황화수소 획득. 유황, 황화수소 및 기타 원료를 연소시켜 이산화황 생산 황화수소 이산화황

Almurzinova Zavrish Bisembaevna , 생물학 및 화학 교사 MBOU “Orenburg 지역 Adamovsky 지역의 State Farm 기본 중등 학교.

과목 - 화학, 등급 - 9.

교육 단지: "무기 화학", 저자: G.E. 루지티스, F.G. 펠드만, 모스크바, “계몽”, 2014.

훈련 수준 – 기본.

주제 : "황화수소. 황화물. 이산화황. 황산과 그 염." 주제에 대한 시간 – 1.

주제에 대한 수업 시스템의 수업 번호 4« 산소와 황 ».

표적 : 황화수소와 황산화물의 구조에 대한 지식을 바탕으로 그 성질과 생산을 고려하고, 황화물과 아황산염을 인식하는 방법을 학생들에게 소개합니다.

작업:

1. 교육적 – 황 화합물의 구조적 특징과 특성을 연구합니다(II) 그리고(IV); 황화물 및 아황산염 이온에 대한 정성적 반응에 익숙해집니다.

2. 발달 – 실험 수행, 결과 관찰, 분석 및 결론 도출에 대한 학생들의 기술을 개발합니다.

3. 교육적 – 연구 대상에 대한 관심을 키우고 자연과 관련된 기술을 주입합니다.

계획된 결과 : 황화수소, 황화수소산 및 그 염의 물리적, 화학적 특성을 설명할 수 있습니다. 이산화황과 아황산을 생산하는 방법을 알고, 황 화합물의 특성을 설명합니다.(II) 및 (IV)는 산화환원 과정에 대한 아이디어를 기반으로 합니다. 산성비 발생에 이산화황이 미치는 영향에 대해 알고 있습니다.

장비 : 시연대 : 황, 황화나트륨, 황화철, 리트머스 용액, 황산용액, 질산납용액, 마개로 막힌 원통 속의 염소, 황화수소를 생성하고 그 성질을 시험하는 장치, 황산화물(VI), 산소 가스 계량기, 500ml 유리, 물질 연소용 숟가락.

수업 중에는 :

정리 시간 .

우리는 유황의 특성 반복에 관해 대화를 진행합니다.

1) 황의 여러 동소체 변형의 존재를 설명하는 것은 무엇입니까?

2) 분자에 어떤 일이 일어나는지: A) 증기 황이 냉각될 때. B) 플라스틱 황을 장기간 보관하는 동안 c) 유기 용매(예: 톨루엔)의 황 용액에서 결정이 침전되는 경우?

3) 강 모래와 같은 불순물로부터 유황을 정제하는 부유 방법은 무엇을 기반으로 합니까?

우리는 두 명의 학생을 부릅니다. 1) 황의 다양한 동소체 변형 분자 다이어그램을 그리고 물리적 특성에 대해 이야기합니다. 2) 산소의 특성을 특성화하는 반응식을 작성하고 이를 산화-환원의 관점에서 고려합니다.

나머지 학생들은 문제를 해결합니다. 2.5mol의 물질을 섭취할 때 아연 화합물과 황의 반응 중에 형성된 황화아연의 질량은 얼마입니까?

학생들과 함께 수업 목표를 공식화합니다. : 산화 상태가 -2 및 +4인 황 화합물의 특성에 대해 알아봅니다.

새로운 주제 : 학생들은 황이 이러한 산화 상태를 나타내는 것으로 알려진 화합물의 이름을 지정합니다. 황화수소와 산화황의 화학적, 전자적, 구조적 공식(IV), 아황산.

황화수소는 어떻게 얻을 수 있나요? 학생들은 황과 수소의 반응식을 작성하고 이를 산화-환원의 관점에서 설명합니다. 그런 다음 황화수소를 생산하는 또 다른 방법, 즉 산과 금속 황화물의 교환 반응이 고려됩니다. 이 방법을 할로겐화수소를 생산하는 방법과 비교해 보겠습니다. 교환 반응에서 황 산화 정도는 변하지 않습니다.

황화수소에는 어떤 특성이 있습니까? 대화를 통해 우리는 물리적 특성을 알아보고 생리적 효과를 기록합니다. 우리는 다양한 조건에서 공기 중 황화수소의 연소를 실험하여 화학적 특성을 결정합니다. 반응 생성물로 무엇이 형성될 수 있나요? 우리는 산화-환원의 관점에서 반응을 고려합니다.

2 N 2 S+3O 2 = 2시간 2 O+2SO 2

2시간 2 S+O 2 =2시간 2 O+2S

우리는 완전 연소로 인해 더 완전한 산화가 발생한다는 사실에 학생들의 관심을 끌고 있습니다 (에스 -2 - 6 이자형 - = 에스 +4 ) 두 번째 경우보다 (에스 -2 - 2 이자형 - = 에스 0 ).

염소가 산화제로 사용되는 경우 공정이 어떻게 진행되는지 논의합니다. 우리는 두 개의 실린더에서 가스를 혼합하는 경험을 보여줍니다. 그 상단에는 염소가 미리 채워져 있고 바닥에는 황화수소가 채워져 있습니다. 염소가 변색되고 염화수소가 생성됩니다. 유황은 실린더 벽에 침전됩니다. 이후 황화수소 분해반응의 본질을 고찰하고 학생들에게 황화수소의 산성성에 대한 결론을 이끌어내며 이를 리트머스 경험을 통해 확인한다. 그런 다음 황화물 이온에 대한 정성 반응을 수행하고 반응식을 작성합니다.

나 2 S+Pb(NO 3 ) 2 =2NaNO 3 +PbS ↓

학생들과 함께 우리는 결론을 내립니다. 황화수소는 산화 환원 반응에서 환원제 일 뿐이며 본질적으로 산성이며 물 속의 용액은 산성입니다.

에스 0 →S -2 ; 에스 -2 →S 0 ; 에스 0 →S +4 ; 에스 -2 →S +4 ; 에스 0 →H 2 에스 -2 → 에스 +4 에 대한 2.

우리는 학생들에게 황 화합물 사이에 유전적 연관성이 있다는 결론을 내리고 그 화합물에 관한 대화를 시작합니다.에스 +4 . 우리는 실험을 보여줍니다: 1) 황산화물 획득(IV), 2) 푹신 용액의 변색, 3) 황산화물의 용해(IV) 물에서, 4) 산 검출. 우리는 수행된 실험에 대한 반응 방정식을 작성하고 반응의 본질을 분석합니다.

2S에 대한 2 + 에 대한 2 =2S에 대한 3 ; 에스에 대한 2 +2시간 2 S=3S+2H 2 에 대한.

황산은 불안정한 화합물로 쉽게 황산화물로 분해됩니다.IV) 및 물이므로 수용액에만 존재합니다. 이 산은 중간 정도의 강도를 가지고 있습니다. 그것은 두 줄의 염을 형성합니다. 중간의 것은 아황산염입니다 (에스에 대한 3 -2 ), 산성 – 하이드로설파이트(H.S.에 대한 3 -1 ).

