Химические свойства серы
В нормальных условиях химическая активность серы невелика: при нагревании сера активна, и может быть как окислителем, так и восстановителем.
1. Сера проявляет свойства окислителя (при взаимодействии с элементами, которые расположены ниже и левее в Периодической системе) и свойства восстановителя (с элементами, расположенными выше и правее). Поэтому сера реагирует с металлами и неметаллами.
1.1. При горении серы на воздухе образуется оксид серы (IV):
S + O2 → SO2
1.2. При взаимодействии серы с галогенами (со всеми, кроме йода) образуются галогениды серы:
S + Cl2 → SCl2 (S2Cl2)
S + 3F2 → SF6
1.3. При взаимодействии фосфора и углерода с серой образуются сульфиды фосфора и сероуглерод:
2P + 3S → P2S3
2P + 5S → P2S5
2S + C → CS2
1.4. При взаимодействии с металлами сера проявляет свойства окислителя, продукты реакции называют сульфидами. С щелочными металлами сера реагирует без нагревания, а с остальными металлами (кроме золота и платины) – только при нагревании.
Например, железо и ртуть реагируют с серой с образованием сульфидов железа (II) и ртути:
S + Fe → FeS
S + Hg → HgS
Еще пример: алюминий взаимодействует с серой с образованием сульфида алюминия:
3S + 2Al → Al2S3
1.5. С водородом сера взаимодействует при нагревании с образованием сероводорода
S + H2 → H2S
2. Со сложными веществами сера реагирует, также проявляя окислительные и восстановительные свойства. Сера диспропорционирует при взаимодействии с некоторыми веществами.
2.1. При взаимодействии с окислителями сера окисляется до оксида серы (IV) или до серной кислоты (если реакция протекает в растворе).
Например, азотная кислота окисляет серу до серной кислоты:
S + 6HNO3 → H2SO4 + 6NO2 + 2H2O
Серная кислота также окисляет серу. Но, поскольку S+6 не может окислить серу же до степени окисления +6, образуется оксид серы (IV):
S + 2H2SO4 → 3SO2 + 2H2O
Соединения хлора, например, бертолетова соль, также окисляют серу до +4:
3S + 2KClO3 → 3SO2 + 2KCl
Взаимодействие серы с сульфитами (при кипячении) приводит к образованию тиосульфатов:
S + Na2SO3 → Na2S2O3
2.2. При растворении в щелочах сера диспропорционирует до сульфита и сульфида.
Например, сера реагирует с гидроксидом натрия:
S + 6NaOH → Na2SO3 + 2Na2S + 3H2O
При взаимодействии с перегретым паром сера диспропорционирует:
3S + 2H2O (пар) → 2H2S + SO2
Химические свойства сероводорода
1. В водном растворе сероводород проявляет слабые кислотные свойства. Взаимодействует с сильными основаниями, образуя сульфиды и гидросульфиды:
Например, сероводород реагирует с гидроксидом натрия:
H2S + 2NaOH → Na2S + 2H2O
H2S + NaOH → NaНS + H2O
2. Сероводород H2S – очень сильный восстановитель за счет серы в степени окисления -2. При недостатке кислорода и в растворе H2S окисляется до свободной серы (раствор мутнеет):
2H2S + O2 → 2S + 2H2O
В избытке кислорода:
2H2S + 3O2 → 2SO2 + 2H2O
3. Как сильный восстановитель, сероводород легко окисляется под действием окислителей.
Например, бром и хлор окисляют сероводород до молекулярной серы:
H2S + Br2 → 2HBr + S↓
H2S + Cl2 → 2HCl + S↓
Под действием избытка хлора в водном растворе сероводород окисляется до серной кислоты:
H2S + 4Cl2 + 4H2O → H2SO4 + 8HCl
Например, азотная кислота окисляет сероводород до молекулярной серы:
H2S + 2HNO3(конц.) → S + 2NO2 + 2H2O
При кипячении сера окисляется до серной кислоты:
H2S + 8HNO3(конц.) → H2SO4 + 8NO2 + 4H2O
Прочие окислители окисляют сероводород, как правило, до молекулярной серы.
Например, оксид серы (IV) окисляет сероводород:
2H2S + SO2 → 3S + 2H2O
Соединения железа (III) также окисляют сероводород:
H2S + 2FeCl3 → 2FeCl2 + S + 2HCl
Бихроматы, хроматы и прочие окислители также окисляют сероводород до молекулярной серы:
3H2S + K2Cr2O7 + 4H2SO4 → 3S + Cr2(SO4)3 + K2SO4 + 7H2O
2H2S + 4Ag + O2 → 2Ag2S + 2H2O
Серная кислота окисляет сероводород либо до молекулярной серы:
H2S + H2SO4(конц.) → S + SO2 + 2H2O
Либо до оксида серы (IV):
H2S + 3H2SO4(конц.) → 4SO2 + 4H2O
4. Сероводород в растворе реагирует с растворимыми солями тяжелых металлов: меди, серебра, свинца, ртути, образуя черные сульфиды, нерастворимые ни в воде, ни в минеральных кислотах.
Например, сероводород реагирует в растворе с нитратом свинца (II). при этом образуется темно-коричневый (почти черный) осадок, нерастворимый ни в воде, ни в минеральных кислотах:
H2S + Pb(NO3)2 → PbS + 2HNO3
Взаимодействие с нитратом свинца в растворе – это качественная реакция на сероводород и сульфид-ионы.
