LƯU HUỲNH ĐIOXIT
I. Tính chất vật lý
Lưu huỳnh đioxit ($S{{O}_{2}}$) (khí sunfurơ) là chất khí không màu, mùi hắc, nặng hơn không khí$(d=\frac{64}{29}=2,2)$. Tan nhiều trong nước, khí $S{{O}_{2}}$ độc, hít thở phải không khí có khí này sẽ gây viêm đường hô hấp.
II. Tính chất hóa học
1. Lưu huỳnh đioxit là oxit axit
$S{{O}_{2}}$ tan trong nước tạo thành dung dịch axit sunfurơ ${{H}_{2}}S{{O}_{3}}$
$S{O_2} + {H_2}O\overset {} \leftrightarrows {H_2}S{O_3}$
Axit sunfurơ là axit yếu (mạnh hơn axit sunfuhiđric và axit cacbonic) và không bền. Ngay trong dung dịch ${{H}_{2}}S{{O}_{3}}$ cũng bị phân hủy thành $S{{O}_{2}}$ và ${{H}_{2}}O$
$S{{O}_{2}}+2NaOH\to N{{a}_{2}}S{{O}_{3}}+{{H}_{2}}O$
$S{{O}_{2}}+NaOH\to NaH\text{S}{{O}_{3}}$
2. Lưu huỳnh đioxit là chất khử và là chất oxi hóa
a) Lưu huỳnh đioxit là chất khử
$\overset{+4}{\mathop{S}}\,{{O}_{2}}+\overset{0}{\mathop{B{{\text{r}}_{2}}}}\,+2{{H}_{2}}O\to 2H\overset{-1}{\mathop{B\text{r}}}\,+{{H}_{2}}\overset{+6}{\mathop{S}}\,{{O}_{4}}$
Dung dịch brom tử màu vàng nâu sang không màu
b) Lưu huỳnh đioxit là chất oxi hóa
$\overset{+4}{\mathop{S}}\,{{O}_{2}}+2{{H}_{2}}\overset{-2}{\mathop{S}}\,\to 2\overset{0}{\mathop{S}}\,\downarrow +2{{H}_{2}}O$
III. Ứng dụng và điều chế lưu huỳnh đioxit
1. Ứng dụng
- Dùng để sản xuất ${{H}_{2}}S{{O}_{4}}$ trong công nghiệp
- Làm chất tẩy trắng giấy và bột giấy, chất chống nấm mốc lương thực, thực phẩm
2. Điều chế lưu huỳnh đioxit
- Trong phòng thí nghiệm
$N{{a}_{2}}S{{O}_{3}}\,+\,{{H}_{2}}S{{O}_{4}}\to N{{a}_{2}}S{{O}_{4}}+{{H}_{2}}O+S{{O}_{2}}$
- Trong công nghiệp, $S{{O}_{2}}$ được sản xuất tử quặng pirit sắt
$4F\text{e}{{S}_{2}}+11{{\text{O}}_{2}}\xrightarrow{{{t}^{o}}}2F{{\text{e}}_{2}}{{O}_{3}}+8\text{S}{{O}_{2}}$
LƯU HUỲNH TRIOXIT
I. Tính chất
Lưu huỳnh trioxit ($S{{O}_{3}}$) là chất lỏng không màu, tan vô hạn trong nước và trong axit sunfuric
- Tác dụng với nước, tạo ra axit sunfuric
$S{{O}_{3}}+{{H}_{2}}O\to {{H}_{2}}S{{O}_{4}}$
- Tác dụng với dung dịch bazơ và oxit bazơ tạo muối sunfat
$2NaOH+S{{O}_{3}}\to N{{a}_{2}}S{{O}_{4}}+{{H}_{2}}O$
II. Ứng dụng và sản xuất
- Sản phẩm trung gian để sản xuất axit sunfuric
- Trong công nghiệp sản xuất lưu huỳnh trioxit bằng cách oxi hóa lưu huỳnh đioxit
$2{\text{S}}{O_2} + {O_2}\overset {xt,{t^o}} \leftrightarrows 2{\text{S}}{O_3}$
$ {{S}^{+4}}{{O}_{2}} $
Chất chỉ thể hiện tính oxi hóa là $ S{{O}_{3}} $ vì S trong $ S{{O}_{3}} $ có số oxi hóa là +6 chỉ có khả năng nhận e.
$ S{{O}_{2}} $ không dùng để sản xuất nước có ga.
