Можно ли получить серный ангидрид по реакции
Содержание статьи
chemistry portal — Серный ангидрид, серная кислота
Рассмотрим соединения серы в степени окисления +6: это оксид серы (IV) SO3 и серная кислота H2SO4.
SO3 называют серным ангидридом. Ангидриды — это химические соединения, полученные из другого соединения путем удаления воды. Если из формулы H2SO4 отнять Н2О, то получится SO3 — серный ангидрид серной кислоты.
SO3 — бесцветная летучая маслянистая жидкость, которая дымит на воздухе.
1) Окисление сернистого газа происходит при нагревании и с катализатором оксидом ванадия (V) V2O5.
2SO2 + O2 = 2SO3
2) Разложение сульфатов при нагревании:
Fe2(SO4)3 = Fe2O3 + 3SO3
1) Взаимодействие с водой:
SO3 + H2O = H2SO4
2) Взаимодействие с щелочами:
2NaOH + SO3 = Na2SO4 + H2O
При избытке кислотного оксида образуются кислые соли гидросульфаты:
NaOH + SO3 (избыток) = NaHSO4
3) Взаимодействие с основными оксидами:
Na2O + SO3 = Na2SO4
H2SO4 — тяжелая маслянистая жидкость, при растворении в воде выделяется большое количество тепла (энергии), обладает водоотнимающими свойствами. До ХХ века кислоту называли «купоросным маслом».
Серная кислота — очень едкое и токсичное вещество. При попадании на кожу оставляет ожоги, поэтому при работе с ней необходимо быть аккуратным. Важно знать правило растворения кислоты в воде: КИСЛОТУ ДОБАВЛЯЮТ В ВОДУ, А НЕ НАОБОРОТ. Кислоту наливают в стакан с водой тоненькой струйкой и маленькими порциями. Если провести растворение наоборот, кислота начнет бурно кипеть и может выплеснуться из стакана. Это все равно, что налить воды в раскаленное масло.
Для получение серной кислоты на производстве используют «Контактный способ», который включает в себя 3 стадии. Рассмотри каждый из них:
I) В первой стадии контактного способа происходит обжиг соединений, имеющие в себе элемент S. Для этого можно использовать различные сульфиды, самородки серы, но чаще всего на производстве обжигают пирит . Первоначально минерал пирит измельчают и помещают в печь, где его нагревают с доступом воздуха. В печь постоянно подают новые порции кислорода.
4FeS2 + 11O2 = 2Fe2O3 + 8SO2↑
В результате реакции образуется огарок (это различные оксиды железа, которые далее можно использовать для получения чистого железа) и сернистый газ, который переходит в другой отсек, где он охлаждается и очищается от примесей.
II) Во второй стадии процесса сернистый газ переходит в контактный аппарат. В данном аппарате смесь сернистого газа и кислорода нагревается при 500°С и образуется серный ангидрид. Данную реакцию проводят при катализаторе оксид ванадия (V) V2O5 для ускорения реакции. Можно, конечно, использовать платину в качестве катализатора, но она слишком дороговата для промышленного производства.
2SO2 + O2 = 2SO3
III) Полученный серный ангидрид SO3 отправляют в поглотительную башню. Его растворяют в концентрированной серной кислоте, в результате чего образуется олеум — смесь серной кислоты и серного ангидрида.
Данное уравнение можно записать, как SO3 + H2O = H2SO4, однако оно является не совсем точным. Воду использовать нельзя из-за образования тумана.
nSO3 + H2SO4(конц) → (H2SO4 • nSO3) (олеум)
ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА СЕРНОЙ КИСЛОТЫ
ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА СЕРНОЙ КИСЛОТЫ
H2SO4 — сильная двухосновная кислота, поэтому она хорошо диссоциирует по двум ступеням:
H2SO4→ H+ + HSO4- (с образованием гидросульфат–иона)
HSO4- → H+ + SO42- (с образованием сульфат–иона)
1) Взаимодействие с основными и амфотерными оксидами:
CuO + H2SO4 = CuSO4 + H2O
Al2O3 + 3H2SO4 = Al2(SO4)3 + 3H2O
2) Взаимодействие с основаниями — реакции нейтрализации
С щелочами: H2SO4 + 2NaOH = Na2SO4 + 2H2O
Если кислота в избытке, то образуется кислая соль гидросульфат:
H2SO4 + NaOH = NaНSO4 + H2O
С нерастворимыми основаниями: H2SO4 + Cu(OH)2↓ = CuSO4 + 2H2O
3) Взаимодействие с солями: данные реакция являются реакциями обмена, поэтому в результате должен образоваться осадок.
BaCl2 + H2SO4 = BaSO4↓ + 2HCl (осадок белого цвета)
Качественная реакция на сульфат-ионы SO42- — добавление вещества, содержащего ионы Ва2+. Образуется осадок белого цвета.
