Lección: “Sulfuro de hidrógeno. sulfuros

Sulfuro de hidrógeno y sulfuros. El sulfuro de hidrógeno H 2 S es un gas incoloro con un olor acre. Muy venenoso, provocando intoxicación incluso en niveles bajos en el aire (alrededor del 0,01%). El sulfuro de hidrógeno es aún más peligroso porque puede acumularse en el organismo. Se combina con el hierro de la hemoglobina en la sangre, lo que puede provocar desmayos y la muerte por falta de oxígeno. En presencia de vapores orgánicos, la toxicidad del H 2 S aumenta considerablemente.

Al mismo tiempo, el sulfuro de hidrógeno es un componente de algunas aguas minerales (Pyatigorsk, Sernovodsk, Matsesta) que se utilizan con fines medicinales.

El sulfuro de hidrógeno está contenido en gases volcánicos y se forma constantemente en el fondo del Mar Negro. El sulfuro de hidrógeno no llega a las capas superiores, ya que a una profundidad de 150 m interactúa con el oxígeno que penetra desde arriba y se oxida a azufre. El sulfuro de hidrógeno se forma cuando las proteínas se pudren, razón por la cual, por ejemplo, los huevos podridos huelen a sulfuro de hidrógeno.

Cuando el sulfuro de hidrógeno se disuelve en agua, se forma un ácido hidrosulfuro débil, cuyas sales se denominan sulfuros. Los sulfuros de metales alcalinos y alcalinotérreos, así como el sulfuro de amonio, son altamente solubles en agua, los sulfuros de otros metales son insolubles y están pintados en varios colores, por ejemplo: ZnS - blanco, PbS - negro, MnS - rosa (Fig. 120).

Arroz. 120.
Los sulfuros metálicos tienen diferentes colores.

El sulfuro de hidrógeno se quema. Cuando se enfría la llama (se introducen objetos fríos en ella), se forma azufre libre:

2H 2 S + O 2 = 2H 2 O + 2S↓.

Si no se enfría la llama y se aporta un exceso de oxígeno, se obtiene óxido de azufre (IV):

2H 2 S + 3O 2 = 2H 2 O + 2SO 2.

El sulfuro de hidrógeno es un poderoso agente reductor.

Óxido de azufre (IV), ácido sulfuroso y sus sales.. Cuando se quema azufre, el sulfuro de hidrógeno se quema por completo y los sulfuros se queman, se forma óxido de azufre (IV) SO 2, que, como se señaló anteriormente, a menudo también se llama dióxido de azufre. Es un gas incoloro con un olor acre característico. Presenta propiedades típicas de los óxidos ácidos y es muy soluble en agua, formando ácido sulfuroso débil. Es inestable y se descompone en sus sustancias originales:

Las sales de ácido sulfuroso, como ácido dibásico, pueden ser sulfitos medios, por ejemplo sulfito de sodio Na 2 SO 4, y ácidos - hidrosulfitos, por ejemplo hidrosulfito de sodio NaHSO 3. El sulfito de hidrógeno y el sulfito de sodio, al igual que el dióxido de azufre, se utilizan para blanquear lana, seda, papel y paja, y también como conservantes para conservar frutas y verduras frescas.

Ácido sulfúrico y sus sales.. Cuando se oxida el óxido de azufre (IV), se forma óxido de azufre (VI):

La reacción comienza sólo a temperaturas relativamente altas (420-650 °C) y se produce en presencia de un catalizador (platino, óxidos de vanadio, hierro, etc.).

El óxido de azufre (VI) SO 3 en condiciones normales es un líquido volátil, incoloro y de olor asfixiante. Este óxido ácido típico se disuelve en agua para formar ácido sulfúrico:

H2O + SO3 = H2SO4.

El ácido sulfúrico químicamente puro es un líquido pesado, aceitoso e incoloro. Tiene una fuerte propiedad higroscópica (eliminación de agua), por lo que se utiliza para secar sustancias. El ácido sulfúrico concentrado puede eliminar el agua de las moléculas orgánicas y carbonizarlas. Si aplica un patrón al papel de filtro usando una solución de ácido sulfúrico y luego lo calienta, el papel se volverá negro (Fig. 121, a) y aparecerá el patrón.

Arroz. 121.
Carbonización de papel (a) y azúcar (b) con ácido sulfúrico concentrado.

Si coloca azúcar en polvo en un vaso de vidrio alto, lo humedece con agua y agrega ácido sulfúrico concentrado, revolviendo el contenido del vaso con una varilla de vidrio, luego de 1 a 2 minutos el contenido del vaso comenzará a volverse negro y se hinchará. y se eleva hacia arriba en forma de una masa suelta voluminosa (Fig. 121, b). La mezcla en el vaso se calienta mucho. Ecuación de reacción para la interacción del ácido sulfúrico concentrado con azúcar en polvo (sacarosa C 12 H 22 O 11)

explica el experimento: los gases que se forman como resultado de la reacción hinchan el carbón resultante, empujándolo fuera del vidrio junto con el palo.

El ácido sulfúrico concentrado disuelve bien el óxido de azufre (VI), una solución de SO 3 en ácido sulfúrico se llama óleum.

Ya conoces la regla para diluir el ácido sulfúrico concentrado, pero repitámosla nuevamente: no puedes agregar agua al ácido (¿por qué?), debes verter con cuidado el ácido en el agua en un chorro fino, revolviendo continuamente la solución.

Las propiedades químicas del ácido sulfúrico dependen en gran medida de su concentración.

El ácido sulfúrico diluido presenta todas las propiedades características de los ácidos: interactúa con metales en la serie de voltaje hasta el hidrógeno, con liberación de H2, con óxidos metálicos (básicos y anfóteros), con bases, con hidróxidos anfóteros y sales.

Experimento de laboratorio nº 29.
Propiedades del ácido sulfúrico diluido.

Dado que el ácido sulfúrico es dibásico, forma dos series de sales: media - sulfatos, por ejemplo Na 2 SO 4, y ácida - hidrosulfatos, por ejemplo NaHSO 4.

El reactivo del ácido sulfúrico y sus sales es cloruro de bario BaCl 2; Los iones sulfato con iones Ba 2+ forman sulfato de bario blanco insoluble, que precipita (Fig.122):

Arroz. 122.
Reacción cualitativa al ion sulfato.

El ácido sulfúrico concentrado tiene propiedades muy diferentes a las del ácido diluido. Por tanto, cuando el H 2 SO 4 (conc) interactúa con los metales, no se libera hidrógeno. Con metales a la derecha del hidrógeno en la serie de voltaje (cobre, mercurio, etc.), la reacción se desarrolla de la siguiente manera:

Los procesos de oxidación y reducción que se dan en este caso se pueden escribir de la siguiente manera:

Al interactuar con metales que se encuentran en la serie de tensiones antes que el hidrógeno, el ácido sulfúrico concentrado se reduce a S, SO 2 o H 2 S, dependiendo de la posición del metal en la serie de tensiones y las condiciones de reacción, por ejemplo:

Ahora comprende que los metales en la serie de voltaje, tanto antes como después del hidrógeno, interactúan con el H 2 SO 4 (conc). En este caso, no se forma hidrógeno, ya que el agente oxidante en tal reacción no son cationes de hidrógeno H+, como en el H 2 SO 4 (dil), sino iones sulfato.