우리는 경험을 입증합니다: 아황산염의 정성적 측정, 가스를 방출하는 아황산염과 강산의 상호 작용에스에 대한 2 자극적인 냄새:

에게 2 에스에 대한 3 + 엔 2 에스에 대한 4 → 케이 2 에스에 대한 4 + 엔 2 오 +에스에 대한 2

강화. 적용 계획을 작성하기 위해 두 가지 옵션을 사용합니다. 황화수소에 대한 1가지 옵션, 산화황에 대한 두 번째 옵션(IV)

반사 . 작업을 요약해 보겠습니다.

오늘 우리는 어떤 연결에 대해 이야기했습니까?

황 화합물은 어떤 특성을 나타냅니까?II) 그리고 (IV).

이 화합물의 적용 분야를 지정하십시오.

Ⅶ. 숙제: §11,12, 연습문제 3-5 (p.34)

, , 21 , , ,
, 25-26 , 27-28 , , 30, , , , , , , , , , , , /2003;
, , , , , , , , , , , , , /2004

§ 8.1. 산화 환원 반응

실험실 연구
(계속)

2. 오존은 산화제입니다.

오존은 자연과 인간에게 가장 중요한 물질입니다.

오존은 고도 10~50km에서 지구 주위에 오존권을 생성하며, 고도 20~25km에서 최대 오존 함량을 갖습니다. 대기의 상층부에 있는 오존은 인간, 동물, 식물에 해로운 영향을 미치는 대부분의 태양 자외선이 지구 표면에 도달하는 것을 허용하지 않습니다. 최근 몇 년 동안 오존 함량이 크게 감소한 소위 오존 구멍이 있는 오존권 영역이 발견되었습니다. 이전에 오존 구멍이 형성되었는지 여부는 알려져 있지 않습니다. 발생 이유도 불분명합니다. 냉장고와 향수 캔의 염소 함유 프레온은 태양의 자외선에 영향을 받아 염소 원자를 방출하고, 이는 오존과 반응하여 대기 상층부의 농도를 감소시키는 것으로 추정됩니다. 과학자들은 대기 중 오존 구멍의 위험에 대해 극도로 우려하고 있습니다.
대기의 하층부에서는 제대로 조정되지 않은 자동차 엔진에서 방출되는 대기 산소와 질소 산화물 사이의 일련의 순차적 반응과 고압 전력선에서 방전되는 결과로 오존이 형성됩니다. 오존은 호흡에 매우 해롭습니다. 기관지와 폐 조직을 파괴합니다. 오존은 독성이 매우 높습니다(일산화탄소보다 더 강력함). 공기 중 최대 허용 농도는 10~5%입니다.
따라서 대기 상층과 하층의 오존은 인간과 동물계에 반대되는 영향을 미칩니다.
오존은 염소와 함께 물을 처리하여 유기 불순물을 분해하고 박테리아를 죽이는 데 사용됩니다. 그러나 물의 염소화와 오존화는 모두 장점과 단점이 있습니다. 물이 염소화되면 박테리아는 거의 완전히 파괴되지만 건강에 해로운 (암 발병 촉진) 발암 성 유기 물질 (다이옥신 및 유사한 화합물)이 형성됩니다. 물을 오존화하면 이러한 물질이 생성되지 않으나 오존이 모든 세균을 죽이지는 못하며, 시간이 지나면 남아있는 살아있는 세균이 풍부하게 증식하여 죽은 세균의 잔해를 흡수하여 물은 더욱 세균총으로 오염되게 된다. 따라서 식수의 오존처리는 빨리 사용할 때 가장 잘 사용됩니다. 수영장 물의 오존처리는 물이 오존발생기를 통해 지속적으로 순환할 때 매우 효과적입니다. 오존은 공기 정화에도 사용됩니다. 분해로 인해 유해한 생성물을 남기지 않는 환경 친화적인 산화제 중 하나입니다.
오존은 금과 백금족 금속을 제외한 거의 모든 금속을 산화시킵니다.

오존을 생성하는 화학적 방법은 효과가 없거나 너무 위험합니다. 따라서 학교 물리학 실험실에서 사용할 수 있는 오존 발생기(약한 전기 방전이 산소에 미치는 영향)에서 공기와 혼합된 오존을 얻는 것이 좋습니다.

오존은 오존 발생기의 내부 용기와 외부 용기의 벽 사이에서 발생하는 조용한 전기 방전(빛이나 스파크 없이)으로 기체 산소에 작용하여 가장 흔히 얻습니다. 가장 간단한 오존발생기는 마개가 달린 유리관으로 쉽게 만들 수 있습니다. 그림을 통해 이를 수행하는 방법을 이해할 수 있습니다. 8.4. 내부 전극은 금속 막대(긴 못)이고, 외부 전극은 와이어 나선형입니다. 수족관 공기 펌프 또는 스프레이 병의 고무 전구를 사용하여 공기를 불어 낼 수 있습니다. 그림에서. 8.4 내부 전극은 유리관( 왜 그렇게 생각하세요?), 그러나 그것 없이도 오존 발생기를 조립할 수 있습니다. 고무 플러그는 오존에 의해 빠르게 부식됩니다.

저전압 소스(배터리 또는 12V 정류기)에 대한 연결을 지속적으로 열어 자동차 점화 시스템의 유도 코일에서 고전압을 얻는 것이 편리합니다.
오존 생산량은 몇 퍼센트입니다.

오존은 요오드화칼륨 전분 용액을 사용하여 정성적으로 검출할 수 있습니다. 여과지 조각을 이 용액에 담그거나 용액을 오존수에 첨가하고 오존이 포함된 공기를 시험관의 용액을 통과시킬 수 있습니다. 산소는 요오드화물 이온과 반응하지 않습니다.
반응 방정식:

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

전자 획득과 손실의 반응에 대한 방정식을 작성하십시오.
이 용액을 적신 여과지 조각을 오존발생기에 가져옵니다. (요오드화 칼륨 용액에 전분이 포함되어야 하는 이유는 무엇입니까?)과산화수소는 이 방법을 사용하여 오존 측정을 방해합니다. (왜?).
전극 전위를 사용하여 반응의 EMF를 계산합니다.

3. 황화수소 및 황화물 이온의 환원 특성.

황화수소는 썩은 계란 냄새가 나는 무색 가스입니다(일부 단백질에는 황이 포함되어 있음).
황화수소로 실험을 수행하려면 기체 황화수소를 사용하여 연구 대상 물질이 포함된 용액에 통과시키거나 미리 준비된 황화수소수를 연구 중인 용액에 추가할 수 있습니다(이것이 더 편리합니다). 황화나트륨 용액을 사용하여 많은 반응을 수행할 수 있습니다(황화물 이온 S 2-와의 반응).
초안에서만 황화수소를 사용하십시오! 황화수소와 공기의 혼합물은 폭발적으로 연소됩니다.

황화수소는 일반적으로 Kipp 장치에서 25% 황산(1:4 희석) 또는 20% 염산(1:1 희석)을 황화철에 1~2cm 크기의 조각 형태로 반응시켜 생성됩니다.