4) Взаимодействие с металлами:
Разбавленная серная кислота растворяет только металлы, стоящие в ряду напряжений левее водорода:
Zn + H2SO4(разб) → ZnSO4 + H2↑
Однако, концентрированная серная кислота реагирует с металлами по иному. Правила взаимодействия смотрите здесь.
FеSО4•7Н2O — Железный купорос
Nа2SO4•10Н2O — Глауберова соль (мирабилит)
В природе серная кислота встречается в вулканических озерах. В кратере вулкана Иджен находится кислотное озеро, образованное от окисления залежей серы, добывающих на вулкане. Сера окисляется до сернистого газа SO2, который, в свою очередь, окисляется до серного ангидрида SO3. Серный ангидрид растворяется в воде озера, образуя серную кислоту H2SO4. Если в такое озеро окунуть алюминиевую банку, то ее стенки станут значительно тоньше, а с течением времени она вовсе может раствориться.
Источник
Сернистый ангидрид
Сернистый ангидрид, называемый также двуокисью серы и сернистым газом, образуется непосредственно из серы и кислорода при сжигании серы в воздухе или кислороде. Он получается также при прокаливании на воздухе («обжигании») различных сернистых металлов, например железного колчедана:
4FeS2 + 11O2 = 2Fe2O3 + 8SO2
С помощью этой реакции сернистый ангидрид получают обычно в промышленном масштабе.
Сернистый ангидрид представляет собой бесцветный газ с резким, всем знакомым запахом горящей серы. Он довольно легко сгущается в бесцветную жидкость, кипящую при —10°. При испарении жидкого сернистого ангидрида происходит сильное понижение температуры (до —50°).
Сернистый ангидрид хорошо растворяется в воде. При 20° 1 объем воды растворяет около 40 объемов сернистого ангидрида, который частично вступает в реакцию с водой, образуя сернистую кислоту:
SO2 + H2O ⇄ H2SO4
При нагревании, вследствие уменьшения растворимости сернистого ангидрида, равновесие этой реакции смещается влево и постепенно весь растворенный сернистый ангидрид снова выделяется из раствора.
Сернистый ангидрид применяется для беления соломы, шерсти, шелка и как дезинфицирующее средство, убивающее зародыши многих микроорганизмов; сернистым ангидридом окуривают для уничтожения плесневых грибков сырые подвалы и погреба, винные бочки, бродильные чаны и пр.
Сернистая кислота H2SO3— очень непрочное соединение. Она известна только в водных растворах. При всех попытках выделить сернистую кислоту из воды или получить как-либо иначе в чистом виде она сейчас же распадается на сернистый ангидрид и воду. Так, например, при действии концентрированной серной кислоты на сернистокислый натрий вместо сернистой кислоты выделяется сернистый ангидрид:
Na2SO3 + H2SO4 = Na2SO4 + SO2 +H2O
Раствор сернистой кислоты необходимо хорошо предохранять от доступа воздуха, иначе сернистая кислота, поглощая из воздуха кислород, довольно быстро окислится в серную кислоту:
2H2SO3 + О2 = 2H2SO4
Легко окисляясь, сернистая кислота является хорошим восстановителем. Так, например, свободные галогены восстанавливаются ею в галогеноводородные кислоты:
H2SO3 + Cl2 + Н2O = H2SO4 + 2НСl
или в ионной форме
SO»3+ Сl2 + Н2O = SO»4 + 2Сl’ + 2Н•
Однако иногда сернистая кислота может играть и роль окислителя, например при взаимодействии с таким сильным восстановителем, как сероводород:
H2SО3 + 2H2S = 3S + 3H2О
В этом случае положительные четырехвалентные атомы серы (в молекулах H2SО3) отнимают электроны от отрицательно заряженных ионов S— вследствие чего и те и другие превращаются в электронейтральные атомы серы.
Сернистая кислота двухосновна и образует два ряда солей — средние и кислые соли. Если пропускать сернистый газ в раствор какой-нибудь щелочи, например едкого натра, до насыщения, то получается кислая соль:
NaOH + SO2= NaHSО3
При избытке щелочи образуется нормальная соль.
Нормальные соли сернистой кислоты называются сульфитами, а кислые — гидросульфитами.
Как и свободная сернистая кислота, сульфиты легко окисляются кислородом воздуха, переходя в сульфаты —соли серной кислоты. При нагревании сульфиты разлагаются с образованием сульфидов и сульфатов (реакция самоокисления-самовосстановления) :
4Na2SO3 = Na2S + 3Na2SO4
Некоторые соли сернистой кислоты имеют важное техническое значение и приготовляются в больших количествах. Гидросульфит натрия NaHSO3применяется под названием антихлора для уничтожения следов хлора в отбеленных тканях, так как он восстанавливает хлор в хлористый водород:
NaHSO3 + Cl2 + Н2O = NaHSO4 + 2HCl
Гидросульфит кальция Ca(HSO3)2 применяется для переработки древесины в так называемую сульфитную целлюлозу, аз которой потом получается бумага.