El hierro y el aluminio se pasivan con ácido sulfúrico concentrado, es decir, se cubren con una película protectora, por lo que el ácido concentrado se puede transportar en tanques de acero y aluminio.

Al ser un ácido fuerte no volátil, el ácido sulfúrico concentrado es capaz de desplazar a otros ácidos de sus sales. Ya conoces esta reacción, por ejemplo la producción de cloruro de hidrógeno:

El ácido sulfúrico es uno de los productos más importantes utilizados en diversas industrias (Fig. 123). Las principales áreas de su aplicación: producción de fertilizantes minerales, metalurgia, refinación de productos petrolíferos.

Arroz. 123.
Aplicación de ácido sulfúrico:
1-8 - producción de productos y bienes químicos (ácidos 1, explosivos 2, fertilizantes minerales 3, cobre electrolítico 4, esmalte 5, sales 6, rayón 7, medicamentos 8); 9 - purificación de productos petrolíferos; 10 - como electrolito en baterías

El ácido sulfúrico también se utiliza en la producción de otros ácidos, detergentes, explosivos, medicamentos, pinturas y como electrolito para baterías de plomo. La Figura 124 muestra la cantidad de ácido sulfúrico (en %) de la producción mundial total utilizada en diversas industrias.

Arroz. 124.
Participación del consumo de ácido sulfúrico para diversas necesidades de la producción industrial.

De las sales de ácido sulfúrico, las más importantes son el sulfato de sodio o sal de Glauber, Na 2 SO 4 · 10H 2 O, yeso CaSO 4 · 2H 2 O y sulfato de bario BaSO4 (¿dónde se usan?).

El sulfato de cobre CuSO 4 · 5H 2 O se utiliza en agricultura para combatir plagas y enfermedades de las plantas.

Producción de ácido sulfúrico. El ácido sulfúrico se prepara en tres etapas.

Los procesos químicos para la producción de ácido sulfúrico se pueden representar como el siguiente diagrama:

1. Obtención de SO 2. Como materias primas se utilizan azufre, pirita o sulfuro de hidrógeno:

2. Obtención de SO 3. Ya conoces este proceso: la oxidación con oxígeno se lleva a cabo utilizando un catalizador (anota el uranio de la reacción y da sus características completas).

3. Obtención de H 2 SO 4. Pero aquí, en contraste con la reacción que ya conoces, descrita por la ecuación:

así 3 + H 2 O = H 2 así 4,

El proceso de disolución del óxido de azufre (VI) no se lleva a cabo en agua, sino en ácido sulfúrico concentrado, del que se obtiene el conocido óleum.

La producción de ácido sulfúrico crea muchos problemas medioambientales. Las emisiones y desechos de las plantas de ácido sulfúrico tienen un impacto extremadamente negativo, causando daños al sistema respiratorio de humanos y animales, muerte de la vegetación e inhibición de su crecimiento, aumento del desgaste corrosivo de los materiales, destrucción de estructuras de piedra caliza y mármol, acidificación del suelo. , etc.

Nuevas palabras y conceptos.

1. Sulfuro de hidrógeno y sulfuros.
2. Dióxido de azufre, ácido sulfuroso, sulfitos.
3. Ácido sulfúrico, diluido y concentrado.
4. Aplicación de ácido sulfúrico.
5. Sales de ácido sulfúrico: sal de Glauber, yeso, sulfato de bario, sulfato de cobre.
6. Producción de ácido sulfúrico.

Tareas para el trabajo independiente.

1. ¿Cuál de las sustancias presenta propiedades solo reductoras, solo oxidantes o tanto oxidantes como reductoras: azufre, sulfuro de hidrógeno, óxido de azufre (IV), ácido sulfúrico? ¿Por qué? Respalde su respuesta con ecuaciones para las reacciones correspondientes.
2. Describa: a) dióxido de azufre; b) óxido de azufre (VI) según plano: preparación, propiedades, aplicación. Escribe las ecuaciones para las reacciones correspondientes.
3. Escriba ecuaciones de reacción que caractericen las propiedades del ácido sulfúrico diluido como electrolito. ¿Qué propiedad es un proceso redox? ¿Qué reacciones se pueden clasificar como reacciones de intercambio iónico? Considérelos desde el punto de vista de la teoría de la disociación electrolítica.
4. Escriba las ecuaciones de las reacciones subyacentes a la producción de ácido sulfúrico según el diagrama del párrafo.
5. Se disolvieron 40 g de óxido de azufre (VI) (n°) en 400 ml de agua. Calcule la fracción de masa de ácido sulfúrico en la solución resultante.
6. Caracteriza la reacción para la síntesis de óxido de azufre (VI) utilizando todas las clasificaciones de reacciones que has estudiado.
7. Se disolvieron 500 g de sulfato de cobre en 5 litros de agua. Calcule la fracción masiva de sulfato de cobre (II) en la solución resultante.
8. ¿Por qué se llama al ácido sulfúrico el “pan de la industria química”?

El dióxido de azufre tiene una estructura molecular similar a la del ozono. El átomo de azufre en el centro de la molécula está unido a dos átomos de oxígeno. Este producto gaseoso de la oxidación del azufre es incoloro, emite un olor acre y se condensa fácilmente en un líquido transparente cuando cambian las condiciones. La sustancia es muy soluble en agua y tiene propiedades antisépticas. El SO 2 se produce en grandes cantidades en la industria química, concretamente en el ciclo de producción de ácido sulfúrico. El gas se utiliza ampliamente para procesar productos agrícolas y alimenticios, así como para blanquear tejidos en la industria textil.

Nombres sistemáticos y triviales de sustancias.

Es necesario comprender la variedad de términos relacionados con un mismo compuesto. El nombre oficial del compuesto, cuya composición química se refleja en la fórmula SO 2, es dióxido de azufre. La IUPAC recomienda utilizar este término y su equivalente en inglés: dióxido de azufre. Los libros de texto para escuelas y universidades suelen mencionar otro nombre: óxido de azufre (IV). El número romano entre paréntesis indica la valencia del átomo de S. El oxígeno en este óxido es divalente y el número de oxidación del azufre es +4. En la literatura técnica se utilizan términos obsoletos como dióxido de azufre, anhídrido de ácido sulfúrico (producto de su deshidratación).

Composición y características de la estructura molecular del SO 2.

La molécula de SO 2 está formada por un átomo de azufre y dos átomos de oxígeno. Entre los enlaces covalentes existe un ángulo de 120°. En el átomo de azufre se produce la hibridación sp2: las nubes de uno sy dos electrones p están alineadas en forma y energía. Son ellos quienes participan en la formación de un enlace covalente entre azufre y oxígeno. En el par O-S, la distancia entre los átomos es de 0,143 nm. El oxígeno es un elemento más electronegativo que el azufre, lo que significa que los pares de electrones enlazantes se desplazan desde el centro hacia las esquinas exteriores. Toda la molécula también está polarizada, el polo negativo son los átomos de O, el polo positivo es el átomo de S.

Algunos parámetros físicos del dióxido de azufre.

