитого «греческого огня».

Lorem ipsum dolor sit amet, consectetur adipisicing elit. Adipisci autem beatae consectetur corporis dolores ea, eius, esse id illo inventore iste mollitia nemo nesciunt nisi obcaecati optio similique tempore voluptate!

Adipisci alias assumenda consequatur cupiditate, ex id minima quam rem sint vitae? Animi dolores earum enim fugit magni nihil odit provident quaerat. Aliquid aspernatur eos esse magnam maiores necessitatibus, nulla?

Эта информация доступна зарегистрированным пользователям

Алхимики считали серу отцом всех металлов – и теперь мы с вами знаем причину: большинство металлических руд представляют собой именно сульфиды.

На внешнем электронном слое серы шесть электронов, из них два – неспаренных, поэтому сера может принимать два электрона, проявляя степень окисления –2, выступая окислителем.

Но за счёт распаривания остальных четырех электронов на 3d-подуровень максимальная степень окисления серы в соединениях с более сильными окислителями (фтором, кислородом, хлором) +6.

Lorem ipsum dolor sit amet, consectetur adipisicing elit. Adipisci autem beatae consectetur corporis dolores ea, eius, esse id illo inventore iste mollitia nemo nesciunt nisi obcaecati optio similique tempore voluptate!

Adipisci alias assumenda consequatur cupiditate, ex id minima quam rem sint vitae? Animi dolores earum enim fugit magni nihil odit provident quaerat. Aliquid aspernatur eos esse magnam maiores necessitatibus, nulla?

Эта информация доступна зарегистрированным пользователям

Химически сера очень активна, но всё же встречается в природе в виде простого вещества (самородная сера).

Основной источник самородной серы – вулканический пепел и горные породы вулканического происхождения.

В большинстве случаев сера в природе встречается в виде соединений:

  • пирит (железный колчедан) FeS2
  • медный блеск CuS
  • цинковая обманка ZnS
  • гипс CaS04
  • киноварь HgS

 

Lorem ipsum dolor sit amet, consectetur adipisicing elit. Adipisci autem beatae consectetur corporis dolores ea, eius, esse id illo inventore iste mollitia nemo nesciunt nisi obcaecati optio similique tempore voluptate!

Adipisci alias assumenda consequatur cupiditate, ex id minima quam rem sint vitae? Animi dolores earum enim fugit magni nihil odit provident quaerat. Aliquid aspernatur eos esse magnam maiores necessitatibus, nulla?

Эта информация доступна зарегистрированным пользователям

Сера образует три простых вещества (аллотропные модификации):

  • ромбическую
  • моноклинную
  • пластическую

 

Ромбическая сера

Наиболее устойчивая, хрупкое вещество желтого цвета.

Это именно та сера, которую мы все привыкли видеть. Сера часто встречается в домашних аптечках (применяется как пищевая добавка, а также как наружное средство при лечении кожных заболеваний), а также она используется в сельском хозяйстве для окуривания растений от паразитов и грибков.

 

Моноклинная сера

Менее устойчивая модификация, образуется при медленном охлаждении расплавленной серы.

 

Пластическая сера

Неустойчива, получить её можно, если расплавленную серу охладить резко (например, вылить в холодную воду).

 

Моноклинная и пластическая модификации с течением времени самопроизвольно переходят в ромбическую.

Lorem ipsum dolor sit amet, consectetur adipisicing elit. Adipisci autem beatae consectetur corporis dolores ea, eius, esse id illo inventore iste mollitia nemo nesciunt nisi obcaecati optio similique tempore voluptate!

Adipisci alias assumenda consequatur cupiditate, ex id minima quam rem sint vitae? Animi dolores earum enim fugit magni nihil odit provident quaerat. Aliquid aspernatur eos esse magnam maiores necessitatibus, nulla?

Эта информация доступна зарегистрированным пользователям

Химические свойства и применение серы

Сера – активный неметалл.

В химических реакциях она может быть как окислителем, так и восстановителем.

Окислителем сера выступает в реакциях с металлами, водородом и некоторыми неметаллами.

