Siarka i jej związki

Siarka

• Wchodzi w skład 16 grupy układu okresowego

• Konfiguracja elektronowa – ns2np4

• Stopnie utlenienia: -II; IV; VI

siarka

• Symbol S pochodzi od łacińskiego słowa sulphur (co oznacza „wszystek ogień”)

• Zawartość w skorupie ziemskiej wynosi 0.026% (16 miejsce)

• Pokłady siarki w Polsce występują koło Tarnobrzegu, w Swoszowicach i w Grzybowie

• Występuje w postaci takich minerałów jak: blenda cynkowa (ZnS), galena (PbS), piryt (FeS2), anhydryt (CaSO4), rozpuszczalnych w wodzie siarczanów(VI) sodu i magnezu i siarkowodoru

• Jest ważnym składnikiem białek roślinnych i zwierzęcych

                                                                                          

Czysta siarka występuje w dwóch odmianach alotropowych. Jest to siarka rombowa (jasnożółta, krystaliczna – siarka α) i jednoskośna (ciekła – siarka β). Różnią się one budową kryształów. Najtrwalsza jest odmiana rombowa, pod wpływem temperatury (392.2 K) tworzy ona szereg odmian ciekłych. W odmianie rombowej atomy siarki są złączone ze sobą w postaci ośmioczłonowych pierścieni, tworząc cząsteczkę o wzorze S8.

                                                                 

Siarka jest pierwiastkiem znacznie mniej reaktywnym niż tlen. Z wodorem tworzy

kilka połączeń, z których najważniejszym jest siarkowodór (sulfan). Jest to gaz

łatwo skraplający się, o charakterystycznym zapachu. Otrzymuje się go w wyniku bezpośredniej syntezy.

S + H2 = H2S↑

W laboratorium gazowy siarkowodór otrzymuje się w reakcji kwasu solnego lub siarkowego z odpowiednimi siarczkami metali.

FeS + H2SO4 = FeSO4 + H2S↑

Siarkowodór jest gazem silnie trującym. Wchodzi on w połączenia z hemoglobiną wypierając z niej tlen, co przy większych stężeniach gazu powoduje uduszenie. Roztwór w

wodzie H2S nosi nazwę wody siarkowodorowej i ma właściwości bardzo słabego kwasu.

H2S <=> H+ + HS-

HS- <=> H+ + S2-

Siarkowodór tworzy sole obojętne i kwaśne siarczki, które otrzymuje się przez wysycenie zasad lub soli odpowiedniego metalu gazowym siarkowodorem.

H2S + 2NaOH <=> Na2S + 2H2O

Wytrącanie siarczków

• Cu2+ + S2- =• Cd2+ + S2- =• Sn2+ + S2- =

CuS↓ czarnyCdS↓ żółtySnS↓ czarnobrunatny

Siarka z tlenem tworzy kilka różnych tlenków.Najbardziej znane to: •tlenek siarki(IV) (SO2)

•tlenek siarki(VI) (SO3)

                                   

                                                                          

                                         

                                                                                                                                                                                                                                       

Właściwości tlenowych związków siarki

Tlenek siarki(IV) powstający w wyniku spalania siarki ma właściwości kwasowe. Reaguje on z wodą , tworząc kwas siarkowy(IV) – H2SO3

SO2 + H2O = H2SO3

Tlenek siarki(IV) jest gazem bezbarwnym, o ostrym duszącym zapachu, ma właściwości trujące. Stosuje się go do wybielania oraz jako środka odkażającego.Tlenek ten stanowi bardzo groźne źródło zanieczyszczeń atmosfery.

Słaby i nietrwały kwas siarkowy(IV) łatwo rozkłada się na wodę i tlenek siarki(IV)

Tlenek siarki(IV)

Tlenek siarki(VI)

• Otrzymywanie

2 H2SO4 + P4O10 = 4HPO3 + 2 SO3

• Właściwości:

- ciało stałe (o dużej lotności)- aktywny chemicznie- silne właściwości utleniające

S + 2 SO3 = 3 SO2

Bilans elektronowy tej reakcji

SS00 – 4e – 4e → S→ SIVIV I 2 I 1 I 2 I 1

SSVIVI + 2e + 2e → S→ SIVIV I 4 I 2 I 4 I 2

Kwas siarkowy(VI) • Otrzymywanie kwasu siarkowego(VI)

SO3 + H2O = H2SO4

• Właściwości:-stężony kwas jest 98.3% roztworem o gęstości 1.82g/cm3

-podczas rozcieńczania wodą wydziela się bardzo duża ilość ciepła !!!-silnie higroskopijny-silny utleniacz, reaguje ze srebrem

2 Ag + 2 H2SO4 = Ag2SO4 + SO2 + 2 H2O

-reaguje z niemetalami

C + 2 H2SO4 = CO2 + 2 SO2 + 2 H2O

-jako kwas dwuprotonowy tworzy dwa rodzaje soli: wodorosiarczany(VI) i siarczany(VI)

Znaczenie siarki

Siarkę i jej związki chemiczne w dużych ilościach wykorzystuje się do:•wulkanizacji kauczuków, tzn. do produkcji gumy •produkcji kwasu siarkowego(VI), który jako półprodukt wykorzystywany jest do produkcji nawozów sztucznych, środków ochrony roślin, barwników•produkcji leków stosowanych w chorobach skóry •produkcji włókien sztucznych •produkcji celulozy. Siarka występuje tutaj pod postacią związku chemicznego - wodorosiarczanu(IV) wapnia Ca(HSO3)2 •napełniania akumulatorów kwasowych (kwas siarkowy(VI)), wykorzystywanych jako urządzenie rozruchowe w samochodach.

Wulkanizacja polega na dodawaniu do kauczuku 4 - 5% siarki w celu utworzenia struktur, które zwiększają wytrzymałości gumy.

Dziękuję za uwagę