El óxido de azufre tetravalente, en condiciones ambientales normales, conserva un estado de agregación gaseoso. La fórmula del dióxido de azufre permite determinar su masa molecular y molar relativa: Mr(SO 2) = 64,066, M = 64,066 g/mol (se puede redondear a 64 g/mol). Este gas es casi 2,3 veces más pesado que el aire (M(aire) = 29 g/mol). El dióxido tiene un olor fuerte y específico a azufre quemado, que es difícil de confundir con cualquier otro. Es desagradable, irrita las mucosas de los ojos y provoca tos. Pero el óxido de azufre (IV) no es tan venenoso como el sulfuro de hidrógeno.

Bajo presión a temperatura ambiente, el gas dióxido de azufre se licua. A bajas temperaturas, la sustancia está en estado sólido y se funde a -72...-75,5 °C. Con un nuevo aumento de temperatura aparece líquido y a -10,1 °C se forma nuevamente gas. Las moléculas de SO 2 son térmicamente estables; la descomposición en azufre atómico y oxígeno molecular se produce a temperaturas muy altas (alrededor de 2800 ºC).

Solubilidad e interacción con el agua.

El dióxido de azufre, cuando se disuelve en agua, reacciona parcialmente con ella para formar un ácido sulfuroso muy débil. En el momento de su recepción, se descompone inmediatamente en anhídrido y agua: SO 2 + H 2 O ↔ H 2 SO 3. De hecho, no es ácido sulfuroso lo que está presente en la solución, sino moléculas de SO 2 hidratadas. El gas dióxido reacciona mejor con agua fría y su solubilidad disminuye al aumentar la temperatura. En condiciones normales, se pueden disolver hasta 40 volúmenes de gas en 1 volumen de agua.

Dióxido de azufre en la naturaleza.

Durante las erupciones se liberan cantidades importantes de dióxido de azufre con los gases volcánicos y la lava. Muchos tipos de actividades antropogénicas también conducen a mayores concentraciones de SO 2 en la atmósfera.

Las plantas metalúrgicas liberan dióxido de azufre al aire, donde los gases residuales no se capturan durante la tostación del mineral. Muchos tipos de combustibles fósiles contienen azufre; como resultado, se liberan volúmenes importantes de dióxido de azufre al aire atmosférico cuando se quema carbón, petróleo, gas y combustible obtenido de ellos. El dióxido de azufre se vuelve tóxico para los humanos en concentraciones en el aire superiores al 0,03%. Una persona comienza a experimentar dificultad para respirar y pueden aparecer síntomas parecidos a bronquitis y neumonía. Concentraciones muy altas de dióxido de azufre en la atmósfera pueden provocar una intoxicación grave o la muerte.

Dióxido de azufre: producción en el laboratorio y en la industria.

Métodos de laboratorio:

1. Cuando se quema azufre en un matraz con oxígeno o aire, se obtiene dióxido según la fórmula: S + O 2 = SO 2.
2. Puede actuar sobre las sales de ácido sulfúrico con ácidos inorgánicos más fuertes, es mejor tomar ácido clorhídrico, pero puede usar ácido sulfúrico diluido:

• Na2SO3 + 2HCl = 2NaCl + H2SO3;
• Na2SO3 + H2SO4 (diluido) = Na2SO4 + H2SO3;
• H2SO3 = H2O + SO2.

3. Cuando el cobre reacciona con ácido sulfúrico concentrado, no se libera hidrógeno, sino dióxido de azufre:

2H 2 SO 4 (conc.) + Cu = CuSO 4 + 2H 2 O + SO 2.

Métodos modernos de producción industrial de dióxido de azufre:

1. Oxidación del azufre natural cuando se quema en hornos especiales: S + O 2 = SO 2.
2. Pirita de hierro de cocción (pirita).

Propiedades químicas básicas del dióxido de azufre.

El dióxido de azufre es un compuesto químicamente activo. En los procesos redox, esta sustancia suele actuar como agente reductor. Por ejemplo, cuando el bromo molecular reacciona con dióxido de azufre, los productos de la reacción son ácido sulfúrico y bromuro de hidrógeno. Las propiedades oxidantes del SO 2 aparecen si este gas se hace pasar a través de agua con sulfuro de hidrógeno. Como resultado, se libera azufre, se produce la autooxidación-autorreducción: SO 2 + 2H 2 S = 3S + 2H 2 O.

El dióxido de azufre exhibe propiedades ácidas. Corresponde a uno de los ácidos más débiles e inestables: el sulfuroso. Este compuesto no existe en forma pura, las propiedades ácidas de una solución de dióxido de azufre se pueden detectar mediante indicadores (el tornasol se vuelve rosa). El ácido sulfuroso produce sales medianas: sulfitos y sales ácidas: hidrosulfitos. Entre ellos se encuentran compuestos estables.

El proceso de oxidación del azufre en dióxido al estado hexavalente en anhídrido sulfúrico es catalítico. La sustancia resultante se disuelve energéticamente en agua y reacciona con moléculas de H 2 O. La reacción es exotérmica, se forma ácido sulfúrico, o más bien su forma hidratada.

Usos prácticos del dióxido de azufre.

El principal método de producción industrial de ácido sulfúrico, que requiere dióxido elemental, consta de cuatro etapas:

1. Obtención de dióxido de azufre mediante la quema de azufre en hornos especiales.
2. Purificación del dióxido de azufre resultante de todo tipo de impurezas.
3. Oxidación adicional a azufre hexavalente en presencia de un catalizador.
4. Absorción de trióxido de azufre por el agua.

Anteriormente, casi todo el dióxido de azufre necesario para producir ácido sulfúrico a escala industrial se obtenía tostando pirita como subproducto de la fabricación de acero. Los nuevos tipos de procesamiento de materias primas metalúrgicas utilizan menos combustión del mineral. Por tanto, el azufre natural se ha convertido en los últimos años en el principal material de partida para la producción de ácido sulfúrico. Las importantes reservas globales de esta materia prima y su disponibilidad permiten organizar un procesamiento a gran escala.

El dióxido de azufre se utiliza ampliamente no sólo en la industria química, sino también en otros sectores de la economía. Las fábricas textiles utilizan esta sustancia y los productos de su reacción química para blanquear tejidos de seda y lana. Este es un tipo de blanqueo sin cloro que no destruye las fibras.

El dióxido de azufre tiene excelentes propiedades desinfectantes y se utiliza en la lucha contra hongos y bacterias. El dióxido de azufre se utiliza para fumigar almacenes agrícolas, toneles de vino y bodegas. El SO 2 se utiliza en la industria alimentaria como sustancia conservante y antibacteriana. Lo agregan a los almíbares y remojan frutas frescas en él. Sulfitización
El jugo de remolacha azucarera decolora y desinfecta las materias primas. Los purés y jugos de verduras enlatados también contienen dióxido de azufre como antioxidante y conservante.

El ácido sulfúrico es uno de los principales productos a gran escala de la industria química. Es utilizado en diversos sectores de la economía nacional, ya que posee un conjunto de propiedades especiales que facilitan su aprovechamiento tecnológico. El ácido sulfúrico no fuma, es incoloro, inodoro y se encuentra en estado líquido a temperaturas normales. En forma concentrada no corroe los metales ferrosos. Al mismo tiempo, el ácido sulfúrico es uno de los ácidos minerales fuertes, forma numerosas sales estables y es barato. El ácido sulfúrico anhidro (monohidrato) H2SO4 es un líquido aceitoso pesado que se mezcla con agua en todas proporciones, liberando una gran cantidad de calor.

