Лабораторная работа № 12. Диагностика сульфитов и арсенитов.
Сульфиты.
Соли сернистой кислоты называют сульфитами. Известны кислые сульфиты – гидросульфиты и средние сульфиты. Гидросульфиты за исключением известных в кристаллическом состоянии MHSO3 (M = Na, К, Rb, Cs) устойчивы лишь в растворах.
Сульфиты могут быть выделены в свободном состоянии. Ион SO32– имеет форму пирамиды с атомом S в вершине. Хорошо растворимы лишь сульфиты щелочных металлов.
Соли сернистой кислоты образуются по реакциям:
SO2 + NaOH ® NaHSO3
2SO2 + Na2CO3 + Н2O ® 2NaHSO3 + CO2
NaHSO3 + NaOH ® Na2SO3 + H2O
Для SO2 и сульфитов характерны восстановительные свойства (при комнатной температуре окисление в растворах происходит быстрее, чем в газовой фазе):
SO2 + Сl2 ® SO2Cl2 (сульфурилхлорид)
NaHSO3 + Cl2+H2O ® NaHSO4 + 2HCl
Na2SO3 + H2O2 ® Na2SO4 + H2O
Поскольку в H2SO3 сера имеет промежуточную степень окислении +4, возможны также процессы восстановления H2SO3 и ее солей. Например, легко протекает реакция:
H2SO3 + 2H2S ® 3S¯ +3Н2O
Эту реакцию иногда используют для получения серы. При нагревании сульфиты диспропорционируют:
4Na2SO3 Na2S + 3Na2SO4
Гидросульфиты при слабом нагревании превращаются в дисульфиты, или пиросульфиты (соли дисернистй кислоты H2S2O5):
2NaHSO3 ® Na2S2O5 + H2O
При растворении дисульфитов в воде происходит обратная реакция.
При восстановлении сульфитов в кислом растворе цинком образуются соли дитионистой кислоты H2S2O4:
2NaHSO3 + Zn + H2SO3 ® Na2S2O4 + ZnSO3 + 2Н2O
Из полученного раствора может быть выделен дитионит натрия Na2S2O4. Это один из наиболее сильных восстановителей. Раствор Na2S2O4 активно поглощает кислород. При окислении дитионита образуются сульфит или сульфат.
|
|
Известно несколько модификаций SO3 (a, b-, g-, d-формы).
Разнообразие форм триоксида серы связано со способностью молекул SO3 полимеризоваться благодаря образованию донорно-акцепторных связей; здесь проявляется аналогия в свойствах SiO2, Р4O10, SO3, отличающихся от CO2 и N2O5.
Находящиеся в газовой фазе молекулы SO3 имеют треугольное строение, ÐOSO = 120°, d(S-O) = 141 пм. При переходе в жидкое и кристаллическое состояния образуются циклический тример и зигзагообразные цепи
Рис.49. молекулы SO3 в кристалич. состоянии
Из молекул тримера в основном состоит a-форма SO3. Структурной основой других кристаллических форм SO3 являются зигзагообразные цепи, изолированные друг от друга у b-SO3, соединенные в плоские сетки у g-SO3 или в пространственные структуры у d-SO3. Окружение серы кислородом в полимерах SO3 тетраэдрическое. Полимерные структуры SO3 легко переходят друг в друга, и твердый SO3 обычно состоит из смеси различных форм, относительное содержание которых зависит от условий получения образца.
При нагревании выше 600° С SO3 разлагается:
2SO3 2SO2 + O2
Триоксид серы бурно реагирует с водой, образуя серную кислоту H2SO4 – важнейший химический продукт.
|
|
Растворы гидросульфитов Са(НSO3)2, NaHSO3 и NH4HSO3 применяют в целлюлозной промышленности для извлечения из древесины лигнина, после чего остается чистая целлюлоза. Дитионит натрия Na2S2O4·2H2O служит восстановителем при кубовом крашении тканей; Na2SO4 используют для получения стекла; SOCl2, SO2Cl2, HSO3Cl применяют во многих органических синтезах.
Тиосульфат натрия Na2S2O3 применяют как фиксаж в фотографии, он удаляет с негатива не восстановленный проявителем AgBr, переводя его в растворимый комплекс:
AgBr + 2Na2S2O3 ® Na3[Ag(S2O3)2] + NaBr
Классификация сульфитов:
Этот класс представлен всего двумя группами минералов.
1. группа шотландита.
Шотландит Pb[SO3]
2. группа гравелиаита
Гравелиаит Mn [SO3]·3(H2O)
Ганнебачит 2Ca [SO3]·(H2O)
Оршаллит Ca3 [SO3]2SO4·12(H2O)
Группа шотландита. Характерным представителем является – шотландит
Шотландит Pb[SO3], найденный в месторождении Лёдхиллс в Шотландии в пустотках по выщелоченному бариту, где он выделяется в виде друз из клиновидных светло-желтых кристалликов длиной до 1 мм с твердостью 2. Блеск минерала алмазный; ассоциируется с ланаркитом. Отмечается принадлежность шотландита к наиболее поздним гипергенным минералам.
|
|
Арсениты.
Арсениты – соли ортомышьяковистой кислоты H3AsO3. Имеют радикал [AsO3].
Ортомышьяковистая кислота в отличие от фосфористой H3РO3 не содержит связи Аs-Н и имеет строение As(OH)3. Мышьяковистые кислоты и их соли – арсениты – являются сильными восстановителями: HAsO2 +I2 + 2Н2O ® H3АsO4 + 2HI.
В данном классе известны следующие группы минераов:
Простые:
- группа рейнерита
- группа нанлингита
Сложные:
- группа финнеманита
- группа зимбабвеита
- группа кафарсита
- группа лазаренкоита
- группа карибибита
- группа фетиасита
- группа магнуссонит а
- группа лейтита
- группа полмурита
Наиболее изученными являются - рейнерит и лейтит. Оба обнаружены в глубоких горизонтах гипергенной зоны в Цумебе (Намибия).
Группа рейнерита.
Рейнерит Zn3[AsO3]2
Название. В честь химика из Намибии Рейнера.
Цвет. Голубой, лазоревый, цвет морской волны.
Блеск. Стеклянный, в мелких щётках - алмазный.
Прозрачность. Полупрозрачен.
Твердость. 6
Плотность. 4,28
Сингония. Ромбическая.
Форма кристаллов. кристаллизуется в форме призматических кристаллов.
Спайность. Совершенная.
Минеральные агрегаты. Корки, розетки, щетки.
Сопутствующие минералы. Борнит, халькозин, лудлокит.
|
|
Практическое значение. Поисковый признак в зонах окисления.
Происхождение. Зоны гипергенеза полиметаллических месторождений.
Месторождения. Цумеб (Намибия), США, Япония и др.
Лейтит ZnAs2O4 характеризуется гибкими, мягкими (твердость 1) пластинчатыми кристаллами, окраска которых меняется от почти бесцветной до буроватой.
Группа карибибита.
Карибибит Fe2As4(O,OH)9
Название. Назван по месторождению в Намибии.
Цвет. Коричный, канареечно-желтый. Блеск. Алмазный. Твердость. 3. Плотность. 4,07
Прозрачность. Непрозрачен, просвечивает желиым.
Сингония. Ромбическая. Форма кристаллов. Игольчатые, волокнистые кристаллы.
Минеральные агрегаты. Пучки и волокнистые массы.
Сопутствующие минералы. Лёллингит и др.
Происхождение. Зона выщелачивания сульфидных месторождений.
Месторождения. Карибиба (Намибия).
Дата добавления: 2018-05-12; просмотров: 288; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!