Помощничек
Главная | Обратная связь


Археология
Архитектура
Астрономия
Аудит
Биология
Ботаника
Бухгалтерский учёт
Войное дело
Генетика
География
Геология
Дизайн
Искусство
История
Кино
Кулинария
Культура
Литература
Математика
Медицина
Металлургия
Мифология
Музыка
Психология
Религия
Спорт
Строительство
Техника
Транспорт
Туризм
Усадьба
Физика
Фотография
Химия
Экология
Электричество
Электроника
Энергетика

Аллотропия кислорода и серы



Гомогенный катализ

Примером гомогенного катализа является разложение пероксида водорода в присутствии ионов йода. Реакция протекает в две стадии:

H2О2 + I → H2О + IO

H2О2 + IO → H2О + О2 + I

При гомогенном катализе действие катализатора связано с тем, что он вступает во взаимодействие с реагирующими веществами с образованием промежуточных соединений, это приводит к снижению энергии активации.

Гетерогенный катализ

При гетерогенном катализе ускорение процесса обычно происходит на поверхности твердого тела — катализатора, поэтому активность катализатора зависит от величины и свойств его поверхности. На практике катализатор обычно наносят на твердый пористый носитель.

Механизм гетерогенного катализа сложнее, чем у гомогенного. Механизм гетерогенного катализа включает пять стадий, причем все они обратимы.

1. Диффузия реагирующих веществ к поверхности твердого вещества

2. Физическая адсорбция на активных центрах поверхности твердого вещества реагирующих молекул и затем хемосорбция их

3. Химическая реакция между реагирующими молекулами

4. Десорбция продуктов с поверхности катализатора

5. Диффузия продукта с поверхности катализатора в общий поток

Примером гетерогенного катализа является окисление SO2 в SO3 на катализаторе V2O5 при производстве серной кислоты (контактный метод).

Автокатализ— катализ химической реакции одним из её продуктов или исходных веществ. Одним из наиболее широко известных примеров автокатализа является окисление щавелевой кислоты перманганатом калия:

2MnO4− + 5C2O42− + 16H+ = 2Mn2+ + 10CO2 + 8H2O

Катализатором этой реакции являются ионы Mn2+. При комнатной температуре эта реакция вначале протекает медленно, но по мере накопления в растворе продукта-катализатора, она ускоряется.

Примеры каталитических реакций:

серная кислота получается из сернистого газа, воды и кислорода воздуха при помощи окислов азота:

2SO2 + N2O3 + О 2 + Н 2O = 2(SO3 H)(NO)O и

2(SO3 H)(NO)O + Н 2O = 2H2SO4 + N2O3

кислород образуется при действии хлора на едкую щелочь в присутствии окиси кобальта:

2NaHO + Cl2 + 2СOО = 2NaC + H 2O + CO2O3 и

СO 2O3 = 2СOО + О

2. Простые вещества- как металлы, так и неметаллы- вступают в реакцию с кислородом, в результате получаются оксиды, а реакции называются реакциями окисления. Реакции соединения кислорода и озона с простыми веществами называются реакциями окисления, а сами кислород и озон называются окислителями. В результате этого взаимодействия образуются оксиды При комнатной температуре обладает малой химической активностью из-за прочной двойной связи в молекулах. Сильный окислитель при нагревании, реагирует с большинством металлов и неметаллов Вызывает ржавление (медленное окисление) железа

O2 + 2Mg = 2MgO

O2 + S = SO2

Кислород проявляет только окислительные свойства, а сера – и окислительные, и восстановительные. С чем это связано? Оказывается, в реакциях с простыми веществами-металлами сера принимает электроны (S0 + 2e ), а в реакциях с активными неметаллами (О2, F2, Cl2, Br2) отдает свои электроны (S0 – 4e и S0 – 6e ).

Нахождение в природе

Кислород — самый распространённый на Земле элемент, на его долю (в составе различных соединений, главным образом силикатов) приходится около 47,4 % массы твёрдой земной коры. Морские и пресные воды содержат огромное количество связанного кислорода — 88,8 % (по массе), в атмосфере содержание свободного кислорода составляет 20,95 % по объёму и 23,12 % по массе. Более 1500 соединений земной коры в своём составе содержат кислород.

Кислород входит в состав многих органических веществ и присутствует во всех живых клетках. По числу атомов в живых клетках он составляет около 25 %, по массовой доле — около 65 %.

Способы получения

Промышленный способ (перегонка жидкого воздуха).