Materias primas de proceso: piritas de azufre, azufre elemental, sulfuro de hidrógeno, sulfuros metálicos como pirita de cobre CuFeS 2 , brillo cobrizo CuS 2 , sulfatos:yeso CaSO 4 2H 2 O, anhidrita CaSO 4 , mirabilita Na 2 ENTONCES 4 10H 2 oh etc.

La producción de azufre gaseoso a partir de sulfuro de hidrógeno, extraído durante la purificación de gases combustibles y de proceso, se basa en el proceso de oxidación incompleta sobre un catalizador sólido. En este caso se producen las siguientes reacciones:

H2S + 1,5O2 = SO2 + H2O;

2H 2 S + SO 2 = 2H 2 O + 1,5S 2.

Se pueden obtener cantidades importantes de azufre a partir de subproductos de la producción de metales no ferrosos, como el cobre:

2FeS2 = 2FeS +S2;

SO2 + C = S + CO2;

CS2 + SO2 = 1,5S2 + CO2;

2COS + SO 2 = 1,5S 2 + 2CO 2

Producción de dióxido de azufre mediante la quema de azufre, sulfuro de hidrógeno y otros tipos de materias primas.

Cuando se quema 1 mol de azufre se consume 1 mol de oxígeno. Esto produce 1 mol de dióxido de azufre:

S (gas) + O2 (gas) = ​​​​S02 (gas)-j - 362,4 kJ (86,5 kcal).

Por lo tanto, cuando el azufre se quema en aire que contiene un 21% de oxígeno, es posible (teóricamente) obtener un 21% de dióxido de azufre. El rendimiento de dióxido de azufre aquí es mayor que cuando se queman piritas y blenda de zinc. Al quemar azufre para producir ácido sulfúrico, se obtiene la proporción más favorable de SO2 y oxígeno. Si quemas azufre con un ligero exceso de aire, puedes obtener dióxido de azufre con un alto contenido de SO2. Sin embargo, en este caso la temperatura sube hasta 1300°C, lo que conduce a la destrucción del revestimiento del horno; esto limita la producción de gas con alta concentración de S02 a partir de azufre.

El sulfuro de hidrógeno se quema para formar S02 y H20:

2H2S + 302 = 2S02+2H20-f 1038,7 kJ (247,9 kcal).

El vapor de agua formado en este caso ingresa al aparato de contacto con la mezcla de gases y desde allí a la absorción.

En términos de diseño tecnológico, la producción de ácido sulfúrico a partir de piritas de hierro es el proceso más complejo y consta de varias etapas secuenciales.

El diagrama esquemático de esta producción se muestra en la figura.

1 – producción de gas de combustión: 1 – combustión de pirita, 2 – enfriamiento de gas en una caldera de recuperación, 3 – purificación de gas general, 4 – purificación de gas especial; 11 – contacto: 5 – calentamiento del gas en el intercambiador de calor, 6 – contacto; 111 – absorción: 7 – absorción de óxido de azufre (6) y formación de ácido sulfúrico.

El dióxido de azufre SO2 es un gas incoloro, 2,3 veces más pesado que el aire y de olor acre. Cuando se disuelve en agua, se forma ácido sulfuroso débil e inestable SO2 + H2O = H2SO3.

2. Carbón. Consiguiendo coca.

Coquización de brasas

Una parte importante del carbón se somete a procesamiento químico a alta temperatura (pirogenético). El objetivo de dicho procesamiento es la producción de valiosos productos secundarios, que luego se utilizan como combustible y productos intermedios para la síntesis orgánica. Según su finalidad y condiciones, los procesos de procesamiento pirogenético del carbón se dividen en tres tipos: pirólisis, gasificación, hidrogenación.

pirólisis o destilación seca Es el proceso de calentar combustible sólido sin acceso de aire con el fin de obtener productos gaseosos, líquidos y sólidos para diversos fines. existe pirólisis a alta temperatura (procesión de coca) Y pirólisis a baja temperatura (semicoquización).

semicoquización Se lleva a cabo a 500-580 o C para obtener combustible artificial líquido y gaseoso. Los productos de la semicoquización son materias primas para la síntesis orgánica, alquitrán (fuente de combustible para motores), disolventes, monómeros y semicoque, utilizados como combustible local y aditivo de la carga de coquización.

Procesos hidrogenación Y gasificación se utilizan para producir productos líquidos a partir del carbón utilizado como combustible para motores y gases combustibles.

Coquización de hulla Se realiza a una temperatura de 900 - 1200 o C para la obtención de coque, gases inflamables y materias primas para la industria química.

Las empresas que coquean carbón se denominan plantas de coque. Hay plantas de coque-químico separadas con un ciclo completo de producción de coque-químico, ubicadas separadas de las empresas metalúrgicas, y talleres de coque-químico como parte de las plantas metalúrgicas.

En la figura se muestra el diagrama estructural de la producción de coque.

Carbón

Preparación de carbón

carga de carbón

Coca

Procesión de coca

HidrógenoOCG

PKG Coca-Cola al almacén

Enfriamiento y separación

SB KUS

overclocking

overclocking

Arenas individuales de la facción KUS

Neutralización

para procesar

Ácido sulfúrico

Sulfato de amonio

Fig.. Diagrama de bloques de la producción de coque.

El diagrama muestra: RGC – gas de horno de coque inverso; PKG – gas directo de coquería; KUS – alquitrán de hulla; SB – benceno crudo.

Según su naturaleza fisicoquímica, la coquización es un proceso endotérmico complejo de dos fases en el que se producen transformaciones termofísicas de la materia prima coquizada y reacciones secundarias con la participación de intermedios orgánicos de la primera etapa de coquización. La coquización del carbón se lleva a cabo en hornos de coque discontinuos, en los que el calor se transfiere a la carga de carbón coque a través de la pared del reactor.

3. Obtención de ácido clorhídrico. Ácido clorhídrico(clorhidrato, clorhidrato, cloruro de hidrógeno) - HCl, una solución de cloruro de hidrógeno en agua; ácido monoprótico fuerte. Incoloro (el ácido clorhídrico técnico es amarillento debido a las impurezas de Fe, Cl 2, etc.), “fumeante” en el aire, líquido cáustico. La concentración máxima a 20 °C es del 38 % en peso, la densidad de dicha solución es de 1,19 g/cm³. Masa molar 36,46 g/mol. Las sales del ácido clorhídrico se llaman cloruros. Consideremos las principales áreas de uso de ácido:

Metalurgia. Ácido clorhídrico técnico Se utiliza para pelar metales durante el estañado y la soldadura. También ácido clorhídrico utilizado en la producción de manganeso, hierro y otras sustancias.

Electrotipia. En esta dirección ácido clorhídrico técnico Actúa como medio activo durante el grabado y el decapado.

Industria de alimentos. Todo tipo de reguladores de acidez, por ejemplo, el E507, contienen ácido. Y es difícil imaginar agua con gas (seltzer) sin una sustancia como ácido clorhídrico.

Medicamento. En esta zona, por supuesto, no se utiliza. ácido clorhídrico técnico, y análogos purificados, sin embargo, todavía ocurre un fenómeno similar. En particular, estamos hablando de añadir una sustancia al jugo gástrico en caso de acidez insuficiente.

