Характерные химические свойства кислорода и серы.

2.3.2. Химические свойства кислорода и серы.

Химические свойства кислорода

Химический элемент кислород может существовать в виде двух аллотропных модификаций, т.е. образует два простых вещества. Оба этих вещества имеют молекулярное строение. Одно из них имеет формулу O2 и имеет название кислород, т.е. такое же, как и название химического элемента, которым оно образовано.

Другое простое вещество, образованное кислородом, называется озон. Озон в отличие от кислорода состоит из трехатомных молекул, т.е. имеет формулу O3.

Поскольку основной и наиболее распространенной формой кислорода является молекулярный кислород O2, прежде всего мы рассмотрим именно его химические свойства.

Химический элемент кислород находится на втором месте по значению электроотрицательности среди всех элементов и уступает лишь фтору. В связи с этим логично предположить высокую активность кислорода и наличие у него практически только окислительных свойств. Действительно, список простых и сложных веществ, с которыми может реагировать кислород огромен. Однако, следует отметить, что поскольку в молекуле кислорода имеет место прочная двойная связь, для осуществления большинства реакций с кислородом требуется прибегать к нагреванию. Чаще всего сильный нагрев требуется в самом начале реакции (поджиг) после чего многие реакции идут далее уже самостоятельно без подвода тепла извне.

Среди простых веществ не окисляются кислородом лишь благородные металлы (Ag, Pt, Au), галогены и инертные газы.

Сера сгорает в кислороде с образованием диоксида серы:

Характерные химические свойства кислорода и серы

Фосфор в зависимости от избытка или недостатка кислорода может образовать как оксида фосфора (V), так и оксид фосфора (III):

4P + 5O2 = 2P2O5

Взаимодействие кислорода с азотом протекает в крайне жестких условиях, в виду того что энергии связи в молекулах кислорода и особенно азота очень велики. Также свой вклад в сложность протекания реакции делает высокая электроотрицательность обоих элементов. Реакция начинается лишь при температуре более 2000 oC и является обратимой:

N2 + O2 = 2NO

Не все простые вещества, реагируя с кислородом образуют оксиды. Так, например, натрий, сгорая в кислороде образует пероксид:

2Na + O2 = Na2O2

а калий – надпероксид:

2.3.2. Химические свойства кислорода и серы.

Чаще всего, при сгорании в кислороде сложных веществ образуется смесь оксидов элементов, которыми было образовано исходное вещество. Так, например:

4FeS2 + 11O2 = 2Fe2O3 + 8SO2

2CH3OH + 3O2 = 2CO2 + 4H2O

Однако, при сгорании в кислороде азотсодержащих органических веществ вместо оксида азота образуется молекулярный азот N2. Например:

4C2H5NH2 + 15O2 = 8CO2 + 14H2O + 2N2

При сгорании в кислороде хлорпроизводных вместо оксидов хлора образуется хлороводород:

C2H5Cl + 3O2 = 2CO2 + 2H2O + HCl

Химические свойства озона:

Озон является более сильным окислителем, чем кислород. Обусловлено это тем, что одна из кислород-кислородных связей в молекуле озона легко рвется и в результате образуется чрезвычайно активный атомарный кислород. Озон в отличие от кислорода не требует для проявления своих высоких окислительных свойств нагревания. Он проявляет свою активность при обычной и даже низкой температурах:

PbS + 4O3 = PbSO4 + 4O2

Как было сказано выше, серебро с кислородом не реагирует, однако, реагирует с озоном:

2Ag + O3 = Ag2O + O2

Качественной реакцией на наличие озона является то, что при пропускании исследуемого газа через раствор иодида калия наблюдается образование йода:

2KI + O3 + H2O = I2↓ + O2 + 2KOH

Химические свойства серы

Сера как химический элемент может существовать в нескольких аллотропных модификациях. Различают ромбическую, моноклинную и пластическую серу. Моноклинная сера может быть получена при медленном охлаждении расплава ромбической серы , а пластическая напротив получается при резком охлаждении расплава серы, предварительно доведенного до кипения. Пластическая сера обладает редким для неорганических веществ свойством эластичности – она способна обратимо растягиваться под действием внешнего усилия, возвращаясь в исходную форму при прекращении этого воздействия. Наиболее устойчива в обычных условиях ромбическая сера и все иные аллотропные модификации со временем переходят в нее.

