Compostos de enxofre. Os estados de oxidação do enxofre em compostos. Fórmulas de compostos de enxofre

2024 Autor: Angel Austin | [email protected]. Última modificação: 2023-12-17 05:39

O subgrupo dos calcogênios inclui o enxofre - este é o segundo dos elementos que podem formar um grande número de depósitos de minério. Sulfatos, sulfetos, óxidos e outros compostos de enxofre são muito difundidos, importantes na indústria e na natureza. Portanto, neste artigo vamos considerar o que são, o que é o próprio enxofre, sua substância simples.

Enxofre e suas características

Este elemento tem a seguinte posição na Tabela Periódica.

1. Sexto grupo, subgrupo principal.
2. Terceiro período pequeno.
3. massa atômica - 32, 064.
4. Número ordinal - 16, o mesmo número de prótons e elétrons, nêutrons também 16.
5. Refere-se a elementos não metálicos.
6. Nas fórmulas é lido como "es", o nome do elemento enxofre, enxofre latino.

Existem quatro isótopos estáveis na natureza com números de massa 32, 33, 34 e 36. Este elemento é o sexto mais abundante na natureza. Refere-se a elementos biogênicos, pois faz parte de importantesmoléculas.

Estrutura eletrônica do átomo

Os compostos de enxofre devem sua diversidade às peculiaridades da estrutura eletrônica do átomo. É expresso pela seguinte fórmula de configuração: 1s²2s²2p⁶3s ² 3p⁴.

A ordem dada reflete apenas o estado estacionário do elemento. No entanto, sabe-se que, se energia adicional for transmitida a um átomo, os elétrons podem ser desemparelhados nos subníveis 3p e 3s, seguidos por outra transição para 3d, que permanece livre. Como resultado, não apenas a valência do átomo muda, mas também todos os possíveis estados de oxidação. Seu número está aumentando significativamente, assim como o número de várias substâncias com a participação do enxofre.

Estados de oxidação do enxofre em compostos

Existem várias variantes principais deste indicador. Para enxofre é:

• -2;
• +2;
• +4;
• +6.

Destes, S⁺² é o mais raro, o resto está espalhado por toda parte. A atividade química e a capacidade oxidante de toda a substância dependem do grau de oxidação do enxofre nos compostos. Assim, por exemplo, compostos com -2 são sulfetos. Neles, o elemento que estamos considerando é um agente oxidante típico.

Quanto maior o valor do estado de oxidação no composto, mais pronunciada será a capacidade oxidante da substância. Isso é fácil de verificar se lembrarmos dos dois principais ácidos que o enxofre forma:

• H₂SO₃ - sulfuroso;
• H₂SO₄ - sulfúrico.

Sabe-se queeste último é um composto muito mais estável e forte, com uma capacidade oxidante muito forte em alta concentração.

Substância simples

Como uma substância simples, o enxofre é um belo cristal amarelo de forma uniforme, regular e alongada. Embora esta seja apenas uma de suas formas, pois existem duas principais modificações alotrópicas dessa substância. O primeiro, monoclínico ou rômbico, é um corpo cristalino amarelo que não se dissolve em água, mas apenas em solventes orgânicos. Difere em fragilidade e uma bela forma da estrutura apresentada na forma de uma coroa. Ponto de fusão - cerca de 110⁰C.

Se você não perder o momento intermediário ao aquecer tal modificação, poderá detectar outro estado no tempo - enxofre plástico. É uma solução viscosa marrom-borrachada, que, após aquecimento ou resfriamento rápido, novamente se transforma em uma forma rômbica.

Se falamos de enxofre quimicamente puro obtido por filtração repetida, então é um pequeno cristal amarelo brilhante, frágil e completamente insolúvel em água. Capaz de inflamar em contato com a umidade e oxigênio no ar. Diferem em atividade química bastante alta.

Estar na natureza

Na natureza existem depósitos naturais dos quais são extraídos compostos de enxofre e o próprio enxofre como substância simples. Além disso, elacontém:

• em minerais, minérios e rochas;
• no corpo de animais, plantas e humanos, pois faz parte de muitas moléculas orgânicas;
• em gás natural, petróleo e carvão;
• em xisto betuminoso e águas naturais.