En una columna de absorción adiabática se obtiene ácido clorhídrico de concentración reducida, pero libre de impurezas orgánicas. El ácido con una mayor concentración de HCl se produce en una columna de absorción isotérmica a temperatura reducida. El grado de extracción de HCl de los gases residuales cuando se utilizan ácidos diluidos como absorbentes es del 90-95%. Cuando se utiliza agua pura como absorbente, el grado de extracción es casi completo.

4. Síntesis directa de ácido nítrico concentrado.

La síntesis directa de HNO 3 se basa en la interacción de óxidos de nitrógeno líquidos con agua y oxígeno gaseoso bajo una presión de hasta 5 MPa según la ecuación.

2N 2 O 4 + O 2 + 2H 2 O → 4HNO 3

100% dióxido de nitrógeno a presión atmosférica y una temperatura de 21,5 ° C se transforma completamente en estado líquido. Durante la oxidación del amoníaco, el NO resultante se oxida a NO 2, cuyo contenido en la mezcla de gases es aproximadamente del 11%. No es posible convertir el dióxido de nitrógeno de tal concentración en un estado líquido a presión atmosférica, por lo que se utiliza una presión aumentada para licuar los óxidos de nitrógeno.

Concentración de ácido nítrico mediante sustancias eliminadoras de agua. Es imposible obtener ácido nítrico concentrado destilando ácido diluido. Al hervir y destilar ácido nítrico diluido, solo se puede evaporar hasta un contenido de 68,4% de HNO 3 (mezcla azeotrópica), después de lo cual la composición de la mezcla destilada no cambiará.

En la industria, la destilación de soluciones acuosas diluidas de ácido nítrico se realiza en presencia de sustancias eliminadoras de agua (ácido sulfúrico concentrado, ácido fosfórico, soluciones concentradas de nitratos, etc.). El uso de sustancias de eliminación de agua permite reducir el contenido de vapor de agua por encima de la mezcla en ebullición y aumentar el contenido de vapor de ácido nítrico, cuya condensación resulta en un 98% de HNO 3.

Esquema tecnológico para la concentración de ácido nítrico mediante ácido sulfúrico:

Figura – Esquema de concentración de ácido nítrico diluido en presencia de ácido sulfúrico:

1, 4 – tanques de presión para ácido nítrico y sulfúrico; 2 – luces de control; 3 – evaporador de ácido nítrico diluido; 5 – caja para regular el suministro de ácido; 6 – columna de concentración; 7 – condensador del refrigerador; 8 – enfriador para el ácido que circula en la torre; 9 – ventilador: 10 – torre de absorción; 11 – colección; 12 – bomba; 13 – enfriador para ácido nítrico concentrado, 14 – enfriador para ácido sulfúrico gastado

El ácido nítrico diluido del tanque de presión 1 se suministra a la columna 6 a través de dos medidores de flujo 2 conectados en paralelo. Una corriente de ácido pasa al evaporador. 3 y se suministra como una mezcla de líquido y vapor al décimo plato de la columna. 6, otra corriente sin calentar ingresa a la placa superpuesta.

El ácido sulfúrico desde el tanque de presión 4 a través del regulador 5 se suministra a la parte superior de la columna 6 por encima de la entrada del flujo frío de ácido nítrico. Se introduce vapor vivo en la parte inferior de la columna y, cuando se calienta, el ácido nítrico comienza a evaporarse de la mezcla ternaria.

Los vapores de ácido nítrico a una temperatura de 70 a 85 °C, subiendo, salen a través de un accesorio en la tapa de la columna y entran en el refrigerador-condensador 7. Estos vapores contienen impurezas de óxidos de nitrógeno y agua.

En un refrigerador-condensador, los vapores de ácido nítrico a una temperatura de aproximadamente 30 ° C se condensan para formar 98-99% de HNO 3, mientras que los óxidos de nitrógeno son parcialmente absorbidos por este ácido. El ácido nítrico concentrado que contiene óxidos de nitrógeno se dirige a las dos placas superiores y las pasa en serie, y los vapores de ácido nítrico que ingresan al condensador 7 eliminan los óxidos de la solución. Los vapores de ácido nítrico no condensados ​​​​y los óxidos de nitrógeno liberados se envían para absorción. a la torre 10, regada con agua. El ácido al 50% resultante ingresa a la colección 11 y se envía nuevamente para concentración. Después del enfriamiento, el ácido nítrico concentrado se envía al almacén del producto terminado.

Se suministra ácido sulfúrico gastado que contiene entre 65 y 85 % de H 2 SO 4 para su concentración. Cuando se concentra ácido nítrico utilizando ácido sulfúrico al 92-93%, el consumo de este último se reduce significativamente cuando se suministra para la concentración un 59-60% de HNO 3 en lugar de un 48-50%. Por lo tanto, en algunos casos es ventajoso preconcentrar del 50% de HNO3 al 60% mediante simple evaporación.

Una gran desventaja de concentrar ácido nítrico con ácido sulfúrico es el alto contenido de vapores y nieblas de H 2 SO 4 en los gases de escape después de los precipitadores electrostáticos (0,3–0,8 g/m 3 de gas). Por tanto, el ácido sulfúrico se sustituye, por ejemplo, por nitrato de magnesio o zinc.

5. Obtención de cerámica.

La cerámica es un grupo composicionalmente extenso de materiales dieléctricos, unidos por un ciclo tecnológico común. Actualmente, la palabra cerámica se refiere no solo a materiales que contienen arcilla, sino también a otros materiales inorgánicos con propiedades similares, cuya fabricación requiere cocción a alta temperatura. Materiales de origen. Se utilizan diversos materiales naturales y artificiales para fabricar productos cerámicos.

Materiales artificiales y naturales: óxidos y sales se diferencian en el contenido cuantitativo y cualitativo de impurezas de óxidos extraños y, de acuerdo con esto, se designan convencionalmente con las letras: Ch (puro), grado analítico (puro para análisis), ChCh (químicamente puro), etc. El original también se distingue de las materias primas según parámetros físicos y químicos (tamaño y forma de las partículas, superficie específica, actividad, etc.).

La materia prima inicial para la producción de radiocerámicas y piezocerámicas es una gran cantidad de sales y óxidos diferentes: caolines, arcillas, feldespatos, materiales que contienen silicio, talcos (materiales plásticos naturales); Materiales artificiales no plásticos producidos por la industria: alúmina técnica y corindón, dióxidos de circonio y titanio, óxido de berilio, carbonatos de bario y estroncio.

Las arcillas y caolines se componen principalmente de hidroaluminosilicatos (Al 2 O 3 *2SiO 2 *H 2 O) y mezclas de sales de hierro, óxidos y sales alcalinos y alcalinotérreos. De los feldespatos, los más adecuados para la producción de cerámica son los feldespatos potásicos y sódicos (K 2 O*Al 2 O 3 *6SiO 2 ; Na 2 O*Al 2 O 3 *6SiO 2 ). La base de los materiales que contienen silicio y del cuarzo es el dióxido de silicio (SiO 2), que puede contener diversos aditivos (óxidos de hierro, arcillas, feldespatos, etc.) La composición de los talcos es variada: desde 3MgO*4SiO 2 *H2O hasta 4MgO *5SiO 2 * H2O, impurezas en ellos Fe 2 O 3, Al 2 O 3, CaO, Na 2 O, Cr 2 O, etc. Las impurezas más indeseables en todos los materiales plásticos naturales son las sales de hierro.