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

마개가 달린 적하 깔대기와 배출관을 통과시키는 마개가 있는 플라스크에 결정성 황화나트륨을 넣으면 소량의 황화수소를 얻을 수 있습니다. 깔대기에서 5~10% 염산을 천천히 붓는다 (왜 유황이 아닌가?), 미반응 산이 국부적으로 축적되는 것을 방지하기 위해 플라스크를 지속적으로 흔들어 줍니다. 그렇지 않으면 예상치 못한 성분 혼합으로 인해 격렬한 반응이 일어나 마개가 배출되고 플라스크가 파손될 수 있습니다.
파라핀과 같은 수소가 풍부한 유기 화합물을 황(파라핀 1부 대 황 1부, 300°C)과 함께 가열하면 황화수소의 균일한 흐름이 얻어집니다.
황화수소수를 얻기 위해 황화수소를 증류수(또는 끓인 물)에 통과시킵니다. 약 3부피의 황화수소 가스가 1부피의 물에 용해됩니다. 공기 중에 방치하면 황화수소수는 점차 흐려집니다. (왜?).
황화수소는 강력한 환원제입니다. 할로겐을 할로겐화수소로, 황산을 이산화황과 황으로 환원합니다.
황화수소는 유독합니다. 공기 중 최대 허용 농도는 0.01mg/l입니다. 낮은 농도에서도 황화수소는 눈과 호흡기를 자극하고 두통을 유발합니다. 0.5 mg/l 이상의 농도는 생명을 위협합니다. 농도가 높을수록 신경계가 영향을 받습니다. 황화수소를 흡입하면 심장 및 호흡 정지가 발생할 수 있습니다. 때로는 동굴이나 하수구 우물에 황화수소가 쌓이는 경우도 있는데, 거기에 갇힌 사람은 즉시 의식을 잃고 사망하기도 합니다.
동시에 황화수소 목욕은 인체에 치유 효과가 있습니다.

3a. 황화수소와 과산화수소의 반응.

과산화수소 용액이 황화수소수 또는 황화나트륨 용액에 미치는 영향을 연구합니다.
실험 결과를 바탕으로 반응식을 작성하시오. 반응의 EMF를 계산하고 반응 가능성에 대한 결론을 도출하십시오.

3b. 황화수소와 황산의 반응.

황화수소수(또는 황화나트륨 용액) 2~3ml를 넣은 시험관에 진한 황산을 한 방울씩 붓는다. (주의하여!)탁도가 나타날 때까지. 이 물질은 무엇입니까? 이 반응에서 어떤 다른 생성물이 생성될 수 있습니까?
반응 방정식을 작성합니다. 전극 전위를 사용하여 반응의 EMF를 계산합니다.

4. 이산화황 및 아황산염 이온.

이산화황, 이산화황은 제대로 정제되지 않은 휘발유를 사용할 때 자동차 엔진과 황 함유 석탄, 이탄 또는 연료유가 연소되는 용광로에서 배출되는 가장 중요한 대기 오염 물질입니다. 매년 석탄과 석유의 연소로 인해 수백만 톤의 이산화황이 대기 중으로 방출됩니다.
이산화황은 화산 가스에서 자연적으로 발생합니다. 이산화황은 대기 산소에 의해 삼산화황으로 산화되어 물 (증기)을 흡수하여 황산으로 변합니다. 떨어지는 산성비는 건물의 시멘트 부분, 건축 기념물, 돌로 조각한 조각품을 파괴합니다. 산성비는 식물의 성장을 늦추고 심지어 죽음에 이르게 하며 수역의 살아있는 유기체를 죽입니다. 이러한 비는 물에 잘 녹지 않는 인 비료를 경작지에서 씻어내는데, 이것이 수역으로 방출되면 조류가 급속히 증식하고 연못과 강의 급속한 늪으로 이어집니다.
이산화황은 자극적인 냄새가 나는 무색의 기체이다. 이산화황을 확보하고 초안으로 작업해야 합니다.

배출관과 적하 깔대기가 달린 마개로 막힌 플라스크에 아황산나트륨 5~10g을 넣으면 이산화황을 얻을 수 있습니다. 진한 황산 10ml를 적하 깔대기에서 (극도로 주의!)아황산나트륨 결정 위에 한 방울씩 붓습니다. 결정질 아황산나트륨 대신 포화 용액을 사용할 수 있습니다.
이산화황은 구리 금속과 황산의 반응에 의해서도 생성될 수 있습니다. 가스 배출관과 적하 깔대기를 갖춘 마개를 갖춘 둥근 바닥 플라스크에 구리 부스러기 또는 철사 조각을 넣고 적하 깔대기에서 약간의 황산을 붓는다(10g당 농황산 약 6ml를 취한다). 구리). 반응을 시작하려면 플라스크를 약간 따뜻하게 하십시오. 그런 다음 산을 한 방울씩 추가합니다. 전자를 받아들이고 잃는 방정식과 전체 방정식을 쓰십시오.
이산화황의 특성은 가스를 시약 용액에 통과시키거나 수용액(아황산) 형태로 통과시켜 연구할 수 있습니다. 아황산나트륨 Na 2 SO 3 및 아황산칼륨 K 2 SO 3의 산성화 용액을 사용하는 경우에도 동일한 결과가 얻어집니다. 최대 40부피의 이산화황이 1부피의 물에 용해됩니다(~6% 용액이 얻어집니다).
이산화황은 독성이 있습니다. 가벼운 중독의 경우 기침이 시작되고 콧물이 흐르며 눈물이 나고 현기증이 시작됩니다. 복용량을 늘리면 호흡 정지가 발생합니다.

4a. 아황산과 과산화수소의 상호 작용.

아황산과 과산화수소의 반응 생성물을 예측합니다. 경험을 통해 가정을 테스트해 보세요.
아황산 2~3ml에 같은 양의 3% 과산화수소 용액을 첨가합니다. 예상되는 반응 생성물의 형성을 어떻게 증명할 수 있나요?
아황산나트륨의 산성화 및 알칼리성 용액으로 동일한 실험을 반복하십시오.
반응 방정식을 작성하고 공정의 EMF를 계산하십시오.
필요한 전극 전위를 선택하십시오.

4b. 이산화황과 황화수소의 반응.

이 반응은 기체 SO 2 와 H 2 S 사이에서 일어나며 황을 생성하는 역할을 합니다. 두 대기오염물질이 서로를 파괴한다는 점에서 그 반응도 흥미롭다. 이 반응은 황화수소 용액과 이산화황 용액 사이에서 발생합니까? 경험을 바탕으로 이 질문에 답해 보세요.
용액에서 반응이 일어날 수 있는지 확인하려면 전극 전위를 선택하십시오.

반응 가능성에 대한 열역학적 계산을 수행해 보십시오. 기체 물질 간의 반응 가능성을 결정하는 물질의 열역학적 특성은 다음과 같습니다.

기체 상태 또는 용액 상태의 물질 중 어떤 상태에서 반응이 더 선호됩니까?

화학적 특성

물리적 특성

정상적인 조건에서 황화수소는 썩은 달걀 특유의 강한 냄새가 나는 무색의 가스입니다. 티 pl = -86°C, 티 kip = -60 °C, 물에 난용성, 20 °C에서 2.58 ml의 H 2 S가 물 100g에 용해됩니다. 매우 독성이 강하며 흡입하면 마비를 유발하여 치명적일 수 있습니다. 자연에서는 화산 가스의 일부로 방출되며 식물과 동물 유기체가 부패하는 동안 형성됩니다. 물에 잘 녹으며 용해되면 약한 황화수소산을 형성합니다.

수용액에서 황화수소는 약한 이염기산의 특성을 갖습니다.

H 2 S = HS - + H + ;

HS - = S 2- + H + .

황화수소는 공기 중에서 연소됩니다. 푸른 불꽃. 제한된 공기 접근으로 인해 유리 황이 형성됩니다.