Alguns dos minerais mais ricos em enxofre podem ser nomeados:

• cinábrio;
• pirita;
• esfalerita;
• antimonite;
• galena e outros.

A maior parte do enxofre produzido hoje vai para a produção de sulfato. Outra parte é utilizada para fins médicos, agricultura, processos industriais para produção de substâncias.

Propriedades físicas

Eles podem ser descritos com vários pontos.

1. Insolúvel em água, solúvel em dissulfeto de carbono ou terebintina.
2. Com atrito prolongado, acumula carga negativa.
3. Ponto de fusão é 110 ⁰C.
4. Ponto de Ebulição 190 ⁰C.
5. Quando atinge 300 ⁰C se transforma em líquido, facilmente móvel.
6. Substância pura pode inflamar espontaneamente propriedades combustíveis são muito boas.
7. Por si só, praticamente não tem cheiro, porém, compostos de hidrogênio sulfuroso emitem um cheiro forte de ovo podre. Assim como alguns representantes binários gasosos.

As propriedades físicas da substância em questão são conhecidas pelas pessoas desde a antiguidade. É por sua combustibilidade que o enxofre recebeu esse nome. Nas guerras, foram utilizados fumos asfixiantes e venenosos, que se formam durante a combustão deste composto, comoarmas contra os inimigos. Além disso, os ácidos contendo enxofre também sempre tiveram grande importância industrial.

Propriedades Químicas

Tema: "Enxofre e seus compostos" no curso de química da escola não tem uma aula, mas várias. Afinal, são muitos. Isto é devido à atividade química desta substância. Ele pode exibir propriedades oxidantes com agentes redutores mais fortes (metais, boro e outros) e propriedades redutoras com a maioria dos não metais.

No entanto, apesar de tal atividade, apenas a interação com o flúor ocorre em condições normais. Todos os outros requerem aquecimento. Existem várias categorias de substâncias com as quais o enxofre pode interagir:

• metais;
• não-metais;
• alcalino;
• ácidos oxidantes fortes - sulfúrico e nítrico.

Compostos de enxofre: variedades

Sua diversidade será explicada pelo valor desigual do estado de oxidação do elemento principal - enxofre. Assim, podemos distinguir vários tipos principais de substâncias nesta base:

• compostos com estado de oxidação -2;
• +4;
• +6.

Se considerarmos as classes, e não o índice de valência, então este elemento forma moléculas como:

• ácidos;
• óxidos;
• compostos de enxofre de hidrogênio;
• sal;
• compostos binários com não metais (dissulfeto de carbono, cloretos);
• matéria orgânica.

Agora vamos ver os principais e dar exemplos.

Substâncias com estado de oxidação -2

Compostos de enxofre 2 são suas conformações com metais, assim como com:

• carbono;
• hidrogênio;
• fósforo;
• silicone;
• arsênico;
• boro.

Nesses casos, atua como agente oxidante, pois todos os elementos listados são mais eletropositivos. Vamos dar uma olhada em alguns dos mais importantes.

1. Dissulfeto de carbono - CS₂. Líquido transparente com um agradável aroma característico de éter. É tóxico, inflamável e explosivo. É usado como solvente para a maioria dos tipos de óleos, gorduras, não metais, nitrato de prata, resinas e borrachas. Também é uma parte importante na produção de seda artificial - viscose. Na indústria, é sintetizado em grandes quantidades.
2. sulfeto de hidrogênio ou sulfeto de hidrogênio - H₂S. Um gás incolor com um sabor doce. O cheiro é forte, extremamente desagradável, lembrando um ovo podre. Venenoso, deprime o centro respiratório, pois se liga aos íons de cobre. Portanto, quando envenenados por eles, ocorrem asfixia e morte. Amplamente utilizado na medicina, síntese orgânica, produção de ácido sulfúrico e como matéria-prima energeticamente eficiente.
3. Os sulfetos metálicos são amplamente utilizados na medicina, na produção de sulfato, na produção de tintas, na fabricação de fósforos e outros locais. A fórmula geral é Me_xS_y.