При комнатной температуре сера реагирует со всеми щелочными и щёлочно-земельными металлами, ртутью, медью, серебром, образуя сульфиды:

Lorem ipsum dolor sit amet, consectetur adipisicing elit. Adipisci autem beatae consectetur corporis dolores ea, eius, esse id illo inventore iste mollitia nemo nesciunt nisi obcaecati optio similique tempore voluptate!

Adipisci alias assumenda consequatur cupiditate, ex id minima quam rem sint vitae? Animi dolores earum enim fugit magni nihil odit provident quaerat. Aliquid aspernatur eos esse magnam maiores necessitatibus, nulla?

Эта информация доступна зарегистрированным пользователям

Эту реакцию используют в лабораториях для удаления разлитой ртути, пары которой очень токсичны.

Щели, в которые могла попасть разлитая ртуть, посыпают порошком серы.

 С серебром способна реагировать не только сера, но и сероводород в присутствии кислорода воздуха, образуя черный налет сульфида серебра:

Lorem ipsum dolor sit amet, consectetur adipisicing elit. Adipisci autem beatae consectetur corporis dolores ea, eius, esse id illo inventore iste mollitia nemo nesciunt nisi obcaecati optio similique tempore voluptate!

Adipisci alias assumenda consequatur cupiditate, ex id minima quam rem sint vitae? Animi dolores earum enim fugit magni nihil odit provident quaerat. Aliquid aspernatur eos esse magnam maiores necessitatibus, nulla?

Эта информация доступна зарегистрированным пользователям

Хотя с химической точки зрения в данной реакции окислителем является не сера, а кислород.

Человеческий пот содержит небольшое количество сероводорода (продукт разложения белков, в которых содержится сера).

Именно поэтому серебряные украшения со временем чернеют.

С большинством металлов и водородом сера реагирует при нагревании.

 

Сера является окислителем по отношению к углероду и фосфору, проявляя степень окисления –2, а восстановителем – по отношению ко фтору, кислороду, хлору, проявляя степень окисления +4 и +6.

Многие соединения серы с неметаллами токсичны.

 

Интересен фторид серы SF6 , называемый элегаз, – тяжелый газ без цвета и без запаха, почти не токсичный из-за большой химической устойчивости.

Интересен он тем, что его используют для демонстрации вытеснения более легких газов, а также влияния тяжелых газов на голосовые связки: эффект после вдыхания элегаза прямо противоположен эффекту от вдыхания гелия.

Сера находит широкое применение и в качестве простого вещества и в виде соединений (в основном в виде серной кислоты).

 

Элементная сера применяется в производстве:

спичек

пороха

в медицине как наружное средство в составе мазей (об этом уже говорилось чуть ранее)

как средство для защиты растений; горящей серой окуривают посевы: токсичный оксид серы (IV) SOубивает грибки и паразитов

в производстве бетона, пищевых красителей, серной кислоты.

 

Серу используют в производстве резины – она образуется при реакции каучука с серой.

В процессе реакции длинные полимерные цепочки каучука соединяются между собой мостиками из атомов серы.

Этот процесс называется вулканизацией.

Lorem ipsum dolor sit amet, consectetur adipisicing elit. Adipisci autem beatae consectetur corporis dolores ea, eius, esse id illo inventore iste mollitia nemo nesciunt nisi obcaecati optio similique tempore voluptate!

Adipisci alias assumenda consequatur cupiditate, ex id minima quam rem sint vitae? Animi dolores earum enim fugit magni nihil odit provident quaerat. Aliquid aspernatur eos esse magnam maiores necessitatibus, nulla?

Эта информация доступна зарегистрированным пользователям

Кроме того, сера – жизненно важный химический элемент.

Она входит в состав белков – основных компонентов клеток растительных и животных организмов.

При недостатке серы в организме наблюдаются хрупкость и ломкость костей и выпадение волос.

Из пищевых продуктов серой богаты бобовые растения (горох, чечевица), овсяные хлопья, яйца – все продукты, содержащие много белка.

Lorem ipsum dolor sit amet, consectetur adipisicing elit. Adipisci autem beatae consectetur corporis dolores ea, eius, esse id illo inventore iste mollitia nemo nesciunt nisi obcaecati optio similique tempore voluptate!