122 123 124
Вы читаете, статья на тему Сернистый ангидрид
Источник
Серный ангидрид — это… Что такое Серный ангидрид?
Серный ангидрид
трёхокись серы, оксид серы (VI) SO3. Твёрдый С. а. существует в α—, β—, γ— и δ-формах, имеющих tпл соответственно 16,8, 32,5, 62,3 и 95 °С и различающихся по форме кристаллов и степени полимеризации SO3. Неустойчивая α-форма образуется при затвердевании жидкого С. а. и постепенно переходит в присутствии влаги в устойчивую β-форму — шелковистые кристаллы, похожие на асбест. Обратно β-форма может быть превращена в α-форму только через газообразное состояние SO3: при нормальном давлении и 44,7 °С газообразный SO3 превращается в жидкость, которая, затвердевая при 16,8°С, образует α-SO3. Взаимный переход в другие модификации происходит очень медленно.
Критическая температура С. а. 218,3 °С, критическое давление 83,8 атм. В парах SO3 мономолекулярен. Его термическая диссоциация на SO2 и O2 начинается около 450 °С и при 1200°С становится практически полной. SO3 растворяется в воде с образованием H2SO4; взаимодействует с основными окислами и основаниями. Будучи сильным окислителем, SO3 окисляет серу, фосфор, углеводороды, восстанавливаясь до SO2. В лаборатории С. а. получают прокаливанием Fe2(SO4)3 или действием избытка P2O5 на концентрированную H2SO4. Промышленный способ получения SO3 заключается в каталитическом окислении SO2 (см. Серная кислота).
С. а. применяют как сульфирующий агент в производстве многих органических продуктов, используют для приготовления олеума, безводной HNO3 и др.
И. К. Малина.
Большая советская энциклопедия. — М.: Советская энциклопедия.
1969—1978.
Смотреть что такое «Серный ангидрид» в других словарях:
СЕРНЫЙ АНГИДРИД — то же, что серы триоксид … Большой Энциклопедический словарь
СЕРНЫЙ АНГИДРИД — (триоксид серы SO3) бесцветный газ; при комнатной температуре бесцветная жидкость. Вступает в реакцию с парами воды, образуя в воздухе туман серной кислоты. Получают окислением сернистого ангидрида. Применяют для производства серной кислоты,… … Российская энциклопедия по охране труда
серный ангидрид — триоксид серы — [А.С.Гольдберг. Англо русский энергетический словарь. 2006 г.] Тематики энергетика в целом Синонимы триоксид серы EN sulfuric anhydride … Справочник технического переводчика
СЕРНЫЙ АНГИДРИД — (S03) ан гидрид серной (см.), при комнатной температуре бесцветная жидкость; кипит при 44,7°С; при 16,8°С затвердевает в бесцветную массу, похожую на лёд. На воздухе мгновенно вступает в реакцию с парами воды, образуя туман взвешенные в воздухе… … Большая политехническая энциклопедия
серный ангидрид — то же, что серы триоксид. * * * СЕРНЫЙ АНГИДРИД СЕРНЫЙ АНГИДРИД, то же, что серы триоксид (см. СЕРЫ ТРИОКСИД) … Энциклопедический словарь
серный ангидрид — sieros(VI) oksidas statusas T sritis chemija formulė SO₃ atitikmenys: angl. sulfur trioxide; sulfur(VI) oxide rus. серный ангидрид; серы триоксид; серы(VI) оксид ryšiai: sinonimas – sieros trioksidas … Chemijos terminų aiškinamasis žodynas
Серный ангидрид — (техн.) Из всех способов фабрикации С. ангидрида (см. Нордгаузенская серн. кисл.) наибольший интерес представляют способы получения его прямым соединением сернистого газа с кислородом. Еще в 1831 г. в Англии взял патент Филиппс на соединение… … Энциклопедический словарь Ф.А. Брокгауза и И.А. Ефрона
СЕРНЫЙ АНГИДРИД — то же, что серы триоксид … Химическая энциклопедия
СЕРНЫЙ АНГИДРИД — см. Серы триоксид … Большой энциклопедический политехнический словарь
СЕРНЫЙ АНГИДРИД — то же, что серы триоксид … Естествознание. Энциклопедический словарь
Источник
Свойства сернистого и серного ангидрида
ПРОИЗВОДСТВО СЕРНОЙ КИСЛОТЫ
Свойства сернистого ангидрида. Состав сернистого ангидрида, называемого также сернистым газом или двуокисью серы, выражается формулой S02. Относительная молекулярная масса сернистого ангидрида 64,063. Это бесцветный газ с резким запахом, сильно раздражающий слизистые оболочки глаз и дыхательные пути. Он в 2,26 раза тяжелее воздуха. При атмосферном давлении S02 легко превращается в жидкость, когда температура понижается до —10,1° С, и замерзает при —73° С.