Phản ứng điều chế $ S{{O}_{3}} $ trong công nghiệp là :
$ 2S{{O}_{2}}+{{O}_{2}}\xrightarrow{{{t}^{o},xt}}2S{{O}_{3}} $
$ S{{O}_{3}} $ là chất lỏng ở điều kiện thường
$ S{{O}_{2}}+B{{r}_{2}}+2{{H}_{2}}O\to {{H}_{2}}S{{O}_{4}}+2HB\text{r} $
$ \to $ Sản phẩm thu được là $ {{H}_{2}}S{{O}_{4}}+\text{ }HBr $
$ S{{O}_{2}}+2{{H}_{2}}S\xrightarrow{{{t}^{o}}}3S\downarrow +2{{H}_{2}}O $
$ \to $ Xuất hiện kết tủa S màu vàng nhạt $ \to $ Dung dịch bị vẩn đục màu vàng.
$ S{{O}_{2}}+B{{r}_{2}}+2{{H}_{2}}O\to {{H}_{2}}S{{O}_{4}}+2HB\text{r} $
$ \to $ dung dịch nước $ B{{r}_{2}} $ bị mất màu
Phản ứng được điều chế trong phòng thí nghiệm là $ N{{a}_{2}}S{{O}_{3}}+{{H}_{2}}S{{O}_{4}} $
$ N{{a}_{2}}S{{O}_{3}}+{{H}_{2}}S{{O}_{4}}\to N{{a}_{2}}S{{O}_{4}}+{{H}_{2}}O+S{{O}_{2}}\uparrow $
$ S{{O}_{2}} $ tác dụng với KOH thu được 2 muối là $ KH\text{S}{{O}_{3}} $ và $ {{K}_{2}}S{{O}_{3}} $
$ \begin{array}{l} S{{O}_{2}}+2K\text{O}H\to {{K}_{2}}S{{O}_{3}}+{{H}_{2}}O \\ S{{O}_{2}}+K\text{O}H\to KH\text{S}{{O}_{3}} \end{array} $
Vì NaOH dư thu được muối trung hòa
$ S{{O}_{2}}+2NaOH\to N{{a}_{2}}S{{O}_{3}}+{{H}_{2}}O $
Trong công nghiệp $ S{{O}_{2}} $ được điều chế bằng phương trình :
$ 4Fe{{S}_{2~}}+\text{ }11{{O}_{2}}~\to 2F{{e}_{2}}{{O}_{3}}+8S{{O}_{2}} $
$ S{{O}_{3}} $ có tính oxi hóa mạnh, tính chất của oxit axit $ \to $ Không phản ứng với $ {{H}_{2}}S{{O}_{4}} $ đặc
Phản ứng $ S{{O}_{2}} $ thể hiện tính oxi hóa là phản ứng với chất khử mạnh như $ {{H}_{2}}S $ , trong phản ứng đó S của $ S{{O}_{2}} $ nhận e.
$ {{S}^{+4}}{{O}_{2}}+2{{H}_{2}}{{S}^{-2}}\to 3{{S}^{0}}+2{{H}_{2}}O $
NaOH dư thu được muối trung hòa \[ \to \] chất tan chứa muối trung hòa \[ N{{a}_{2}}S{{O}_{3}} \] và NaOH còn dư
\[ 2NaOH+S{{O}_{2}}\to N{{a}_{2}}S{{O}_{3}}+{{H}_{2}}O \]
$ {{S}^{+4}}{{O}_{2}},\,\,Fe{{S}^{-2}},\,\,N{{a}_{2}}{{S}^{-2}},\,\,{{H}_{2}}{{S}^{+4}}{{O}_{3}},\,\,NaH{{S}^{+4}}{{O}_{3}} $
Tính chất vật lý của $ S{{O}_{2}} $ là chất khí không màu, mùi hắc, rất độc.
Khí sunfurơ có công thức là $ S{{O}_{2}}.$
Cu không phản ứng được với $ {{H}_{2}}S{{O}_{4}} $ loãng
$ S{{O}_{3}}+Ba{{(OH)}_{2}}\to BaS{{O}_{4}}+{{H}_{2}}O $
$ {{S}^{+6}}{{O}_{3}} $ $ \to $ Số oxi hóa của S trong $ S{{O}_{3}} $ là +6
$ S{{O}_{3}} $ là chất lỏng không màu, dễ tan trong nước.
Axit $ {{H}_{2}}S{{O}_{3}} $ mạnh hơn axit $ {{H}_{2}}C{{O}_{3}} $