2H 2 S + O 2 = 2H 2 O + 2S.

과도한 공기 공급으로 인해 황화수소가 연소되면 산화황(IV)이 형성됩니다.

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

황화수소는 환원 특성을 가지고 있습니다. 조건에 따라 황화수소는 수용액에서 황, 이산화황 및 황산으로 산화될 수 있습니다.

예를 들어 브롬수를 탈색합니다.

H2S + Br2 = 2HBr + S.

염소수와 상호작용:

H 2 S + 4Cl 2 + 4H 2 O = H 2 SO 4 + 8HCl.

반응에는 많은 열 방출이 수반되기 때문에 이산화납을 사용하여 황화수소 흐름을 점화할 수 있습니다.

3PbO 2 + 4H 2 S = 3PbS + SO 2 + 4H 2 O.

황화수소와 이산화황의 상호 작용 야금 및 황산 생산의 폐가스에서 황을 얻는 데 사용됩니다.

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

화산 과정 중 천연 황의 형성은 이 과정과 관련이 있습니다.

이산화황과 황화수소를 알칼리 용액에 동시에 통과시키면 티오황산염이 형성됩니다.

4SO 2 + 2H 2 S + 6NaOH = 3Na 2 S 2 O 3 + 5H 2 O.

묽은 염산과 황화철(II)의 반응

FeS + 2HCl = FeCl 2 + H 2 S

찬물과 황화알루미늄의 반응

Al 2 S 3 + 6H 2 O = 2Al(OH) 3 + 3H 2 S

요소로부터 직접 합성 수소가 용융된 황 위로 통과할 때 발생합니다.

H 2 + S = H 2 S.

파라핀과 황의 혼합물을 가열합니다.

1.9. 황화수소산 및 그 염

황화수소산은 약산의 모든 특성을 가지고 있습니다. 금속, 금속 산화물, 염기와 반응합니다.

이염기산으로서 두 가지 유형의 염을 형성합니다. 황화물 및 황화수소 . 황화물은 물에 잘 녹고, 알칼리 및 알칼리 토금속의 황화물도 잘 녹으며, 중금속의 황화물은 사실상 불용성입니다.

알칼리 및 알칼리 토금속의 황화물은 착색되지 않으며 나머지는 구리 (II), 니켈 및 납의 황화물-검정색, 카드뮴, 인듐, 주석-노란색, 안티몬-주황색과 같은 특징적인 색상을 갖습니다.

이온성 알칼리 금속 황화물 M 2 S는 각 황 원자가 8개의 금속 원자로 구성된 입방체로 둘러싸여 있고 각 금속 원자가 4개의 황 원자로 구성된 사면체로 둘러싸인 형석형 구조를 가지고 있습니다. MS형 황화물은 알칼리 토금속의 특징이며 염화나트륨형 구조를 가지며, 각 금속과 황 원자는 다른 유형의 원자 팔면체로 둘러싸여 있습니다. 금속-황 결합의 공유 성질이 증가함에 따라 더 낮은 배위수를 갖는 구조가 실현됩니다.

비철금속의 황화물은 자연에서 광물과 광석으로 발견되며 금속 생산의 원료로 사용됩니다.

화학 교사

계속. 보다 2005년 22월호; 1, 2, 3, 5, 6, 8, 9, 11, 13, 15, 16, 18, 22/2006;
3, 4, 7, 10, 11, 21/2007;
2, 7, 11, 18, 19, 21/2008;
1, 3, 10/2009

30과

10학년(1년차)

유황 및 그 화합물

1. D.I. Mendeleev 표의 원자 구조 위치.

2. 이름의 유래.

3. 물리적 특성.

4. 화학적 성질.

5. 자연 속에 있는 것.

6. 기본 획득 방법.

7. 가장 중요한 황 화합물(황화수소, 황화수소산 및 그 염, 이산화황, 아황산 및 그 염, 삼산화황, 황산 및 그 염).

주기율표에서 황은 VI족(칼코겐 하위그룹)의 주요 하위그룹에 속합니다. 황의 전자식 1 에스 2 2에스 2 피 6 3에스 2 피 4, 이 아르 자형-요소. 황은 상태에 따라 II, IV 또는 VI 원자가를 나타낼 수 있습니다.

남: 1 에스 2 2에스 2 2피 6 3에스 2 3피 4 3디 0(원자 II),

S*: 1 에스 2 2에스 2 2피 6 3에스 2 3피 3 3디 1(가 IV),

S**: 1 에스 2 2에스 2 2피 6 3에스 1 3피 3 3디 2(가 VI).

황의 특징적인 산화 상태는 –2, +2, +4, +6입니다(연결된 –S–S– 결합을 포함하는 이황화물(예: FeS 2)에서 황의 산화 상태는 –1입니다). 화합물에서는 전기음성도가 더 높은 원소를 포함하는 음이온의 일부입니다. 예를 들어 양이온의 일부입니다.

황 – 전기음성도가 높은 원소로 비금속(산성) 특성을 나타냅니다. 여기에는 질량수가 32, 33, 34, 36인 4개의 안정 동위원소가 있습니다. 천연 황은 95%가 32S 동위원소로 구성되어 있습니다.

유황의 러시아 이름은 산스크리트어 단어에서 유래되었습니다. 시라– 연한 노란색, 천연 유황의 색. 라틴어 이름 황"인화성 분말"로 번역됩니다. 1

물리적 구조

유황은 세 가지를 형성합니다. 동소체 변형: 마름모꼴(-황), 단사정계의(-황) 및 플라스틱, 또는 고무 같은. 사방정계 황은 정상적인 조건에서 가장 안정적이며, 단사정계 황은 95.5°C 이상에서 안정적입니다. 이러한 동소체 변형은 모두 크라운 형태로 공간에 위치한 S 8 조성의 분자로 구성된 분자 결정 격자를 가지고 있습니다. 원자는 단일 공유 결합으로 연결됩니다. 마름모꼴 황과 단사정 황의 차이점은 분자가 결정 격자에 다르게 포장되어 있다는 것입니다.

마름모꼴 또는 단사정계 황을 끓는점(444.6°C)까지 가열하고 생성된 액체를 찬물에 부으면 고무와 유사한 특성을 갖는 플라스틱 황이 형성됩니다. 플라스틱 유황은 긴 지그재그 사슬로 구성됩니다. 이 동소체 변형은 불안정하며 자발적으로 결정 형태 중 하나로 변형됩니다.

마름모꼴 황은 노란색 결정질 고체입니다. 물에 용해되지 않고 젖지 않지만 많은 유기 용매(이황화탄소, 벤젠 등)에 잘 용해됩니다. 황은 전기 전도성과 열 전도성이 매우 낮습니다. 사방정계 황의 녹는점은 +112.8 °C이고, 온도 95.5 °C에서 사방정계 황은 단사정계가 됩니다.

화학적 특성

화학적 성질의 측면에서 황은 전형적인 활성 비금속입니다. 반응에서는 산화제이자 환원제가 될 수 있습니다.

금속 (+):

2Na + S = Na 2 S,

2Al + 3SAl2S3,

비금속(+/–)*:

2P + 3S P 2 S 3 ,

S + Cl 2 = SCl 2,

S + 3F 2 = SF 6,

S + N 2 반응이 일어나지 않습니다.

H2O(-). 유황은 물에 젖지 않습니다.

