Obecná a anorganická chemie

Autorka: Tatiana Kovalčíková; 108 stran 16 x 23,4 cm, 
čtvrté, upravené vydání v roce 2014, dotisk v roce 2020. Přehledný výklad základního učiva využitelný na všech typech středních škol

Ukázka z textu:

Síra S

Výskyt

V přírodě se vyskytuje volná i vázaná. Největší naleziště elementární síry jsou v USA, Mexiku a Polsku.

Vázaná se vyskytuje ve formě sulfidů:

• CuFeS₂ - chalkopyrit;
• FeS₂ - pyrit;
• PbS - galenit;
• ZnS - sfalerit;

Ze síranů jsou významné:

• BaSO₄ - baryt;
• CaSO₄.2 H₂O - sádrovec.

Nachází se také v zemním plynu (jako H₂S) a ropě.

Vlastnosti

Síra je žlutá, křehká krystalická látka. V závislosti na vnějších podmínkách se vyskytuje v několika modifikacích:

• síra kosočtverečná je stálá do teploty 96,5 °C;
• síra jednoklonná je stálá v intervalu teplot 96,5 °C – 119 °C.

Obě modifikace jsou tvořeny molekulami S₈, v nichž jsou atomy uspořádány do kruhu. V roztavené síře při teplotě vyšší než 160 °C se molekuly S₈ štěpí a vznikají dlouhé řetězce polymerní síry S_n. Náhlým ochlazením kapalné síry vzniká plastická síra.

Síra vře při 444,5 °C a při vyšších teplotách tvoří molekuly S₈, S₆ a S₂. Ochlazením par vroucí síry se získá sirný květ.

Síra je nerozpustná ve vodě, ale dobře rozpustná v nepolárních rozpouštědlech. Po zahřátí hoří modrým plamenem za vzniku plynného SO₂:

S + O₂ --> SO₂

Síra je poměrně reaktivní prvek, s většinou kovů se po zahřátí slučuje za vzniku sulfidů.

Síra je důležitý biogenní prvek, je součástí bílkovin.

Výroba

Stále větší význam pro získávání síry má její izolace ze zemního plynu. Metoda spočívá v tom, že H₂S se nejdříve ze zemního plynu izoluje a sulfan se pak při omezeném přístupu vzduchu katalyticky oxiduje na síru.

Použití

• k výrobě kyseliny sírové a dalších sloučenin;
• jako vulkanizační přísada při výrobě kaučuku;
• při výrobě farmaceutických preparátů;
• k výrobě pesticidů.

Sloučeniny

Sulfan (sirovodík) H₂S

Je to prudce jedovatý bezbarvý plyn, zápachem připomínající zkažená vejce.

Vzniká při rozkladu bílkovin. Bývá rozpuštěný v minerálních vodách. Vzniká také jako vedlejší produkt při zpracování ropy a uhlí.

Obvykle se připravuje reakcí sulfidů kovů s kyselinami:

FeS + 2 HCl --> FeCl₂ + H₂S

Sulfan má silně redukční účinky. Na vzduchu hoří podle reakce:

2 H₂S + 3 O₂ --> 2 SO₂ + 2 H₂O

Sulfan se rozpouští ve vodě na „sulfanovou vodu“. Je to slabá dvojsytná kyselina.

Tvoří soli:

• hydrogensulfidy HS^–;
• sulfidy S^2–.

Většina sulfidů kovů (s výjimkou sulfidů Li, Na, K, Ca, Sr, Ba) je ve vodě nerozpustná, vesměs jsou charakteristicky zbarvené. Připravují se srážením z roztoků solí příslušných kovů sulfanem.

Oxid siřičitý SO₂

Bezbarvý plyn charakteristického štiplavého zápachu. Je jedovatý, dráždí dýchací cesty a ničí mikroorganismy.

Průmyslová výroba:

S + O₂ --> SO₂

Laboratorní příprava:

Na₂SO₃ + 2 HCl --> 2 NaCl + SO₂ + H₂O

Cu + 2 H₂SO_{4 (konc.)} --> CuSO₄ + SO₂ + 2 H₂O

Jako nežádoucí složka se SO₂ dostává do ovzduší spalováním uhlí a topných olejů. Podporuje korozi kovů, ničí jehličnaté lesy a jinou vegetaci, ohrožuje lidské zdraví.

Používá se k výrobě kyseliny sírové, k dezinfekci, k odbarvování látek, v chladírenství, v potravinářství jako konzervační činidlo.

Rozpuštěním oxidu siřičitého ve vodě vzniká slabá dvojsytná kyselina siřičitá H₂SO₃.

Siřičitany mají silně redukční účinky, v roztoku se snadno oxidují na sírany.

Používají se k bělení papíru, vlny a jako dezinfekční prostředek.

Oxid sírový SO₃

Existuje ve třech skupenstvích. V plynném skupenství tvoří molekuly SO₃, v kapalném a pevném tvoří trimer (SO₃)₃, příp. polymer (SO₃)_n – podle podmínek.

Vzniká reakcí:

 

2 SO2 + O2

2 SO3

 

Kyselina sírová H₂SO₄

Je bezbarvá olejovitá kapalina, téměř dvakrát těžší než voda. S vodou se mísí v libovolném poměru a při tom se uvolňuje velké množství tepla. Je to silně hygroskopická látka, která má mohutné dehydratační účinky. Organické látky se jejím působením zbavují vody (dehydratují) a uhelnatí.

Koncentrovaná kyselina působí za tepla oxidačně.

Je to silná dvojsytná kyselina, tvoří soli:

• sírany SO₄^2–;
• hydrogensírany HSO₄^–.

Většina síranů a všechny hydrogensírany jsou ve vodě dobře rozpustné.

Výroba kyseliny sírové sestává ze tří fází:

1. výroba SO₂

2. oxidace SO₂ na SO₃

3. pohlcování SO₃ ve zředěné kyselině sírové (tím se její koncentrace zvyšuje).

Dalším pohlcováním SO₃ v konc. H₂SO₄ vzniká oleum (dýmavá kyselina sírová).

Oleum s obsahem: 20 % a 60 % SO₃ – kapalina, 40 % SO₃ – pevná látka.

Kyselina sírová je základní průmyslová surovina. Používá se na výrobu:

• průmyslových hnojiv;
• barviv a pigmentů;
• syntetických vláken a polymerů;
• léčiv a solí;
• výbušnin;
• jako elektrolyt do akumulátorů;
• ...

---

Hlavní kapitoly

ÚVOD DO STUDIA CHEMIE 
STRUKTURA ATOMŮ 
ATOMOVÉ JÁDRO 
ELEKTRONOVÝ OBAL ATOMŮ 
PERIODICKÁ SOUSTAVA PRVKŮ 
NÁZVOSLOVÍ ANORGANICKÉ CHEMIE 
CHEMICKÁ VAZBA 
REAKČNÍ KINETIKA 
TERMOCHEMIE 
CHEMICKÉ ROVNOVÁHY 
CHEMICKÉ REAKCE 
CHEMICKÉ VÝPOČTY 
NEPŘECHODNÉ PRVKY 
KOVY 
PŘECHODNÉ PRVKY