Adipisci alias assumenda consequatur cupiditate, ex id minima quam rem sint vitae? Animi dolores earum enim fugit magni nihil odit provident quaerat. Aliquid aspernatur eos esse magnam maiores necessitatibus, nulla?

Эта информация доступна зарегистрированным пользователям

Сероводород

При взаимодействии с водородом сера образует летучее соединение — сероводород H2S.

Это газ без цвета, пахнет тухлыми яйцами.

Точнее говоря, это тухлые яйца пахнут сероводородом, потому что он образуется при разложении белков.

Lorem ipsum dolor sit amet, consectetur adipisicing elit. Adipisci autem beatae consectetur corporis dolores ea, eius, esse id illo inventore iste mollitia nemo nesciunt nisi obcaecati optio similique tempore voluptate!

Adipisci alias assumenda consequatur cupiditate, ex id minima quam rem sint vitae? Animi dolores earum enim fugit magni nihil odit provident quaerat. Aliquid aspernatur eos esse magnam maiores necessitatibus, nulla?

Эта информация доступна зарегистрированным пользователям

Немного растворим в воде: при комнатной температуре в одном объёме воды растворяется 2,5 объёма сероводорода.

 

Сероводород в больших количествах содержится в вулканических газах, воде многих минеральных источников, а также в водах мирового океана, в частности, его очень много в Чёрном море на глубинах более 150 м.

Lorem ipsum dolor sit amet, consectetur adipisicing elit. Adipisci autem beatae consectetur corporis dolores ea, eius, esse id illo inventore iste mollitia nemo nesciunt nisi obcaecati optio similique tempore voluptate!

Adipisci alias assumenda consequatur cupiditate, ex id minima quam rem sint vitae? Animi dolores earum enim fugit magni nihil odit provident quaerat. Aliquid aspernatur eos esse magnam maiores necessitatibus, nulla?

Эта информация доступна зарегистрированным пользователям

В лаборатории сероводород получают действием соляной кислоты на сульфид железа:

Lorem ipsum dolor sit amet, consectetur adipisicing elit. Adipisci autem beatae consectetur corporis dolores ea, eius, esse id illo inventore iste mollitia nemo nesciunt nisi obcaecati optio similique tempore voluptate!

Adipisci alias assumenda consequatur cupiditate, ex id minima quam rem sint vitae? Animi dolores earum enim fugit magni nihil odit provident quaerat. Aliquid aspernatur eos esse magnam maiores necessitatibus, nulla?

Эта информация доступна зарегистрированным пользователям

Сероводород во всех реакциях является активным восстановителем за счёт атома серы в низшей степени окисления (–2).

Он легко горит: на воздухе с образованием серы и воды:

Lorem ipsum dolor sit amet, consectetur adipisicing elit. Adipisci autem beatae consectetur corporis dolores ea, eius, esse id illo inventore iste mollitia nemo nesciunt nisi obcaecati optio similique tempore voluptate!

Adipisci alias assumenda consequatur cupiditate, ex id minima quam rem sint vitae? Animi dolores earum enim fugit magni nihil odit provident quaerat. Aliquid aspernatur eos esse magnam maiores necessitatibus, nulla?

Эта информация доступна зарегистрированным пользователям

В чистом кислороде сероводород преобразуется до оксида серы (IV) SO2.

Lorem ipsum dolor sit amet, consectetur adipisicing elit. Adipisci autem beatae consectetur corporis dolores ea, eius, esse id illo inventore iste mollitia nemo nesciunt nisi obcaecati optio similique tempore voluptate!

Adipisci alias assumenda consequatur cupiditate, ex id minima quam rem sint vitae? Animi dolores earum enim fugit magni nihil odit provident quaerat. Aliquid aspernatur eos esse magnam maiores necessitatibus, nulla?

Эта информация доступна зарегистрированным пользователям

При растворении в воде сероводород диссоциирует, поэтому такой раствор проявляет кислотные свойства.

 

В больших количествах сероводород ядовит – он разрушает гемоглобин.

Однако вода минеральных источников, содержащая сероводород, издавна применяется в медицине в виде сероводородных ванн для лечения ревматизма и кожных заболеваний.