염기성 산화물(-).

산성 산화물(-).

베이스(+/-):

S + Cu(OH) 2 반응이 일어나지 않습니다.

산(산화제가 아님) (-).

산화성 산(+):

S + 2H 2 SO 4 (농축) = 3SO 2 + 2H 2 O,

S + 2HNO 3 (희석) = H 2 SO 4 + 2NO,

S + 6HNO 3 (농축) = H 2 SO 4 + 6NO 2 + 2H 2 O.

자연에서 황은 자연 상태와 화합물의 형태로 발생하며, 그 중 가장 중요한 것은 철 또는 황 황철석(FeS 2), 아연 혼합물(ZnS), 납 광택(PbS), 석고라고도 알려진 황철석입니다. (CaSO 4 2H 2 O), Glauber 소금(Na 2 SO 4 10H 2 O), 쓴 소금(MgSO 4 7H 2 O). 또한 유황은 석탄, 석유 및 다양한 생물체(아미노산의 일부)의 일부입니다. 인체에서는 유황이 모발에 집중되어 있습니다.

실험실 조건에서는 산화환원 반응(ORR)을 사용하여 황을 얻을 수 있습니다. 예를 들면 다음과 같습니다.

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

2H 2 S + O 2 2S + 2H 2 O.

중요한 황 화합물

황화수소 (H 2 S)는 질식하고 썩은 계란의 불쾌한 냄새가 나는 무색 가스이며 독성이 있습니다 (혈액의 헤모글로빈과 결합하여 황화철을 형성함). 공기보다 무겁고 물에 약간 용해됩니다(물 1 부피에 황화수소 2.5 부피). 분자의 결합은 극성 공유결합이며, sp 3-혼성화, 분자는 각진 구조를 갖습니다.

화학적으로 황화수소는 매우 활동적입니다. 열적으로 불안정합니다. 산소 분위기나 공기 중에서 쉽게 연소됩니다. 할로겐, 이산화황 또는 염화철(III)에 의해 쉽게 산화됩니다. 가열되면 일부 금속 및 산화물과 상호 작용하여 황화물을 형성합니다.

2H 2 S + O 2 2S + 2H 2 O,

2H 2 S + 3O 2 2SO 2 + 2H 2 O,

H2S + Br2 = 2HBr + S,

2H2S + SO23S + 2H2O,

2FeCl3 + H2S = 2FeCl2 + S + 2HCl,

H 2 S + Zn ZnS + H 2 ,

H 2 S + CaO CaS + H 2 O.

실험실 조건에서 황화수소는 황화철 또는 황화아연을 강한 무기산으로 처리하거나 황화알루미늄의 비가역적 가수분해를 통해 얻습니다.

ZnS + 2HCl = ZnCl 2 + H 2 S,

Al 2 SO 3 + 6HOH 2Al(OH) 3 + 3H 2 S.

물 속의 황화수소 용액 – 황화수소수, 또는 황화수소산 . 약한 전해질은 실제로 두 번째 단계에서 해리되지 않습니다. 이염기산이 두 가지 유형의 염을 형성하는 방법 - 황화물 및 황화수소:

예를 들어 Na 2 S – 황화나트륨, NaHS – 황화나트륨.

황화수소산은 산의 일반적인 특성을 모두 나타냅니다. 또한 황화수소, 황화수소산 및 그 염은 강력한 환원력을 나타냅니다. 예를 들어:

H2S + Zn = ZnS + H2,

H2S + CuO = CuS + H2O,

황화물 이온에 대한 정성 반응수용성 납염과의 상호작용입니다. 이 경우 황화 납의 검은 침전물이 침전됩니다.

Pb 2+ + S 2– -> PbS,

Pb(NO 3) 2 + Na 2 S = PbS + 2NaNO 3.

황산(IV) 산화물 그래서 2 - 이산화황, 이산화황 - 자극적인 냄새가 나는 무색의 유독한 가스. 산성 산화물. 분자의 결합은 극성 공유결합이며, sp 2 - 혼성화. 공기보다 무겁고 물에 잘 녹으며(물 1 부피에서 최대 80 부피의 SO 2) 용해 시 형성됩니다. 아황산 , 솔루션에만 존재:

H 2 O + SO 2 H 2 SO 3 .

산-염기 특성의 측면에서 이산화황은 전형적인 산성 산화물의 특성을 나타내며, 아황산은 또한 산의 모든 일반적인 특성을 나타냅니다.

SO 2 + CaO CaSO 3,

H2SO3 + Zn = ZnSO3 + H2,

H 2 SO 3 + CaO = CaSO 3 + H 2 O.

산화환원 특성의 측면에서 이산화황, 아황산 및 아황산염은 산화환원 이중성을 나타낼 수 있습니다(환원 특성이 우세함). 더 강한 환원제를 사용하면 황(IV) 화합물이 산화제로 작용합니다.

더 강한 산화제를 사용하면 환원 특성을 나타냅니다.

안에 산업이산화황이 얻어집니다 :

유황을 태울 때:

황철석 및 기타 황화물의 로스팅:

4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2,

2ZnS + 3O2 2ZnO + 2SO 2 .

에게 실험실 방법영수증에는 다음이 포함됩니다:

아황산염에 대한 강산의 영향:

Na 2 SO 3 + 2HCl = 2NaCl + SO 2 + H 2 O;

진한 황산과 중금속의 상호 작용:

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

아황산염 이온에 대한 정성 반응– “요오드수”의 변색 또는 강한 무기산의 작용:

Na 2 SO 3 + I 2 + 2NaOH = 2NaI + Na 2 SO 4 + H 2 O,

Ca 2 SO 3 + 2HCl = CaCl 2 + H 2 O + SO 2.

황산(VI) 산화물 그래서 3 – 삼산화황 또는 무수황산 , 17 ° C 미만의 온도에서 흰색 결정 덩어리로 변하는 무색 액체입니다. 유해한. 중합체 형태로 존재하며(단량체 분자는 기체상에만 존재함), 분자 내 결합은 극성 공유결합이며, sp 2 - 혼성화. 흡습성, 열적으로 불안정함. 강한 엑소 효과로 물과 반응합니다. 무수 황산과 반응하여 형성 발연 황산. 이산화황의 산화에 의해 형성됨:

SO3 + H2O = H2SO4 + 큐,

N N SO3.

산-염기 특성에 따르면 이는 전형적인 산성 산화물입니다.

SO3 + H2O = H2SO4,

SO3 + CaO = CaSO4,

산화환원 특성 측면에서 이는 강력한 산화제 역할을 하며 일반적으로 SO 2 또는 아황산염으로 환원됩니다.

순수한 형태로는 실용적인 가치가 없으며 황산 생산의 중간 생성물입니다.

황산 – 색과 냄새가 없는 무거운 유성 액체. 물에 잘 용해됩니다(외부 효과가 뛰어남). 흡습성이 있고 유독하며 심한 피부 화상을 유발합니다. 강한 전해질이다. 황산은 두 가지 유형의 염을 형성합니다. 황산염그리고 하이드로설페이트, 이는 염의 모든 일반적인 특성을 나타냅니다. 활성 금속의 황산염은 열적으로 안정적이며 다른 금속의 황산염은 약간의 가열에도 분해됩니다.