Los materiales plásticos naturales mencionados se utilizan para mejorar las propiedades plásticas de materiales prensados ​​para productos de moldeo y como aditivos formadores de vidrio en radiocerámicas. Los talcos son la base de tipos de radiocerámicas como la esteatita y la forsterita.

Alúmina técnica y corindón obtenido mediante procesamiento químico del mineral de bauxita, materia prima natural, y calcinándolo a 1100-1200 0 C. Dióxido de circonio (Zr 2 O 2), titanio (TiO 2), estaño (SnO 2), óxidos de berilio (B 2 O), el estroncio (SrO), el zinc (ZnO), el plomo (PbO) y el magnesio (MgO) se obtienen influyendo en la materia prima mediante un complejo de interacciones químicas y térmicas.

Obtención de cerámica. La estructura de la cerámica es un sistema complejo que consta de tres fases principales: cristalina, vítrea y gaseosa. La fase cristalina (principal) representa compuestos químicos o soluciones sólidas, determina las propiedades características del material cerámico; la fase vítrea se encuentra en el material cerámico en forma de capas entre el componente cristalino o micropartículas separadas y actúa como aglutinante; la fase gaseosa está formada por gases contenidos en los poros de la cerámica. Los poros empeoran las propiedades de la cerámica, especialmente con mucha humedad.

Las propiedades de la cerámica dependen de la composición de la mezcla (química y porcentaje de sustancias) y del modo de procesamiento.

La cerámica se puede fabricar cociendo una o dos veces. Esto tiene sus ventajas y desventajas.

En la producción de cerámica, son habituales los siguientes métodos tecnológicos de fabricación de piezocerámicas basados ​​en:

1) mezcla mecánica de sustancias de partida en forma de polvos de óxidos metálicos y sales correspondientes a la composición química del material que se fabrica;

2) descomposición térmica de sales metálicas;

3) precipitación conjunta de carbonatos de sales de los metales correspondientes o sus hidratos.

Los materiales de partida para la fabricación de cerámicas y ferritas radiopiezoeléctricas son óxidos y sales metálicas. Las principales etapas del proceso tecnológico son las siguientes.

El conjunto de sustancias de partida está determinado por las propiedades magnéticas y eléctricas especificadas de los productos, la forma geométrica y las dimensiones.

El análisis de los óxidos y sales originales se lleva a cabo para determinar sus características físicas y químicas, el tipo y cantidad de impurezas, el tamaño y forma de las partículas, la actividad, es decir. la capacidad de reaccionar con otros componentes de la mezcla, etc.

El cálculo de la masa y la proporción de los componentes iniciales se realiza en función de la fórmula química del material. Y luego, de acuerdo con el cálculo, se pesan los componentes iniciales.

La molienda o disolución y mezcla se realiza para obtener una mezcla que sea homogénea en composición química y tamaño de partícula. Estas operaciones se realizan con líquido (agua) o sin agua, es decir. Realice un esmerilado húmedo (deslizante) o seco. La molienda en húmedo se completa con el secado.

La operación de briquetado (granulación) es necesaria para obtener una forma más compacta de la mezcla resultante (carga) y una reacción más completa durante la siguiente operación. De aquí se obtienen briquetas, tabletas o granulados.

La cocción preliminar de la carga se realiza para procesos de difusión parcial o total entre los óxidos para transformarlos en material cerámico (síntesis cerámica) y reducir la contracción durante la cocción final.

La molienda secundaria y mezcla de briquetas, tabletas o gránulos se realiza con el fin de obtener productos con propiedades uniformes, completar los procesos de difusión y brindar la posibilidad de formar el producto. La operación se realiza en agua o sin agua, por lo que una vez finalizada, como en el primer caso, se seca la mezcla resultante.

Para mejorar el moldeo de los polvos, se les introducen plastificantes (aglutinantes, lubricantes) para mejorar la adherencia de las partículas individuales. La introducción de plastificantes permite obtener diversas masas: para prensar - polvos de prensa, para fundición - barbotinas y para formar a partir de masas plásticas - masas plásticas.

Los principales métodos de formación son el prensado, el moldeado a partir de masas plásticas y la fundición en barbotina.

Los productos moldeados se someten a una sinterización a alta temperatura, durante la cual se obtiene un complejo de determinadas propiedades magnéticas, eléctricas, mecánicas y características físico-mecánicas correspondientes al material determinado (radiocerámica, piezocerámica, ferrita).

6. Preparación de hidróxido de sodio. El hidróxido de sodio se puede producir industrialmente mediante métodos químicos y electroquímicos.

El óxido de azufre (dióxido de azufre, dióxido de azufre, dióxido de azufre) es un gas incoloro que, en condiciones normales, tiene un olor característico acre (similar al olor de una cerilla encendida). Se licua bajo presión a temperatura ambiente. El dióxido de azufre es soluble en agua y se forma ácido sulfúrico inestable. Esta sustancia también es soluble en ácido sulfúrico y etanol. Este es uno de los principales componentes que forman los gases volcánicos.

1. El dióxido de azufre se disuelve en agua y produce ácido sulfuroso. En condiciones normales, esta reacción es reversible.

SO2 (dióxido de azufre) + H2O (agua) = H2SO3 (ácido sulfuroso).

2. Con los álcalis, el dióxido de azufre forma sulfitos. Por ejemplo: 2NaOH (hidróxido de sodio) + SO2 (dióxido de azufre) = Na2SO3 (sulfito de sodio) + H2O (agua).

3. La actividad química del dióxido de azufre es bastante alta. Las propiedades reductoras del dióxido de azufre son las más pronunciadas. En tales reacciones, aumenta el estado de oxidación del azufre. Por ejemplo: 1) SO2 (dióxido de azufre) + Br2 (bromo) + 2H2O (agua) = H2SO4 (ácido sulfúrico) + 2HBr (bromuro de hidrógeno); 2) 2SO2 (dióxido de azufre) + O2 (oxígeno) = 2SO3 (sulfito); 3) 5SO2 (dióxido de azufre) + 2KMnO4 (permanganato de potasio) + 2H2O (agua) = 2H2SO4 (ácido sulfúrico) + 2MnSO4 (sulfato de manganeso) + K2SO4 (sulfato de potasio).

La última reacción es un ejemplo de reacción cualitativa al SO2 y SO3. La solución se vuelve de color púrpura.)

4. En presencia de agentes reductores fuertes, el dióxido de azufre puede presentar propiedades oxidantes. Por ejemplo, para extraer azufre de los gases de escape en la industria metalúrgica se utiliza la reducción del dióxido de azufre con monóxido de carbono (CO): SO2 (dióxido de azufre) + 2CO (monóxido de carbono) = 2CO2 + S (azufre).

Además, las propiedades oxidantes de esta sustancia se aprovechan para obtener ácido fosfórico: PH3 (fosfina) + SO2 (dióxido de azufre) = H3PO2 (ácido fosfórico) + S (azufre).

¿Dónde se utiliza el dióxido de azufre?

El dióxido de azufre se utiliza principalmente para producir ácido sulfúrico. También se utiliza en la elaboración de bebidas con bajo contenido de alcohol (vino y otras bebidas de precio medio). Debido a la propiedad de este gas de matar diversos microorganismos, se utiliza para fumigar almacenes y almacenes de verduras. Además, el óxido de azufre se utiliza para blanquear lana, seda y paja (aquellos materiales que no se pueden blanquear con cloro). En los laboratorios, el dióxido de azufre se utiliza como disolvente y para obtener diversas sales de dióxido de azufre.