Сернистый ангидрид хорошо растворяется в воде: в одном объеме воды при 20° С его растворяется около 40 объемов. Реакция растворения SO2 в воде экзотермична, т. е. при растворении выделяется тепло в количестве 34,4 кДж/моль (8,2 ккал/моль). Растворимость SO2 в воде понижается с повышением температуры. ‘Гак, если при 0° С и атмосферном давлении в 1 л воды растворяется 228,5 г сернистого ангидрида, то при 50° С и том же давлении растворяется только 38 г. При растворении сернистого ангидрида в воде образуется сернистая кислота:
S02-f-H20 — H2S03 (22)
Сернистая кислота — нестойкое соединение и может существовать только в растворе.
Растворимость сернистого ангидрида в серной кислоте меньше, чем в воде. С повышением концентрации серной кислоты растворимость сернистого ангидрида в ней уменьшается, достигая минимального значения при 85%-»ом содержании H2SO4, а затем вновь увеличивается.
В присутствии катализатора сернистый ангидрид окисляется до серного;
2S02+02^2S03 (23)
При взаимодействии с хлором сернистый ангидрид образует хлористый сульфурил:
S02+CI2 — S02C1.2 (24)
Сернистый ангидрид может быть превращен в жидкость при 15°С и давлении 2,6-105 Па. С повышением температуры необходимое давление увеличивается; так, при 70° С оно должно быть уже 135,3-105 Па. Сернистый ангидрид может быть как окислителем, так и восстановителем.
Свойства серного ангидрида. Состав серного ангидрида, называемого также трехокисью серы, выражается формулой SO3. Относительная молекулярная масса серного ангидрида 80,062. Серный ангидрид в обычных условиях представляет собой бесцветный газ, который на воздухе мгновенно вступает в реакцию с парами воды. При этом образуется туман серной кислоты, представляющий собой мельчайшие капли серной кислоты, взвешенные в воздухе.
При температуре выше 44,75° С серный ангидрид существует в газообразном состоянии. С понижением температуры он превращается в бесцветную жидкость. Существует также твердый серный ангидрид, причем он образует три кристаллические модификации: а, р, у — Каждой из этих модификаций соответствуют следующие температуры плавления: 16,8; 31,5; 62,2° С. Строения кристаллических решеток этих модификаций различны; различны также давления паров, химическая активность и другие свойства. а-Форма представляет собой мономер S03, ари у — полимеры S03: (S03)n, диссоциирующие при нагревании
(S03)„^:«S03 (25)
Реакции кристаллизации и полимеризации серного ангидрида экзотермичны.
С водой газообразный серный ангидрид реагирует очень активно. При этом образуется серная кислота и выделяется большое количество тепла:
SQ,+H20=H2S04+131,1 кДж (31,29 ккал). (26)
Серный ангидрид оказывает сильное водоотнимающее действие и вызывает обугливание растительных и животных тканей. Серный ангидрид — сильный окислитель; окисляя серу, фосфор, углеводороды и другие вещества, он восстанавливается до сернистого ангидрида. Полимерные формы серного ангидрида значительно менее активны: менее энергично реагируют с водой, слабо дымят на воздухе и проявляют обугливающее действие в незначительной степени.
Жидкий серный ангидрид смешивается с сернистым ангидридом в любых соотношениях. Твердый серный ангидрид растворяется в жидком S02, не образуя при этом химических соединений. Газообразный S03 реагирует с хлористым водородом, образуя хлорсульфоновую кислоту S02(0H)C1. С азотной кислотой S03 образует соединение (S03)2-HN03.
ПРОИЗВОДСТВО СЕРНОЙ КИСЛОТЫ
Печи для обжига серного колчедана
Общие сведения. Для обжига колчедана существуют печи различных конструкций: механические полочные (многоподовые), вращающиеся цилиндрические, печи пылевидного обжига, печи для обжига в кипящем слое. В механических полочных печах обжиг колчедана ведут …
ПРОИЗВОДСТВО СЕРНОЙ КИСЛОТЫ
Амелин А. Г., Яшке Е. В. Как уже упоминалось, основная часть серной кислоты потребляется для изготовления удобрений. Для питания растений особенно нужны фосфор и азот. Природные фосфорные соединения (апатиты и …
Окисление сернистого ангидрида до серного
Физико-химические основы процесса. Процесс окисления сернистого ангидрида до серного протекает по реакции 2S02+02^S03 + A^, (45) Где АН — тепловой эффект реакции. Процентное отношение количества S02, окисленного до S03, к …
Источник