Na2SO4는 분해되지 않으며,

ZnSO4ZnO + SO3,

4FeSO42Fe2O3+4SO2+O2,

Ag 2 SO 4 2Ag + SO 2 + O 2,

HgSO4Hg + SO2 + O2.

황산의 질량 분율이 70% 미만인 용액은 일반적으로 희석된 것으로 간주됩니다. 70% 이상 – 집중; 무수 황산의 SO 3 용액을 올레움이라고 합니다(올레움의 삼산화황 농도는 65%에 도달할 수 있음).

희석됨황산은 강산의 모든 특성을 나타냅니다.

H 2 SO 4 2H + + SO 4 2– ,

H2SO4 + Zn = ZnSO4 + H2,

H 2 SO 4 (희석) + Cu 반응이 일어나지 않으며,

H2SO4 + CaO = CaSO4 + H2O,

CaCO3 + H2SO4 = CaSO4 + H2O + CO2.

집중된황산은 특히 가열될 때 강력한 산화제입니다. 이는 많은 금속, 비금속 및 일부 유기 물질을 산화시킵니다. 철, 금 및 백금족 금속은 진한 황산의 영향으로 산화되지 않습니다. 그러나 철은 질량 분율이 70%인 중간 농도의 황산에서 가열하면 잘 용해됩니다. 진한 황산이 다른 금속과 반응하면 황산염과 황산 환원 생성물이 형성됩니다.

2H 2 SO 4 (농축) + Cu = CuSO 4 + SO 2 + 2H 2 O,

5H 2 SO 4 (농축) + 8Na = 4Na 2 SO 4 + H 2 S + 4H 2 O,

H 2 SO 4 (농도)는 Fe, Al을 부동태화합니다.

비금속과 상호 작용할 때 진한 황산은 SO 2로 감소됩니다.

5H 2 SO 4 (농축) + 2P = 2H 3 PO 4 + 5SO 2 + 2H 2 O,

2H 2 SO 4 (농축) + C = 2H 2 O + CO 2 + 2SO 2.

영수증 연락방법황산 세 단계로 구성됩니다:

1) 황철석 발사:

4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2;

2) 촉매 존재 하에서 SO 2 를 SO 3 로 산화 – 산화바나듐:

3) 황산에 SO3를 용해시켜 올레움을 얻는다:

SO3 + H2O = H2SO4 + 큐,

N SO 3 + H 2 SO 4 (농축) = H 2 SO 4 N SO3.

황산이온에 대한 정성반응– 바륨 양이온과 상호작용하여 흰색 침전물인 BaSO 4 가 침전됩니다.

Ba 2+ + SO 4 2– -> BaSO 4,

BaCl 2 + Na 2 SO 4 = BaSO 4 + 2NaCl.

"황 및 그 화합물"주제에 대한 테스트

1. 황과 산소는 다음과 같습니다.

a) 좋은 전기 전도체

b) 칼코겐의 하위 그룹에 속합니다.

c) 물에 잘 녹는다.

d) 동소체 변형이 있습니다.

2. 황산과 구리의 반응 결과 다음을 얻을 수 있습니다.

a) 수소; b) 황;

c) 이산화황; d) 황화수소.

3. 황화수소는 다음과 같습니다.

a) 유독가스

b) 강한 산화제;

c) 전형적인 환원제;

d) 황의 동소체 중 하나.

4. 무수황산의 산소 질량 분율(%)은 다음과 같습니다.

가) 50 b) 60; 다) 40; 디) 94.

5. 황산(IV) 산화물은 무수물입니다.

a) 황산;

b) 아황산;

c) 황화수소산;

d) 티오황산.

6. 하소 후 칼륨 하이드로설파이트의 질량은 몇 퍼센트만큼 감소합니까?

c) 칼륨 하이드로설파이트는 열적으로 안정하다;

7. 이산화황이 무수황산으로 산화되는 직접적인 반응으로 평형을 이동할 수 있습니다.

a) 촉매를 사용하는 단계;

b) 압력 증가;

c) 압력 감소;

d) 황산화물(VI)의 농도를 감소시키는 것.

8. 황산 용액을 준비할 때 다음을 수행해야 합니다.

a) 산을 물에 붓는다.

b) 물을 산에 붓는다.

c) 주입 순서는 중요하지 않습니다.

d) 황산은 물에 용해되지 않습니다.

9. 용액 내 염의 질량 분율을 두 배로 늘리려면 8% 황산나트륨 용액(밀도 1.07g/ml) 100ml에 황산나트륨 10수화물의 질량(g)을 첨가해야 합니까?

가) 100; b) 1.07; 다) 30.5; d) 22.4.

10. 정성 분석에서 아황산염 이온을 결정하려면 다음을 사용할 수 있습니다.

a) 납 양이온;

b) "요오드수";

c) 과망간산칼륨 용액;

d) 강한 무기산.

테스트의 핵심


비,디	V	에이, 씨	비	비	G	비,디	ㅏ	V	비,디

황 및 그 화합물에 관한 작업 및 연습

변화의 사슬

1. 황 -> 황화철(II) -> 황화수소 -> 이산화황 -> 삼산화황 > 황산 > 산화황(IV).

3. 황산 -> 이산화황 -> 황 -> 이산화황 -> 삼산화황 -> 황산.

4. 이산화황 -> 아황산나트륨 -> 하이드로설파이트나트륨 -> 아황산나트륨 -> 황산나트륨.

5. 황철석 -> 이산화황 -> 무수황 -> 황산 -> 산화황(IV) -> 아황산칼륨 -> 무수황.

6. 황철석 > 이산화황 -> 아황산나트륨 -> 황산나트륨 -> 황산바륨 -> 황화바륨.

7. 황화나트륨 -> A -> B -> C -> D -> 황산바륨(모든 물질에는 황이 포함되어 있으며 첫 번째, 두 번째 및 네 번째 반응은 ORR입니다.)

레벨 A

1. 6.5리터의 황화수소를 5g의 수산화나트륨을 함유한 용액에 통과시켰다. 결과 용액의 구성을 결정하십시오.

답변. 7g NaHS, 5.61g H2S.

2. 용액 내 물질의 질량 분율을 두 배로 늘리려면 8% 황산나트륨 용액(용액의 밀도는 1.07g/ml) 100ml에 Glauber 염의 질량을 얼마만큼 첨가해야 합니까?

답변. 30.5g Na2SO410H2O.

3. 12% 황산 용액 40g에 무수 황산 4g을 첨가하였다. 결과 용액에서 물질의 질량 분율을 계산하십시오.

답변. 22% H2SO4.

4. 황화철(II)과 황철석의 혼합물(무게 20.8g)을 장기간 소성하여 6.72리터의 기체 생성물(o.s.)을 형성했습니다. 소성 중에 형성된 고체 잔류물의 질량을 결정하십시오.

답변. Fe2O3 16g.

5. 구리, 탄소 및 산화철(III)이 4:2:1의 성분 몰비로 혼합되어 있습니다(나열된 순서대로). 가열할 때 이러한 혼합물 2.2g을 완전히 용해하려면 96% 황산(밀도 1.84g/ml)의 부피가 얼마입니까?

답변. H 2 SO 4 용액 4.16ml.

6. 3.12g의 알칼리 금속 하이드로설파이트를 산화시키기 위해서는 중크롬산나트륨과 황산의 몰농도가 각각 0.2mol/l와 0.5mol/l인 용액 50ml를 첨가해야 했습니다. 반응 후 용액을 증발시키면 얻어지는 잔류물의 조성과 질량을 구하라.