Lorem ipsum dolor sit amet, consectetur adipisicing elit. Adipisci autem beatae consectetur corporis dolores ea, eius, esse id illo inventore iste mollitia nemo nesciunt nisi obcaecati optio similique tempore voluptate!

Adipisci alias assumenda consequatur cupiditate, ex id minima quam rem sint vitae? Animi dolores earum enim fugit magni nihil odit provident quaerat. Aliquid aspernatur eos esse magnam maiores necessitatibus, nulla?

Эта информация доступна зарегистрированным пользователям

Большинство природных минералов серы представляют собой именно сульфиды.

Они используются не только для выплавки металлов, но и для получения серы.

Lorem ipsum dolor sit amet, consectetur adipisicing elit. Adipisci autem beatae consectetur corporis dolores ea, eius, esse id illo inventore iste mollitia nemo nesciunt nisi obcaecati optio similique tempore voluptate!

Adipisci alias assumenda consequatur cupiditate, ex id minima quam rem sint vitae? Animi dolores earum enim fugit magni nihil odit provident quaerat. Aliquid aspernatur eos esse magnam maiores necessitatibus, nulla?

Эта информация доступна зарегистрированным пользователям

Серная кислота

Серная кислота  H2SO4 – важный ресурс для химической промышленности и её продукт.

Lorem ipsum dolor sit amet, consectetur adipisicing elit. Adipisci autem beatae consectetur corporis dolores ea, eius, esse id illo inventore iste mollitia nemo nesciunt nisi obcaecati optio similique tempore voluptate!

Adipisci alias assumenda consequatur cupiditate, ex id minima quam rem sint vitae? Animi dolores earum enim fugit magni nihil odit provident quaerat. Aliquid aspernatur eos esse magnam maiores necessitatibus, nulla?

Эта информация доступна зарегистрированным пользователям

Серную кислоту активно использовали ещё алхимики как «купоросное масло».

Купоросное, потому что сульфаты тяжелых металлов издавна называют купоросами.

А масло, потому что чистая серная кислота:

  • тяжелая (в 2 раза тяжелее воды) маслянистая жидкость
  • без запаха
  • не летучая
  • гигроскопичная (быстро поглощает пары воды из воздуха)

 

Она смешивается с водой в любых отношениях, причем при смешении выделяется большое количество тепла.

Например, если в концентрированную серную кислоту влить немного воды, то выделяющегося тепла достаточно для её закипания, и вода может тут же разбрызгаться вместе с кислотой.

Lorem ipsum dolor sit amet, consectetur adipisicing elit. Adipisci autem beatae consectetur corporis dolores ea, eius, esse id illo inventore iste mollitia nemo nesciunt nisi obcaecati optio similique tempore voluptate!

Adipisci alias assumenda consequatur cupiditate, ex id minima quam rem sint vitae? Animi dolores earum enim fugit magni nihil odit provident quaerat. Aliquid aspernatur eos esse magnam maiores necessitatibus, nulla?

Эта информация доступна зарегистрированным пользователям

Поэтому при разбавлении серной кислоты никогда не льют воду в кислоту, а только кислоту в воду, небольшими порциями при постоянном перемешивании.

Вспомните об этом, если вам придется разбавить электролит для аккумулятора.

 

Серная кислота образуется при реакции оксида серы (VI) с водой.

 Серная кислота образуется при реакции оксида серы (VI) с водой

 Оксид серы (VI) SO3– бесцветная летучая жидкость, ниже 17 °С превращается в прозрачную хлопьевидную массу, кипит при 44 °С.

Это типичный кислотный оксид и проявляет все свойства кислотных оксидов, реагирует с основными и амфотерными оксидами, с основаниями, образуя сульфаты – соли серной кислоты.

 

Свойства разбавленной и концентрированной серной кислоты различаются.

За счет того, что сера находится в максимальной степени окисления +6, серная кислота – окислитель.

Однако её окислительные свойства проявляются только в концентрированном виде.

Разбавленная серная кислота является сильной кислотой, хорошо растворяет большинство металлов с выделением водорода, реагирует с основными и амфотерными оксидами, основаниями с образованием сульфатов.

