Серен диоксид

Серният диоксид (SO₂) е безцветен газ с характерна миризма на изпражнения, т.т. -72,7°С и т.к. -10°С.

Получава се при горене на сяра, метални сулфиди или сероводород на въздуха или от киселина и сулфит или хидрогенсулфит. Силен редуктор, особено във воден разтвор. Разтваря се във вода и дава хидрат на газа, като разтворът се отнася като киселина (сериста киселина). Използва се за производството на SO₃ за получаване на сярна киселина. Той уврежда озоновия слой.

Структура и свързване

SO2 е извита молекула с група C2v симетрия точка. По отношение на електронното отчитане формализми, на серен атом е едно на окисление на 9, формално отговаря на 0, и е заобиколен от пет електронни двойки и могат да бъдат описани като hypervalent молекула. От гледна точка на молекулно орбиталните теория, повечето от тези валентни електрони се занимават с S-O свързване. Три резонанс структури на серен диоксид

Въпреки сяра и кислород, така има шест валентен електрон, молекулните облигации в SO₂ не са същите като тези в озон. S-O облигации са по-къси в SO2 (13,1 часа), отколкото в серен окис, ТАКА (118,1 часа), докато О-О облигации са по-дълги на озон (127,8 часа), отколкото в dioxygen, O2 (120,7 часа). Средната енергия облигации е по-голям в SO₂ (548 кДж / мол) в сравнение с SO (524 кДж / мол), като има предвид, че е по-малко в O3 (297 кДж / мол), отколкото в O2 (490 кДж / мол). Тези части от химици доказателства водят до извода, че S-O облигации на серен диоксид са облигация ред на най-малко две, за разлика от О-О облигации на озон, които имат връзка реда на 1,5 [3]. Серният диоксид е вреден, тъй като е основен разрушител на озоновия слой.

Взаимодействия

Серният диоксид реагира с основни хидроксиди до получаването на соли сулфити:

SO₂ + 2 NaOH → Na₂SO₃ + H₂O

С участието на сяра в четири окисление, серен диоксид е редуктор. Той се окислява с халогени да даде на сулфурил халогениди, като сулфурил хлорид:

SO₂ + Cl₂ → SO₂Cl₂

Серният диоксид реагира с безцветния газ сероводород до получаването на сяра и вода. Процесът се използва в лабораторни условия за получаване на сяра и се нарича метод на Клаус:

SO₂ + 2 H₂S → 3 S + 2 H₂O

Серен диоксид могат да реагират с 1,3-диени в cheletropic реакция.

Серен диоксид, могат да се свързват с метални йони като лиганд, обикновено е преход метал е в окисление 0 или 1. [4] Много различни видове свързване (геометрия) са признати, но в повечето случаи лиганд е monodentate, свързани с метали чрез сяра, която може да бъде или равнинна и пирамидални ?1 [4].

Получаване

Серен диоксид може да бъде получен при изгаряне на сяра:

S + O₂ → SO₂

Пълното горене на сероводород също води до получаването на серен диоксид:

2 H₂S + 3 O₂ → 2 H₂O + 2 SO₂

Окислителното пържене на пирит (FeS₂), цинкова бленда (ZnS) и цинобър (HgS) води до получаването на серен диоксид:

4 FeS₂ + 11 O₂ → Fe₂O₃ 2 + 8 SO₂

2 ZnS + 3 O₂ → 2 ZnO + 2 SO₂

HgS + O₂ → Hg + SO₂

Серен диоксид е страничен продукт при производството на калциев силикат цимент: CaSO₄ се отоплява с кокс и пясък в този процес:

2 CaSO₄ + 2 SiO₂ + C → 2 + 2 CaSiO₃ + SO₂ + CO₂

Действие на гореща сярна киселина на мед стружки произвежда серен диоксид.

Cu (а) + 2 H₂SO₄ (AQ) → CuSO₄ (AQ) + SO₂ (ж) + 2 H₂O (L)

Тя може да се приготвят и с натриев метабисулфит:

H₂SO₄ (AQ) + Na₂S₂O₅ (AQ) → 2 SO₂ (ж) + Na₂SO₄ (а) + H₂O (L)

Това е екзотермична реакция.(O₃).