답변. 황산 크롬(3.92g)과 나트륨(3.55g)의 혼합물 7.47g.

레벨 B

(올레움에 대한 문제)

1. 30% 올레움을 얻으려면 91% 황산 용액 100g에 삼산화황의 질량을 얼마만큼 녹여야 합니까?

해결책

문제에 따르면:

중(H2SO4) = 100 0.91 = 91g,

중(H2O) = 100 0.09 = 9g,

(H2O) = 9/18 = 0.5 몰.

추가된 SO3의 일부( 중 1) H 2 O와 반응합니다.

H2O + SO3 = H2SO4.

반응 방정식에 따르면:

(SO 3) = (H 2 O) = 0.5 몰.

중 1(SO3) = 0.5 80 = 40g.

두 번째 부분 SO 3 ( 중 2) 발연황 농도를 만드는 데 사용됩니다. 올레움의 질량 분율을 표현해 보겠습니다.

중 2(SO3) = 60g.

삼산화황의 총 질량:

중(SO3) = 중 1(SO3) + 중 2(SO3) = 40 + 60 = 100g.

답변. SO 100g 3.

2. 91% 황산 용액(밀도 1.82g/cm3) 54.95ml에 용해하여 12.5% 올레움을 얻을 수 있는 양의 황(VI) 산화물을 얻으려면 황철석의 질량을 얼마만큼 취해야 합니까? 황산 무수물의 수율은 75%로 간주됩니다.

답변. FeS 2 60g.

3. 34.5g의 올레움을 중화하기 위해 40% 수산화칼륨 용액(밀도 1.41g/ml) 74.5ml를 소비합니다. 이 올레움에 있는 황산 1몰당 무수황산은 몇 몰입니까?

답변. 0.5몰 SO3.

4. 82% 황산용액 300g에 산화황(VI)을 첨가하면 삼산화황의 질량분율이 10%인 발연황을 얻는다. 사용된 무수황화물의 질량을 구하십시오.

답변. SO300g 3.

5. 황산수용액 720g에 삼산화황 400g을 첨가하여 질량분율 7.14%의 발연황을 얻었다. 원래 용액에서 황산의 질량 분율을 구하십시오.

답변. 90% H2SO4.

6. 이 용액에 삼산화황 100g을 첨가하면 삼산화황 20%를 함유하는 올레움이 생성된다면 64% 황산 용액의 질량을 구하십시오.

답변. H 2 SO 4 용액 44.4g.

7. 20% 올레움 1kg을 얻으려면 몇 질량의 삼산화황과 91% 황산 용액을 혼합해야 합니까?

답변. 428.6g SO 3 및 571.4g H 2 SO 4 용액.

8. 20% 삼산화황을 함유한 올레움 400g에 91% 황산 용액 100g을 첨가하였다. 결과 용액에서 황산의 질량 분율을 구하십시오.

답변. 올레움 내 92% H 2 SO 4.

9. 20% 올레움 200g과 10% 황산 용액 200g을 혼합하여 얻은 용액에서 황산의 질량 분율을 구하십시오.

답변. 57.25% H2SO4.

10. 80% 황산 용액을 얻으려면 10% 올레움 400g에 50% 황산 용액의 질량을 얼마나 첨가해야 합니까?

답변. 50% H 2 SO 4 용액 296.67g.

답변. 114.83g 올레움.

질적 과제

1. 강한 특유의 냄새를 지닌 무색의 기체 A는 촉매 존재 하에서 산소에 의해 산화되어 휘발성 액체인 화합물 B로 전환됩니다. 물질 B는 생석회와 결합하여 염 C를 형성합니다. 물질을 식별하고 반응식을 작성하십시오.

답변. 물질: A – SO 2, B – SO 3, C – CaSO 4.

2. 염 A의 용액을 가열하면 침전 B가 형성되고, 염 A의 용액에 알칼리가 작용하면 동일한 침전이 형성되고, 염 A에 산이 작용하면 기체 C가 방출되어 과망간산칼륨 용액이 변색된다. . 물질을 식별하고 반응식을 작성합니다.

답변. 물질: A – Ca(HSO 3) 2, B – CaSO 3, C – SO 2.

3. A 기체를 진한 황산으로 산화시키면 단순 물질 B, 복합 물질 C, 물이 생성됩니다. 물질 A와 C의 용액은 서로 반응하여 물질 B의 침전물을 형성합니다. 물질을 식별하고 반응식을 작성하십시오.

답변. 물질: A – H 2 S, B – S, C – SO 2.

4. 상온에서 액체인 두 산화물 A와 B를 결합하는 반응에서 물질 C가 형성되고, 그 농축 용액은 자당을 탄화시킵니다. 물질을 식별하고 반응식을 작성합니다.

답변. 물질: A – SO 3, B – H 2 O, C – H 2 SO 4.

5. 황화철(II), 황화알루미늄, 수산화바륨 및 염화수소 수용액을 원하는 대로 사용할 수 있습니다. ORR을 사용하지 않고 이 물질로부터 7가지 다른 염을 얻습니다.

답변. 염: AlCl 3, BaS, FeCl 2, BaCl 2, Ba(OH)Cl, Al(OH)Cl 2, Al(OH) 2 Cl.

6. 진한 황산이 브롬화물에 작용하면 이산화황이 방출되고 요오드화물에 작용하면 황화수소가 방출됩니다. 반응 방정식을 작성합니다. 이 경우 제품 특성의 차이를 설명하십시오.

답변. 반응 방정식:

2H 2 SO 4 (농축) + 2NaBr = SO 2 + Br 2 + Na 2 SO 4 + 2H 2 O,

5H 2 SO 4 (농도) + 8NaI = H 2 S + 4I 2 + 4Na 2 SO 4 + 4H 2 O.

1 참조: 리딘 R.A."일반 및 무기 화학 수첩". M.: 교육, 1997.

* +/- 기호는 이 반응이 모든 시약이나 특정 조건에서 발생하지 않는다는 것을 의미합니다.

계속됩니다

OSZAYTSEV

화학 서적

중등교사의 경우,
교육대학 학생 및 9~10학년 학생,
화학과 자연과학에 전념하기로 결정한 사람

교과서 과제 실험실 읽기를 위한 실용 과학 이야기

계속. 4–14, 16–28, 30–34, 37–44, 47, 48/2002 참조;
1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23,
24, 25-26, 27-28, 29, 30, 31, 32, 35, 36, 37, 39, 41, 42, 43, 44 , 46, 47/2003;
1, 2, 3, 4, 5, 7, 11, 13, 14, 16, 17, 20, 22, 24/2004

§ 8.1. 산화 환원 반응

실험실 연구
(계속)

2. 오존은 산화제입니다.

오존은 자연과 인간에게 가장 중요한 물질입니다.

