[МУЗЫКА] [МУЗЫКА]

Важными соединениями серы являются пероксосоединения серы,

то есть соединения, содержащие связь кислород-кислород.

Известна пероксодисерная кислота — H₂S₂0₈,

в которой два атома серы связаны друг с другом через пероксидный мостик.

Также известна пероксосерная кислота — H₂SO₅ — кислота Каро.

Возможно, вы помните эти соединения по лекции о пероксиде водорода.

Такие кислоты получаются при электролизе 50%-ного раствора серной кислоты.

Образующаяся пероксодисерная кислота гидрализуется с образованием кислоты Каро,

которая в свою очередь гидрализуется с образованием пероксида водорода и серной

кислоты.

Пероксодисерная кислота — это очень сильный окислитель.

Так, пероксодесульфат калия,

способен окислить Mn²⁺ с образованием перманганата калия в растворе.

Однако важной особенностью химии пероксодесульфатов

является их кинетическая инертность, то есть эти реакции идут медленно.

Катализатором этих реакций являются катионы серебра +.

При нагревании с добавкой одной капли нитрата серебра эта реакция проходит

достаточно быстро.

Давайте посмотрим, как это осуществляется.

В пробирках находятся подкисленные растворы сульфата марганца 2.

Давайте добавим к ним немного, на кончике шпателя твердого пероксодесульфата калия.

[БЕЗ_СЛОВ]

Перемешаем пробирки.

В правую пробирку я добавлю буквально одну капельку раствора нитрата серебра.

А теперь последовательно попытаемся нагреть пробирки в пламени спиртовки.

Посмотрим, в какой из пробирок произойдет химическая реакция.

Нагревание левой пробирки к химической реакции не приводит.

Давайте попробуем понагревать пробирку, в которую был добавлен нитрат серебра.

Цвет раствора

постепенно изменяется на розово-фиолетовый,

свидетельствующий о появлении MnO⁴⁻ ионов в растворе.

Раствор приобретает розово-фиолетовую окраску,

свидетельствующую о появлении в растворе перманганат ионов.

В дальнейшем если этот раствор оставить, он быстро превращается в бурый марганец

O₂ вследствие взаимодействия ионов Mn²⁺ с ионами MnO⁴⁻.

Другими важными соединениями серы являются тиосоединения.

В частности известна тиосерная кислота — H₂S₂O₃.

Формальная степень окисления серы в этом соединении +2.

Однако следует учитывать, что атомы серы — разные,

и поэтому приписывать им одинаковую степень окисления некорректно.

Более правильно рассматривать это соединение как соединение,

содержащее серу в степени окисления 0 и +4.

Известен пентогидрат тиосульфата натрия — Na₂S₂O₃ * 5H₂O.

Это соединение хорошо растворимо в воде,

используется в промышленности в качестве закрепителя фотографий и так далее.

Он в воде не гидрализуется.

Все это свидетельствует о том,

что тиосерная кислота H₂S₂O₃ — очень сильная кислота.

Но эта кислота не устойчивая и легко водой разлагается с образованием

элементарной серы и выделением SO₂.

Однако эту кислоту можно получить в растворе эфира при

пониженной температуре в −70 °C.

При насыщении эфирного раствора оксидом серы 6 и

H₂S образуется тиосерная кислота H₂S₂O₃.

При нагревании или добавлении воды в этот раствор,

тиосерная кислота полностью разлагается.

Как же можно получить тиосульфат натрия?

Делается это путем длительного, в течение трех-четырех часов кипячения взвеси серы в

растворе сульфита натрия, до тех пор, пока PH этого раствора не станет нейтральным.

Это будет свидетельствовать о том, что образовалось Na₂S₂O₃ — тиосульфат натрия.

Тиосульфаты — чрезвычайно удобные в химической практике восстановители.

Это мягкие, то есть не очень сильные восстановители.

Такие сильные окислители как хлор, превращают тиосульфаты в сульфат.

Более мягкие окислители, более слабые окислители, такие как бром, например,

в растворе (то есть бромная вода) превращают тиосульфат в серу и сульфат.

Очень важной в аналитической химии является реакция тиосульфата

натрия с йодом.

Эта реакция используется в количественном методе анализа — в йодометрии.

В этой реакции тиосульфаты реагируют с йодом,

превращаясь в йодид-анион и тетратионат-анион — S₄O₆²⁻.

При этом раствор йода обесцвечивается.

Давайте посмотрим в лаборатории, как это осуществляется.

В демонстрационном цилиндре находится разбавленный раствор йодной воды,

то есть раствор йода в растворе калий йод.

Добавим небольшое количество раствора тиосульфата натрия.

Наблюдается обесцвечивание йодной воды.

Тиосульфат-анион — хороший лиганд.

Это свойство используется для закрепления изображения в серебряных фотопроцессах.

Вы и сегодня пользуетесь такими способами,

когда печатаете фотографии в фотолаборатории.

Изначально фотобумага, покрытая пленкой AgBr подвергается освещению.

Те участки, которые не подверглись облучению светом,

необходимо очистить от бромида серебра.

Это делается с помощью тиосульфата натрия.

Он растворяет AgBr с образованием растворимого комплекса

Na₃Ag(S₂O₃)2, которая вымывается в раствор.

В этих комплексах донорным атомом является атом серы.

И в заключение рассмотрим оксогалогениды серы — хлорид

тионила SOCl₂ и хлорид сульфурила SO₂Cl₂.

Хлорид тионила находит широкое применение в химическом синтезе.

Например, в органической химии с помощью хлорида тионила можно карбоновые кислоты

превратить в хлорангидриды карбоновых кислот.

Получить само это соединение можно в реакции твердого

PCl₅ и газообразного SO₂ при нагревании.

Образующийся жидкий SOCl₂ легко отгоняется из реакционной смеси,

поскольку имеет невысокую температуру кипения.

Другим способом получения SOCl₂ является взаимодействие SO₃ и SCl₂.

Сам SOCl₂, хлорид тионила, неустойчив к действию воды.

В присутствии влаги он полностью, нацело гидрализуется с образованием SO₂ и HCl.

Хлорид сульфурила можно получить взаимодействием SO₂ и Cl₂ в

отсутствии влаги, но в присутствии катализатора — камфоры.

Отсутствие влаги необходимо из-за того, что хлорид сульфурила,

подобно хлориду тионила легко гидрализуется.

В данном случае с образованием смеси кислот — серной и соляной.

4.4. Пероксо- и тиосоединения серы

Неорганическая химия

Meet the Instructors