Лабораторный способ (разложение некоторых кислородосодержащих веществ)

2KMnO4 –t°® K2MnO4 + MnO2 + O2

2KClO3 –t°;MnO2® 2KCl + 3O2

2H2O2 –MnO2® 2H2O + O2

Важнейшие природные соединения серы: FeS2 — железный колчедан или пирит, ZnS — цинковая обманка или сфалерит (вюрцит), PbS — свинцовый блеск или галенит, HgS — киноварь, Sb2S3 — антимонит. Кроме того, сера присутствует в нефти, природном угле, природных газах и сланцах. Сера — шестой элемент по содержанию в природных водах, встречается в основном в виде сульфат-иона и обуславливает «постоянную» жёсткость пресной воды. Жизненно важный элемент для высших организмов, составная часть многих белков, концентрируется в волосах.

Получение

Промышленный метод - выплавление из руды с помощью водяного пара

Неполное окисление сероводорода (при недостатке кислорода).

2H2S + O2 ® 2S + 2H2O

Реакция Вакенродера

2H2S + SO2 ® 3S + 2H2O

Сера существенно отличается от кислорода способностью образовывать устойчивые цепочки и циклы из атомов. Наиболее стабильны циклические молекулы S8, имеющие форму короны, образующие ромбическую и моноклинную серу. Это кристаллическая сера — хрупкое вещество жёлтого цвета. Кроме того, возможны молекулы с замкнутыми (S4, S6) цепями и открытыми цепями. Такой состав имеет пластическая сера, вещество коричневого цвета, которая получается при резком охлаждении расплава серы (пластическая сера уже через несколько часов становится хрупкой, приобретает жёлтый цвет и постепенно превращается в ромбическую). Формулу серы чаще всего записывают просто S, так как она, хотя и имеет молекулярную структуру, является смесью простых веществ с разными молекулами.

Аллотропия кислорода и серы.

У кислорода имеется две аллотропные модификации: кислородО2 и озон О3.Кислород превращается в озон при прохождении электрического разряда через него, например грозового разряда:

3О2 2О3

Озон более активный по сравнению с кислородом, за счёт нестойкости вещества и образовании при разложении атомарного кислорода

О3О2 +О

У серы можно выделить две разновидности: кристаллическую

и пластическую

Переход из кристаллической в пластическую происходит при нагревании до температуры кипения при последующем быстром охлаждении. Причина аллотропии кислорода - разное число атомов Причина аллотропии серы заключается в разном строении кристаллов её модификаций. Причина кроется в различных способах соединения атомов между собой.

3. К комплекснымотносят вещества, имеющие в узлах кристаллической решетки агрегаты атомов (комплексы[1]), способные к самостоятельному существованию в растворе. То есть диссоциирующие по типу слабых электролитов. Комплекс состоит из центрального атома (ц.а.), являющегося комплексообразователем, который окружен определенным числом других частиц, называемых лигандами (они обозначаются латинской буквой L).

Комплекс (т.е. центральный атом с окружающими его лигандами) иначе называют внутренней сферой. Ее заряд определяется алгебраической суммой зарядов ц.а. и координированных с ним L. В качестве лигандов чаще выступают анионы ( , , и др.) или нейтральные молекулы ( , и др.).

 

Классификация

Существует несколько классификации комплексных соединений в основу которых положены различные принципы.

По заряду комплекса

1) Катионные комплексы образованы в результате координации вокруг положительного иона нейтральных молекул (H2O, NH3 и др.).

[(Zn(NH3)4)]Cl2 — хлорид тетраамминцинка(II)

[Co(NH3)6]Cl3 — хлорид гексоамминкобальта(II)

2) Анионные комплексы: в роли комплексообразователя выступает атом с положительной степенью окисления, а лигандами являются простые или сложные анионы.

K2[BeF4] — тетрафторобериллат(II) калия

Li[AlH4] — тетрагидридоалюминат(III) лития

K3[Fe(CN)6] — гексацианоферрат(III) калия

3) Нейтральные комплексы образуются при координации молекул вокруг нейтрального атома, а так же при одновременной координации вокруг положительного иона — комплексообразователя отрицательных ионов и молекул.

[Ni(CO)4] — тетракарбонилникель

[Pt(NH3)2Cl2] — дихлородиамминплатина(II)

По числу мест занимаемых лигандами в координационной сфере

 




Поиск по сайту:

©2015-2020 studopedya.ru Все права принадлежат авторам размещенных материалов.