오존은 고도 10~50km에서 지구 주위에 오존권을 생성하며, 고도 20~25km에서 최대 오존 함량을 갖습니다. 대기의 상층부에 있는 오존은 인간, 동물, 식물에 해로운 영향을 미치는 대부분의 태양 자외선이 지구 표면에 도달하는 것을 허용하지 않습니다. 최근 몇 년 동안 오존 함량이 크게 감소한 소위 오존 구멍이 있는 오존권 영역이 발견되었습니다. 이전에 오존 구멍이 형성되었는지 여부는 알려져 있지 않습니다. 발생 이유도 불분명합니다. 냉장고와 향수 캔의 염소 함유 프레온은 태양의 자외선에 영향을 받아 염소 원자를 방출하고, 이는 오존과 반응하여 대기 상층부의 농도를 감소시키는 것으로 추정됩니다. 과학자들은 대기 중 오존 구멍의 위험에 대해 극도로 우려하고 있습니다.
대기의 하층부에서는 제대로 조정되지 않은 자동차 엔진에서 방출되는 대기 산소와 질소 산화물 사이의 일련의 순차적 반응과 고압 전력선에서 방전되는 결과로 오존이 형성됩니다. 오존은 호흡에 매우 해롭습니다. 기관지와 폐 조직을 파괴합니다. 오존은 독성이 매우 높습니다(일산화탄소보다 더 강력함). 공기 중 최대 허용 농도는 10~5%입니다.
따라서 대기 상층과 하층의 오존은 인간과 동물계에 반대되는 영향을 미칩니다.
오존은 염소와 함께 물을 처리하여 유기 불순물을 분해하고 박테리아를 죽이는 데 사용됩니다. 그러나 물의 염소화와 오존화는 모두 장점과 단점이 있습니다. 물이 염소화되면 박테리아는 거의 완전히 파괴되지만 건강에 해로운 (암 발병 촉진) 발암 성 유기 물질 (다이옥신 및 유사한 화합물)이 형성됩니다. 물을 오존화하면 이러한 물질이 생성되지 않으나 오존이 모든 세균을 죽이지는 못하며, 시간이 지나면 남아있는 살아있는 세균이 풍부하게 증식하여 죽은 세균의 잔해를 흡수하여 물은 더욱 세균총으로 오염되게 된다. 따라서 식수의 오존처리는 빨리 사용할 때 가장 잘 사용됩니다. 수영장 물의 오존처리는 물이 오존발생기를 통해 지속적으로 순환할 때 매우 효과적입니다. 오존은 공기 정화에도 사용됩니다. 분해로 인해 유해한 생성물을 남기지 않는 환경 친화적인 산화제 중 하나입니다.
오존은 금과 백금족 금속을 제외한 거의 모든 금속을 산화시킵니다.

오존은 오존 발생기의 내부 용기와 외부 용기의 벽 사이에서 발생하는 조용한 전기 방전(빛이나 스파크 없이)으로 기체 산소에 작용하여 가장 흔히 얻습니다. 가장 간단한 오존발생기는 마개가 달린 유리관으로 쉽게 만들 수 있습니다. 그림을 통해 이를 수행하는 방법을 이해할 수 있습니다. 8.4. 내부 전극은 금속 막대(긴 못)이고, 외부 전극은 와이어 나선형입니다. 수족관 공기 펌프 또는 스프레이 병의 고무 전구를 사용하여 공기를 불어 낼 수 있습니다. 그림에서. 8.4 내부 전극은 유리관( 왜 그렇게 생각하세요?), 그러나 그것 없이도 오존 발생기를 조립할 수 있습니다. 고무 플러그는 오존에 의해 빠르게 부식됩니다.

저전압 소스(배터리 또는 12V 정류기)에 대한 연결을 지속적으로 열어 자동차 점화 시스템의 유도 코일에서 고전압을 얻는 것이 편리합니다.
오존 생산량은 몇 퍼센트입니다.

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

3. 황화수소 및 황화물 이온의 환원 특성.

황화수소는 일반적으로 Kipp 장치에서 25% 황산(1:4 희석) 또는 20% 염산(1:1 희석)을 황화철에 1~2cm 크기의 조각 형태로 반응시켜 생성됩니다.

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

마개가 달린 적하 깔대기와 배출관을 통과시키는 마개가 있는 플라스크에 결정성 황화나트륨을 넣으면 소량의 황화수소를 얻을 수 있습니다. 깔대기에서 5~10% 염산을 천천히 붓는다 (왜 유황이 아닌가?), 미반응 산이 국부적으로 축적되는 것을 방지하기 위해 플라스크를 지속적으로 흔들어 줍니다. 그렇지 않으면 예상치 못한 성분 혼합으로 인해 격렬한 반응이 일어나 마개가 배출되고 플라스크가 파손될 수 있습니다.
파라핀과 같은 수소가 풍부한 유기 화합물을 황(파라핀 1부 대 황 1부, 300°C)과 함께 가열하면 황화수소의 균일한 흐름이 얻어집니다.
황화수소수를 얻기 위해 황화수소를 증류수(또는 끓인 물)에 통과시킵니다. 약 3부피의 황화수소 가스가 1부피의 물에 용해됩니다. 공기 중에 방치하면 황화수소수는 점차 흐려집니다. (왜?).
황화수소는 강력한 환원제입니다. 할로겐을 할로겐화수소로, 황산을 이산화황과 황으로 환원합니다.
황화수소는 유독합니다. 공기 중 최대 허용 농도는 0.01mg/l입니다. 낮은 농도에서도 황화수소는 눈과 호흡기를 자극하고 두통을 유발합니다. 0.5 mg/l 이상의 농도는 생명을 위협합니다. 농도가 높을수록 신경계가 영향을 받습니다. 황화수소를 흡입하면 심장 및 호흡 정지가 발생할 수 있습니다. 때로는 동굴이나 하수구 우물에 황화수소가 쌓이는 경우도 있는데, 거기에 갇힌 사람은 즉시 의식을 잃고 사망하기도 합니다.
동시에 황화수소 목욕은 인체에 치유 효과가 있습니다.

3a. 황화수소와 과산화수소의 반응.

3b. 황화수소와 황산의 반응.

4. 이산화황 및 아황산염 이온.

이산화황, 이산화황은 제대로 정제되지 않은 휘발유를 사용할 때 자동차 엔진과 황 함유 석탄, 이탄 또는 연료유가 연소되는 용광로에서 배출되는 가장 중요한 대기 오염 물질입니다. 매년 석탄과 석유의 연소로 인해 수백만 톤의 이산화황이 대기 중으로 방출됩니다.
이산화황은 화산 가스에서 자연적으로 발생합니다. 이산화황은 대기 산소에 의해 삼산화황으로 산화되어 물 (증기)을 흡수하여 황산으로 변합니다. 떨어지는 산성비는 건물의 시멘트 부분, 건축 기념물, 돌로 조각한 조각품을 파괴합니다. 산성비는 식물의 성장을 늦추고 심지어 죽음에 이르게 하며 수역의 살아있는 유기체를 죽입니다. 이러한 비는 물에 잘 녹지 않는 인 비료를 경작지에서 씻어내는데, 이것이 수역으로 방출되면 조류가 급속히 증식하고 연못과 강의 급속한 늪으로 이어집니다.
이산화황은 자극적인 냄새가 나는 무색의 기체이다. 이산화황을 확보하고 초안으로 작업해야 합니다.

4a. 아황산과 과산화수소의 상호 작용.

4b. 이산화황과 황화수소의 반응.

반응 가능성에 대한 열역학적 계산을 수행해 보십시오. 기체 물질 간의 반응 가능성을 결정하는 물질의 열역학적 특성은 다음과 같습니다.

기체 상태 또는 용액 상태의 물질 중 어떤 상태에서 반응이 더 선호됩니까?

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