Efectos fisiológicos

El dióxido de azufre tiene fuertes propiedades tóxicas. Los síntomas de intoxicación son tos, secreción nasal, ronquera, un sabor peculiar en la boca y dolor de garganta intenso. Cuando se inhala dióxido de azufre en altas concentraciones, se produce dificultad para tragar y asfixia, alteraciones del habla, náuseas y vómitos y puede desarrollarse edema pulmonar agudo.

MPC de dióxido de azufre:
- en el interior - 10 mg/m³;
- exposición máxima diaria media única en el aire atmosférico: 0,05 mg/m³.

La sensibilidad al dióxido de azufre varía entre individuos, plantas y animales. Por ejemplo, entre los árboles los más resistentes son el roble y el abedul, y los menos resistentes son el abeto y el pino.

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§ 8.1. Reacciones redox

INVESTIGACIÓN DE LABORATORIO
(continuación)

2. El ozono es un agente oxidante.

El ozono es la sustancia más importante para la naturaleza y los seres humanos.

El ozono crea una ozonosfera alrededor de la Tierra a una altitud de 10 a 50 km con un contenido máximo de ozono a una altitud de 20 a 25 km. Al estar en las capas superiores de la atmósfera, el ozono no permite que la mayoría de los rayos ultravioleta del sol, que tienen un efecto perjudicial sobre los seres humanos, los animales y las plantas, lleguen a la superficie de la Tierra. En los últimos años se han descubierto zonas de la ozonosfera con un contenido de ozono muy reducido, los llamados agujeros de ozono. No se sabe si los agujeros de ozono se han formado antes. Las razones de su aparición tampoco están claras. Se supone que los freones que contienen cloro de refrigeradores y latas de perfume, bajo la influencia de la radiación ultravioleta del sol, liberan átomos de cloro que reaccionan con el ozono y reducen así su concentración en las capas superiores de la atmósfera. Los científicos están extremadamente preocupados por el peligro de que se formen agujeros de ozono en la atmósfera.
En las capas inferiores de la atmósfera, el ozono se forma como resultado de una serie de reacciones secuenciales entre el oxígeno atmosférico y los óxidos de nitrógeno emitidos por motores de automóviles mal ajustados y descargas de líneas eléctricas de alto voltaje. El ozono es muy perjudicial para la respiración: destruye el tejido de los bronquios y los pulmones. El ozono es extremadamente tóxico (más poderoso que el monóxido de carbono). La concentración máxima permitida en el aire es del 10 al 5%.
Así, el ozono en las capas superior e inferior de la atmósfera tiene efectos opuestos sobre los seres humanos y el mundo animal.
El ozono, junto con el cloro, se utiliza para tratar el agua para descomponer las impurezas orgánicas y matar las bacterias. Sin embargo, tanto la cloración como la ozonización del agua tienen sus ventajas y desventajas. Cuando se clora el agua, las bacterias se destruyen casi por completo, pero se forman sustancias orgánicas de naturaleza cancerígena que son perjudiciales para la salud (promueven el desarrollo del cáncer): dioxinas y compuestos similares. Cuando se ozoniza el agua, no se forman tales sustancias, pero el ozono no mata todas las bacterias y, después de un tiempo, las bacterias vivas restantes se multiplican abundantemente, absorbiendo los restos de las bacterias muertas y el agua se contamina aún más con la flora bacteriana. Por lo tanto, la ozonización del agua potable se utiliza mejor cuando se utiliza rápidamente. La ozonización del agua en piscinas es muy eficaz cuando el agua circula continuamente por el ozonizador. El ozono también se utiliza para la purificación del aire. Es uno de los agentes oxidantes respetuosos con el medio ambiente que no deja productos nocivos de su descomposición.
El ozono oxida casi todos los metales excepto el oro y los metales del grupo del platino.

Los métodos químicos para producir ozono son ineficaces o demasiado peligrosos. Por lo tanto, le recomendamos obtener ozono mezclado con aire en un ozonizador (el efecto de una descarga eléctrica débil sobre el oxígeno) disponible en el laboratorio de física de la escuela.

El ozono se obtiene con mayor frecuencia actuando sobre el oxígeno gaseoso mediante una descarga eléctrica silenciosa (sin incandescencia ni chispas) que se produce entre las paredes de los vasos internos y externos del ozonizador. El ozonizador más simple se puede fabricar fácilmente con tubos de vidrio con tapones. Comprenderá cómo hacer esto en la Fig. 8.4. El electrodo interior es una varilla de metal (clavo largo), el electrodo exterior es una espiral de alambre. El aire se puede expulsar con una bomba de aire para acuario o con una pera de goma de una botella rociadora. En la Fig. 8.4 El electrodo interior está ubicado en un tubo de vidrio ( ¿Por qué crees?), pero puedes montar un ozonizador sin él. Los tapones de goma se corroen rápidamente con el ozono.

Es conveniente obtener alto voltaje de la bobina de inducción del sistema de encendido del automóvil abriendo continuamente la conexión a una fuente de bajo voltaje (batería o rectificador de 12 V).
El rendimiento de ozono es de varios por ciento.

El ozono se puede detectar cualitativamente utilizando una solución de almidón de yoduro de potasio. Se puede empapar una tira de papel de filtro en esta solución, o se puede agregar la solución a agua ozonizada y se puede pasar aire con ozono a través de la solución en un tubo de ensayo. El oxígeno no reacciona con el ion yoduro.
Ecuación de reacción:

2Yo – + O 3 + H 2 O = Yo 2 + O 2 + 2OH – .

Escribe las ecuaciones para las reacciones de ganancia y pérdida de electrones.
Llevar una tira de papel de filtro humedecida con esta solución al ozonizador. (¿Por qué una solución de yoduro de potasio debería contener almidón?) El peróxido de hidrógeno interfiere con la determinación del ozono mediante este método. (¿Por qué?).
Calcule la EMF de la reacción utilizando los potenciales de los electrodos:

3. Propiedades reductoras del sulfuro de hidrógeno y del ion sulfuro.

El sulfuro de hidrógeno es un gas incoloro con olor a huevos podridos (algunas proteínas contienen azufre).
Para realizar experimentos con sulfuro de hidrógeno, puede usar sulfuro de hidrógeno gaseoso, pasándolo a través de una solución con la sustancia en estudio, o agregar agua previamente preparada con sulfuro de hidrógeno a las soluciones en estudio (esto es más conveniente). Se pueden llevar a cabo muchas reacciones con una solución de sulfuro de sodio (reacciones con el ion sulfuro S 2–).
¡Trabaja con sulfuro de hidrógeno solo bajo corriente! Las mezclas de sulfuro de hidrógeno con aire arden explosivamente.

El sulfuro de hidrógeno generalmente se produce en un aparato Kipp haciendo reaccionar ácido sulfúrico al 25% (diluido 1:4) o ácido clorhídrico al 20% (diluido 1:1) sobre sulfuro de hierro en forma de trozos de 1 a 2 cm de tamaño.

FeS (cr.) + 2H + = Fe 2+ + H 2 S (g.).