Compostos com estado de oxidação +4

Compostos de enxofre 4 -é predominantemente um óxido e seus sais correspondentes e um ácido. Todos eles são compostos bastante comuns que têm um certo valor na indústria. Eles também podem atuar como agentes oxidantes, mas mais frequentemente exibem propriedades redutoras.

As fórmulas para compostos de enxofre com um estado de oxidação de +4 são as seguintes:

• óxido - dióxido de enxofre SO₂;
• ácido - sulfuroso H₂SO₃;
• sais tem a fórmula geral Me_x(SO₃)_y.

Um dos mais comuns é o dióxido de enxofre, ou anidrido. É uma substância incolor com cheiro de fósforo queimado. Formado em grandes aglomerados durante as erupções vulcânicas, é fácil de identificar pelo olfato neste momento.

Dissolve-se em água com formação de ácido de fácil decomposição - sulfuroso. Ele se comporta como um óxido ácido típico, forma sais, que incluem SO₃^2- como um íon sulfito. Este anidrido é o principal gás que afeta a poluição da atmosfera circundante. Isso é o que causa a chuva ácida. Na indústria, é utilizado na produção de sulfato.

Compostos em que o enxofre tem um estado de oxidação de +6

Estes incluem, em primeiro lugar, anidrido sulfúrico e ácido sulfúrico com seus sais:

• sulfatos;
• hidrosulfatos.

Como o átomo de enxofre neles está no mais alto grau de oxidação, as propriedades desses compostos são bastante compreensíveis. São oxidantes fortes.

Óxido de enxofre (VI) - anidrido sulfúrico - é umlíquido incolor volátil. Uma característica é uma forte capacidade de absorção de umidade. Fuma ao ar livre. Quando dissolvido em água, dá um dos ácidos minerais mais fortes - sulfúrico. Sua solução concentrada é um líquido pesado oleoso levemente amarelado. Se o anidrido for dissolvido em ácido sulfúrico, será obtido um composto especial chamado oleum. É usado industrialmente na produção de ácido.

Entre sais - sulfatos - compostos como:

• gesso CaSO₄ 2H₂O;
• barita BaSO₄;
• mirabilite;
• sulfato de chumbo e outros.

Eles são usados na construção, síntese química, medicina, fabricação de instrumentos ópticos e vidros, e até mesmo na indústria alimentícia.

Hidrosulfatos são amplamente utilizados na metalurgia, onde são usados como fundente. E também ajudam a converter muitos óxidos complexos em formas de sulfato solúveis, que são usadas nas indústrias correspondentes.

O estudo do enxofre no curso de química da escola

Qual é o melhor momento para os alunos aprenderem o que é enxofre, quais são suas propriedades, o que é um composto de enxofre? O 9º ano é o melhor período. Este não é o começo, quando tudo é novo e incompreensível para as crianças. Este é o meio termo no estudo da ciência química, quando as bases estabelecidas anteriormente ajudarão a entender completamente o tópico. Portanto, é a segunda metade do ano de graduação que é destinada à consideração dessas questões.aula. Ao mesmo tempo, todo o tópico é dividido em vários blocos, nos quais há uma lição separada "Compostos de enxofre. Grau 9".

Isto é devido à sua abundância. A questão da produção industrial de ácido sulfúrico também é considerada separadamente. Em geral, uma média de 3 horas é alocada para este tópico.

Mas os compostos orgânicos de enxofre são levados para estudo apenas na 10ª série, quando as questões orgânicas são consideradas. Eles também são afetados em biologia no ensino médio. Afinal, o enxofre faz parte de moléculas orgânicas como:

• tioálcoois (tióis);
• proteínas (estrutura terciária na qual as pontes dissulfeto se formam);
• tioaldeídos;
• tiofenóis;
• tioéteres;
• ácidos sulfônicos;
• sulfóxidos e outros.

São classificados como um grupo especial de compostos organossulfurados. Eles são importantes não apenas nos processos biológicos dos seres vivos, mas também na indústria. Por exemplo, os ácidos sulfônicos são a base de muitos medicamentos (aspirina, sulfanilamida ou estreptocida).

Além disso, o enxofre é um componente constante de compostos como alguns:

• aminoácidos;
• enzimas;
• vitaminas;
• hormônios.