Концентрированная серная кислота является окислителем и растворяет гораздо больше металлов, чем разбавленная, но уже с выделением оксида серы (IV) SO2, серы S или сероводорода H2S (чем активнее металл, тем меньше степень окисления серы в продукте реакции).

Но также концентрированная серная кислота реагирует и с неметаллами (серой, фосфором, углеродом), окисляя их до оксидов или кислот.

Lorem ipsum dolor sit amet, consectetur adipisicing elit. Adipisci autem beatae consectetur corporis dolores ea, eius, esse id illo inventore iste mollitia nemo nesciunt nisi obcaecati optio similique tempore voluptate!

Adipisci alias assumenda consequatur cupiditate, ex id minima quam rem sint vitae? Animi dolores earum enim fugit magni nihil odit provident quaerat. Aliquid aspernatur eos esse magnam maiores necessitatibus, nulla?

Эта информация доступна зарегистрированным пользователям

Концентрированная серная кислота гигроскопична, то есть поглощает пары воды, поэтому её используют как осушитель.

Газы, которые не вступают с ней в реакцию, сушат пропусканием через склянки с концентрированной серной кислотой.

Этот способ подходит для осушения углекислого газа CO2, хлороводорода HCl, хлора Cl2, водорода H2.

А, например, аммиак NH3 с серной кислотой немедленно образует сульфат аммония:

Lorem ipsum dolor sit amet, consectetur adipisicing elit. Adipisci autem beatae consectetur corporis dolores ea, eius, esse id illo inventore iste mollitia nemo nesciunt nisi obcaecati optio similique tempore voluptate!

Adipisci alias assumenda consequatur cupiditate, ex id minima quam rem sint vitae? Animi dolores earum enim fugit magni nihil odit provident quaerat. Aliquid aspernatur eos esse magnam maiores necessitatibus, nulla?

Эта информация доступна зарегистрированным пользователям

Гигроскопичность серной кислоты проявляется в том, что она обугливает органические вещества.

Например, если её добавить к истолчённому сахару, смесь сразу же чернеет – кислота отнимает от сахара воду, оставляя углерод.

Lorem ipsum dolor sit amet, consectetur adipisicing elit. Adipisci autem beatae consectetur corporis dolores ea, eius, esse id illo inventore iste mollitia nemo nesciunt nisi obcaecati optio similique tempore voluptate!

Adipisci alias assumenda consequatur cupiditate, ex id minima quam rem sint vitae? Animi dolores earum enim fugit magni nihil odit provident quaerat. Aliquid aspernatur eos esse magnam maiores necessitatibus, nulla?

Эта информация доступна зарегистрированным пользователям

Это свойство серной кислоты объясняет то, что при попадании на кожу она вызывает сильные ожоги.

В лабораториях, где часто работают с концентрированной серной кислотой, под рукой всегда держат раствор питьевой соды. Именно этим раствором и большим количеством воды и смывают кислоту с кожи.

 

Серная кислота относится к продуктам основного химического производства.

С ней вы наверняка сталкиваетесь почти каждый день: электролит в свинцово-кислотных аккумуляторах представляет собой 30 % серную кислоту.

Но, кроме этого, она также используется при производстве удобрений, при обработке руд для получения редкоземельных металлов, в химическом производстве красителей, взрывчатых веществ, в легкой промышленности для обработки тканей, восстановления наполнителей фильтров для воды.

Lorem ipsum dolor sit amet, consectetur adipisicing elit. Adipisci autem beatae consectetur corporis dolores ea, eius, esse id illo inventore iste mollitia nemo nesciunt nisi obcaecati optio similique tempore voluptate!

Adipisci alias assumenda consequatur cupiditate, ex id minima quam rem sint vitae? Animi dolores earum enim fugit magni nihil odit provident quaerat. Aliquid aspernatur eos esse magnam maiores necessitatibus, nulla?

Эта информация доступна зарегистрированным пользователям

В бесплатной версии урока недоступны:

  • Видео
  • Изображения
  • Дополнительная информация
  • Таблицы
  • Тесты
Получить доступ