Se pueden obtener pequeñas cantidades de sulfuro de hidrógeno colocando sulfuro de sodio cristalino en un matraz tapado a través del cual se pasa un embudo de goteo con una llave de paso y un tubo de salida. Verter lentamente del 5 al 10 % de ácido clorhídrico desde el embudo. (¿por qué no azufre?), el matraz se agita constantemente para evitar la acumulación local de ácido sin reaccionar. Si no se hace esto, una mezcla inesperada de los componentes puede provocar una reacción violenta, la expulsión del tapón y la destrucción del matraz.
Se obtiene un flujo uniforme de sulfuro de hidrógeno calentando compuestos orgánicos ricos en hidrógeno, como la parafina, con azufre (1 parte de parafina por 1 parte de azufre, 300 °C).
Para obtener agua con sulfuro de hidrógeno, el sulfuro de hidrógeno se pasa a través de agua destilada (o hervida). Aproximadamente tres volúmenes de gas sulfuro de hidrógeno se disuelven en un volumen de agua. Cuando está en el aire, el agua con sulfuro de hidrógeno se vuelve turbia gradualmente. (¿Por qué?).
El sulfuro de hidrógeno es un fuerte agente reductor: reduce los halógenos a haluros de hidrógeno y el ácido sulfúrico a dióxido de azufre y azufre.
El sulfuro de hidrógeno es venenoso. La concentración máxima permitida en el aire es de 0,01 mg/l. Incluso en concentraciones bajas, el sulfuro de hidrógeno irrita los ojos y el tracto respiratorio y provoca dolores de cabeza. Concentraciones superiores a 0,5 mg/l ponen en peligro la vida. En concentraciones más altas, el sistema nervioso se ve afectado. La inhalación de sulfuro de hidrógeno puede provocar un paro cardíaco y respiratorio. A veces, el sulfuro de hidrógeno se acumula en cuevas y pozos de alcantarillado, y una persona atrapada allí pierde el conocimiento instantáneamente y muere.
Al mismo tiempo, los baños de sulfuro de hidrógeno tienen un efecto curativo en el cuerpo humano.

3a. Reacción del sulfuro de hidrógeno con peróxido de hidrógeno.

Estudie el efecto de la solución de peróxido de hidrógeno sobre el agua con sulfuro de hidrógeno o la solución de sulfuro de sodio.
Con base en los resultados de los experimentos, redacte ecuaciones de reacción. Calcule la EMF de la reacción y saque una conclusión sobre la posibilidad de que pase.

3b. Reacción del sulfuro de hidrógeno con ácido sulfúrico.

Vierta ácido sulfúrico concentrado gota a gota en un tubo de ensayo con 2 a 3 ml de agua con sulfuro de hidrógeno (o solución de sulfuro de sodio). (¡con cuidado!) hasta que aparezca turbidez. ¿Qué es esta sustancia? ¿Qué otros productos podrían producirse en esta reacción?
Escribe las ecuaciones de reacción. Calcule la EMF de la reacción utilizando los potenciales de los electrodos:

4. Dióxido de azufre e ion sulfito.

El dióxido de azufre, el dióxido de azufre, es el contaminante atmosférico más importante que emiten los motores de los automóviles cuando utilizan gasolina mal purificada y los hornos en los que se queman carbones que contienen azufre, turba o fueloil. Cada año se liberan a la atmósfera millones de toneladas de dióxido de azufre debido a la quema de carbón y petróleo.
El dióxido de azufre se encuentra naturalmente en los gases volcánicos. El dióxido de azufre es oxidado por el oxígeno atmosférico en trióxido de azufre que, al absorber agua (vapor), se convierte en ácido sulfúrico. La lluvia ácida que cae destruye partes de cemento de edificios, monumentos arquitectónicos y esculturas talladas en piedra. La lluvia ácida ralentiza el crecimiento de las plantas e incluso provoca su muerte, además de matar organismos vivos en los cuerpos de agua. Estas lluvias arrastran de las tierras cultivables los fertilizantes de fósforo, poco solubles en agua, que, cuando se liberan en los cuerpos de agua, provocan una rápida proliferación de algas y un rápido anegamiento de estanques y ríos.
El dióxido de azufre es un gas incoloro con un olor acre. El dióxido de azufre debe obtenerse y trabajarse bajo tiro.

El dióxido de azufre se puede obtener colocando de 5 a 10 g de sulfito de sodio en un matraz cerrado con un tapón con un tubo de salida y un embudo de goteo. De un embudo cuentagotas con 10 ml de ácido sulfúrico concentrado (¡extrema precaución!) viértalo gota a gota sobre los cristales de sulfito de sodio. En lugar de sulfito de sodio cristalino, se puede utilizar su solución saturada.
El dióxido de azufre también se puede producir mediante la reacción entre el cobre metálico y el ácido sulfúrico. En un matraz redondo equipado con un tapón con un tubo de salida de gas y un embudo de goteo, colocar virutas de cobre o trozos de alambre y verter un poco de ácido sulfúrico del embudo de goteo (se toman unos 6 ml de ácido sulfúrico concentrado por 10 g de cobre). Para iniciar la reacción, calentar ligeramente el matraz. Después de esto, agregue el ácido gota a gota. Escribe las ecuaciones para aceptar y perder electrones y la ecuación total.
Las propiedades del dióxido de azufre se pueden estudiar haciendo pasar el gas a través de una solución reactiva o en forma de una solución acuosa (ácido sulfuroso). Se obtienen los mismos resultados cuando se utilizan soluciones acidificadas de sulfitos de sodio Na 2 SO 3 y sulfitos de potasio K 2 SO 3. Se disuelven hasta cuarenta volúmenes de dióxido de azufre en un volumen de agua (se obtiene una solución de ~6%).
El dióxido de azufre es tóxico. Con una intoxicación leve, comienza tos, secreción nasal, aparecen lágrimas y comienzan los mareos. El aumento de la dosis provoca un paro respiratorio.

4a. Interacción del ácido sulfuroso con peróxido de hidrógeno.

Prediga los productos de reacción del ácido sulfuroso y el peróxido de hidrógeno. Pruebe su suposición con experiencia.
Agregue la misma cantidad de solución de peróxido de hidrógeno al 3% a 2 a 3 ml de ácido sulfuroso. ¿Cómo demostrar la formación de los productos de reacción esperados?
Repita el mismo experimento con soluciones acidificadas y alcalinas de sulfito de sodio.
Escriba las ecuaciones de reacción y calcule la fem del proceso.
Seleccione los potenciales de electrodo que necesita:

4b. Reacción entre dióxido de azufre y sulfuro de hidrógeno.

Esta reacción tiene lugar entre SO 2 y H 2 S gaseosos y sirve para producir azufre. La reacción también es interesante porque los dos contaminantes del aire se destruyen mutuamente. ¿Esta reacción tiene lugar entre soluciones de sulfuro de hidrógeno y dióxido de azufre? Responde esta pregunta con experiencia.
Seleccione los potenciales de los electrodos para determinar si puede ocurrir una reacción en solución:

Intente realizar un cálculo termodinámico de la posibilidad de reacciones. Las características termodinámicas de las sustancias para determinar la posibilidad de reacción entre sustancias gaseosas son las siguientes:

¿En qué estado de las sustancias, gaseosas o en solución, son más preferibles las reacciones?