Молекулы ромбической серы состоят из восьми атомов, т.е. ее формулу можно записать как S8. Однако, поскольку химические свойства всех модификаций достаточно схожи, чтобы не затруднять запись уравнений реакций любую серу обозначают просто символом S.

Сера может взаимодействовать и с простыми и со сложными веществами. В химических реакциях проявлет как окислительные, так и восстановительные свойства.

Окислительные свойства серы проявляются при ее взаимодействии с металлами, а также неметаллами, образованными атомами менее электроотрицательного элемента (водород, углерод, фосфор):

2Al + 3S = Al2S3

Hg + S = HgS

S + H2 = H2S

2S + C = CS2

3S + 2P = P2S3

Как восстановитель сера выступает при взаимодействии с неметаллами, образованными более электроотрицательными элементами (кислород, галогены), а также сложными веществами с ярко выраженной окислительной функцией, например, серной и азотной концентрированной кислотами:

2.3.2. Химические свойства кислорода и серы.

2.3.2. Химические свойства кислорода и серы.

2.3.2. Химические свойства кислорода и серы.

2.3.2. Химические свойства кислорода и серы.

Также сера взаимодействует при кипячении с концентрированными водными растворами щелочей. Взаимодействие протекает по типу диспропорционирования, т.е. сера одновременно и понижает, и повышает свою степень окисления:

Характерные химические свойства кислорода и серы

Комментариев 18
  1. Элина

    Доброго времени суток! спасибо за краткую теорию! Этих свойств серы будет достаточно для решения 5-10 заданий ЕГЭ или же окислительно-восстановительные свойства тоже необходимо знать?

  2. Максим

    Сайт анерхительный. Спасибо громаднейшее тем, кто его составлял!

    • Соавтор проекта Борисов И.С.

      Все для вас!

  3. Лиза

    Здравствуйте! Пожалуйста скажите ,сера может реагировать с Н2О. Всегда думала,что не растворяется. Но попалось такое задание …

    В продуктах сернистый газ и сероводород, это возможно?
    И при каких условиях идёт эта реакция?

    • Соавтор проекта Борисов И.С.

      Добрый день! Не советую брать для подготовки и работы задания из «мутных» источников, тогда все станет проще и понятнее. Пользуйтесь проверенными источниками.

  4. Лиза

    Значит, у серы нет реакции с водой?
    Заранее спасибо Вам огромное!!!

    • Соавтор проекта Борисов И.С.

      Реакции нет, в доступных мне источниках такого не встречал.

      • Ден

        При t выше 400°C→-2,+4 Лидин

        • Соавтор проекта Борисов И.С.

          Добрый день! Не является источником при подготовке к ЕГЭ.

  5. Маргарита

    Здравствуйте, а этих свойств серы будет достаточно для сдачи егэ?

    • Соавтор проекта Борисов И.С.

      Добрый день! Если рассматривать серу в качестве простого вещества, то хватит. Если как элемент, то нужно учитывать и иные степени окисления, кроме нуля.

  6. Саша

    Здравствуйте, можно спросить Вас по-поводу такой реакции (нашла на одном сайте):
    H2SO3+O3=H2SO4+O2
    Сернистая кислота восстанавливается до +6, а окисления по сути нет, т.к. степень окисления озона не меняется. Такое возможно или это ошибка в реакции? Заранее спасибо!

    • Соавтор проекта Борисов И.С.

      Добрый день! Возможность такой реакции не исключу, объясняется не столь простым строением молекулы озона, как может показаться на первый взгляд. Атомы кислорода в ней не являются равноценными.

    • Ден

      Всё, как обычно: типичный окислитель+типичный восстановитель; сера окисляется, один из атомов в озоне восстанавливается.

  7. Hermes

    Сера реагирует с кремнием? На решуЕгэ попалась реакция S + Si = SiS2 при 1500 градусов

    • Соавтор проекта Борисов И.С.

      Добрый день! На ЕГЭ не увидим.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован.