а) синтез SO 2из серы, сульфидных руд, сероводорода и сульфатных руд:
S + O 2(воздух) = SO 2 (280–360 °C)
4FeS 2+ 11O 2(воздух) = 8 SO 2+ 2Fe 2O 3 (800 °C, обжиг)
2H 2S + 3O 2(изб.) = 2 SO 2+ 2Н 2O (250–300 °C)
CaSO 4+ С (кокс) = СаО + SO 2+ СО (1300–1500 °C)
б) конверсия SO 2в SO 3в контактном аппарате:
в) синтез концентрированной и безводной серной кислоты:
Н 2O (разб. H 2SO 4) + SO 3= H 2SO 4(конц., безводн.)
(поглощение SO 3чистой водой с получением H 2SO 4не проводится из-за сильного разогревания смеси и обратного разложения H 2SO 4, см. выше);
г) синтез олеума– смеси безводной H 2SO 4, дисерной кислоты H 2S 2O 7и избыточного SO 3. Растворенный SO 3гарантирует безводность олеума (при попадании воды тут же образуется H 2SO 4), что позволяет безопасно перевозить его в стальных цистернах.
Сульфат натрияNa 2SO 4.Оксосоль. Белый, гигроскопичный. Плавится и кипит без разложения. Образует кристаллогидрат (минерал мирабилит),легко теряющий воду; техническое название глауберова соль.Хорошо растворим в воде, не гидролизуется. Реагирует с H 2SO 4(конц.), SO 3. Восстанавливается водородом, коксом при нагревании. Вступает в реакции ионного обмена.
Применяется в производстве стекла, целлюлозы и минеральных красок, как лекарственное средство. Содержится в рапе соляных озер, в частности в заливе Кара-Богаз-Гол Каспийского моря.
Уравнения важнейших реакций:
Гидросульфат калияKHSO 4.Кислая оксосоль. Белый, гигроскопичный, но кристаллогидратов не образует. При нагревании плавится и разлагается. Хорошо растворим в воде, в растворе анион подвергается диссоциации, среда раствора сильнокислотная. Нейтрализуется щелочами.
Применяется как компонент флюсов в металлургии, составная часть минеральных удобрений.
Уравнения важнейших реакций:
2KHSO 4= K 2SO 4+ H 2SO 4 (до 240 °C)
2KHSO 4= K 2S 2O 7+ Н 2O (320–340 °C)
KHSO 4(разб.) + КОН (конц.) = K 2SO 4+ Н 2O KHSO 4+ КCl = K 2SO 4+ НCl (450–700 °C)
6KHSO 4+ М 2O 3= 2KM(SO 4) 2+ 2K 2SO 4+ 3H 2O (350–500 °C, M = Al, Cr)
Получение: обработка сульфата калия концентрированной (более чем 6O%-ной) серной кислотой на холоду:
K 2SO 4+ H 2SO 4(конц.) = 2 KHSO 4
Сульфат кальцияCaSO 4.Оксосоль. Белый, весьма гигроскопичный, тугоплавкий, при прокаливании разлагается. Природный CaSO 4встречается в виде очень распространенного минерала гипсCaSO 42Н 2O. При 130 °C гипс теряет часть воды и переходит в жжёный (штукатурный) гипс2CaSO 4 • Н 2O (техническое название алебастр).Полностью обезвоженный (200 °C) гипс отвечает минералу ангидритCaSO 4. Малорастворим в воде (0,206 г/100 г Н 2O при 20 °C), растворимость уменьшается при нагревании. Реагирует с H 2SO 4(конц.). Восстанавливается коксом при сплавлении. Определяет большую часть «постоянной» жесткости пресной воды (подробнее см. 9.2).
Уравнения важнейших реакций: 100–128 °C
Применяется как сырье в производстве SO 2, H 2SO 4и (NH 4) 2SO 4, как флюс в металлургии, наполнитель бумаги. Приготовленный из жженого гипса вяжущий строительный раствор «схватывается» быстрее, чем смесь на основе Са(ОН) 2. Затвердевание обеспечивается связыванием воды, образованием гипса в виде каменной массы. Используется жженый гипс для изготовления гипсовых слепков, архитектурно-декоративных форм и изделий, перегородочных плит и панелей, каменных полов.
Сульфат алюминия-калияKAl(SO 4) 2.Двойная оксосоль. Белый, гигроскопичный. При сильном нагревании разлагается. Образует кристаллогидрат — алюжокалиевые квасцы.Умеренно растворим в воде, гидролизуется по катиону алюминия. Реагирует со щелочами, гидратом аммиака.
Применяется как протрава при крашении тканей, дубитель кож, коагулянт при очистке пресной воды, компонент составов для проклеивания бумаги, наружное кровоостанавливающее средство в медицине и косметологии. Образуется при совместной кристаллизации сульфатов алюминия и калия.
Уравнения важнейших реакций:
Сульфат хрома(III) – калия KCr(SO 4) 2.Двойная оксосоль. Красный (гидрат темно-фиолетовый, техническое название хрожокалиевые квасцы).При нагревании разлагается без плавления. Хорошо растворим в воде (серо-синяя окраска раствора отвечает аквакомплексу [Cr(Н 2O) 6] 3+), гидролизуется по катиону хрома(III). Реагирует со щелочами, гидратом аммиака. Слабый окислитель и восстановитель. Вступает в реакции ионного обмена.
Качественные реакциина ион Cr 3+– восстановление до Cr 2+или окисление до желтого CrO 4 2-.
Применяется как дубитель кож, протрава при крашении тканей, реактив в фотографии. Образуется при совместной кристаллизации сульфатов хрома(III) и калия. Уравнения важнейших реакций:
Сульфат марганца (II)MnSO 4.Оксосоль. Белый, при прокаливании плавится и разлагается. Кристаллогидрат MnSO 45Н 2O – красно-розовый, техническое название марганцевый купорос.Хорошо растворим в воде, светло-розовая (почти бесцветная) окраска раствора отвечает аквакомплексу [Mn(Н 2O) 6] 2+; гидролизуется по катиону. Реагирует со щелочами, гидратом аммиака. Слабый восстановитель, реагирует с типичными (сильными) окислителями.
Качественные реакциина ион Mn 2+– конмутация с ионом MnO 4и исчезновение фиолетовой окраски последнего, окисление Mn 2+до MnO 4и появление фиолетовой окраски.
Применяется для получения Mn, MnO 2и других соединений марганца, как микроудобрение и аналитический реагент.
Уравнения важнейших реакций:
