सल्फर डाइऑक्साइड एक तीखी गंध वाली रंगहीन गैस है। अणु का कोणीय आकार होता है।
- गलनांक - -75.46 ° С,
- क्वथनांक - -10.6 ° С,
- गैस घनत्व - 2.92655 g/l।
25 डिग्री सेल्सियस के तापमान और लगभग 0.5 एमपीए के दबाव पर आसानी से रंगहीन, मोबाइल तरल में द्रवीभूत हो जाता है।
तरल रूप के लिए, घनत्व 1.4619 ग्राम / सेमी 3 (पर - 10 डिग्री सेल्सियस) है।
ठोस सल्फर डाइऑक्साइड - रंगहीन क्रिस्टल, रोम्बिक सिनगनी।
सल्फर डाइऑक्साइड केवल लगभग 2800 डिग्री सेल्सियस पर स्पष्ट रूप से अलग हो जाता है।
तरल सल्फर डाइऑक्साइड का पृथक्करण योजना के अनुसार होता है:
2SO 2 ↔ SO 2+ + SO 3 2-
एक अणु का 3डी मॉडल
पानी में सल्फर डाइऑक्साइड की घुलनशीलता तापमान पर निर्भर करती है:
- 0 डिग्री सेल्सियस पर, 22.8 ग्राम सल्फर डाइऑक्साइड 100 ग्राम पानी में घुल जाता है,
- 20 डिग्री सेल्सियस - 11.5 ग्राम पर,
- 90 डिग्री सेल्सियस - 2.1 ग्राम पर।
सल्फर डाइऑक्साइड का एक जलीय घोल सल्फ्यूरस एसिड H2SO3 है।
सल्फर डाइऑक्साइड इथेनॉल, एच 2 एसओ 4, ओलियम, सीएच 3 सीओओएच में घुलनशील है। तरल सल्फर डाइऑक्साइड SO3 के साथ किसी भी अनुपात में मिलाया जाता है। CHCl3, CS2, डायथाइल ईथर।
तरल सल्फर डाइऑक्साइड क्लोराइड को घोलता है। मेटल आयोडाइड्स और थायोसाइनेट्स घुलते नहीं हैं।
तरल सल्फर डाइऑक्साइड में घुले लवण अलग हो जाते हैं।
सल्फर डाइऑक्साइड को सल्फर में कम किया जा सकता है और हेक्सावेलेंट सल्फर यौगिकों में ऑक्सीकृत किया जा सकता है।
सल्फर डाइऑक्साइड विषैला होता है। 0.03-0.05 mg/l की सांद्रता पर, यह श्लेष्म झिल्ली, श्वसन अंगों और आँखों को परेशान करता है।
सल्फर डाइऑक्साइड के उत्पादन के लिए मुख्य औद्योगिक विधि सल्फर पाइराइट FeS 2 से इसे जलाकर और कमजोर ठंड H 2 SO 4 के साथ आगे की प्रक्रिया है।
इसके अलावा, सल्फर को जलाकर सल्फर डाइऑक्साइड प्राप्त किया जा सकता है, साथ ही तांबे और जस्ता सल्फाइड अयस्कों को भूनने के उप-उत्पाद भी।
सल्फेट रूप में संक्रमण के बाद ही सल्फाइड सल्फर पौधों को उपलब्ध होता है। अधिकांश सल्फर कार्बनिक यौगिकों के हिस्से के रूप में मिट्टी में मौजूद होता है जो पौधों द्वारा अवशोषित नहीं होते हैं। कार्बनिक पदार्थों के खनिजकरण और सल्फर के सल्फेट रूप में संक्रमण के बाद ही कार्बनिक सल्फर पौधों को उपलब्ध हो जाता है।
रासायनिक उद्योग मुख्य सक्रिय संघटक के रूप में सल्फर डाइऑक्साइड के साथ उर्वरकों का उत्पादन नहीं करता है। हालांकि, यह कई उर्वरकों में अशुद्धता के रूप में पाया जाता है। इनमें फॉस्फोगाइप्सम, सरल सुपरफॉस्फेट, अमोनियम सल्फेट, पोटेशियम सल्फेट, पोटेशियम मैग्नेशिया, जिप्सम, तेल शेल राख, खाद, पीट और कई अन्य शामिल हैं।
पौधों द्वारा सल्फर डाइऑक्साइड का अवशोषण
सल्फर जड़ों के माध्यम से पौधों में प्रवेश करता है SO4 2- और सल्फर डाइऑक्साइड के रूप में निकल जाता है। साथ ही, वायुमंडल से सल्फर का अवशोषण इस तत्व के लिए पौधे की आवश्यकता का 80% तक प्रदान करता है। इस संबंध में, औद्योगिक केंद्रों के पास, जहां वातावरण सल्फर डाइऑक्साइड से समृद्ध है, पौधों को सल्फर की अच्छी आपूर्ति होती है। सुदूर क्षेत्रों में, वर्षा और वातावरण में सल्फर डाइऑक्साइड की मात्रा बहुत कम हो जाती है, और सल्फर के साथ पौधों का पोषण मिट्टी में इसकी उपस्थिति पर निर्भर करता है।
सल्फर ऑक्साइड (सल्फर डाइऑक्साइड, सल्फर डाइऑक्साइड, सल्फर डाइऑक्साइड) एक रंगहीन गैस है जो सामान्य परिस्थितियों में एक तेज विशिष्ट गंध (एक जलती हुई माचिस की गंध के समान) होती है। यह कमरे के तापमान पर दबाव में द्रवीभूत होता है। सल्फर डाइऑक्साइड पानी में घुलनशील है, जिससे अस्थिर सल्फ्यूरिक एसिड बनता है। साथ ही, यह पदार्थ सल्फ्यूरिक एसिड और इथेनॉल में घुलनशील है। यह मुख्य घटकों में से एक है जो ज्वालामुखीय गैसों को बनाते हैं।
सल्फर डाइऑक्साइड
SO2 प्राप्त करना - सल्फर डाइऑक्साइड - औद्योगिक रूप से सल्फर या रोस्टिंग सल्फाइड (मुख्य रूप से पाइराइट का उपयोग किया जाता है) को जलाने में होता है।
4FeS2 (पाइराइट) + 11O2 = 2Fe2O3 + 8SO2 (सल्फर डाइऑक्साइड)।
प्रयोगशाला में, हाइड्रोसल्फाइट्स और सल्फाइट्स पर मजबूत एसिड की क्रिया से सल्फर डाइऑक्साइड प्राप्त किया जा सकता है। इस मामले में, परिणामी सल्फ्यूरस एसिड तुरंत पानी और सल्फर डाइऑक्साइड में विघटित हो जाता है। उदाहरण के लिए:
Na2SO3 + H2SO4 (सल्फ्यूरिक एसिड) = Na2SO4 + H2SO3 (सल्फ्यूरस एसिड)।
H2SO3 (सल्फ्यूरस एसिड) = H2O (पानी) + SO2 (सल्फ्यूरस गैस)।
सल्फर डाइऑक्साइड प्राप्त करने का तीसरा तरीका कम सक्रिय धातुओं पर गर्म होने पर केंद्रित सल्फ्यूरिक एसिड का प्रभाव है। उदाहरण के लिए: Cu (कॉपर) + 2H2SO4 (सल्फ्यूरिक एसिड) = CuSO4 (कॉपर सल्फेट) + SO2 (सल्फर डाइऑक्साइड) + 2H2O (पानी)।
सल्फर डाइऑक्साइड के रासायनिक गुण
सल्फर डाइऑक्साइड का सूत्र SO3 है। यह पदार्थ अम्लीय ऑक्साइड से संबंधित है।
1. सल्फर डाइऑक्साइड जल में घुलकर सल्फ्यूरस अम्ल बनाता है। सामान्य परिस्थितियों में, यह प्रतिक्रिया प्रतिवर्ती है।
SO2 (सल्फर डाइऑक्साइड) + H2O (पानी) = H2SO3 (सल्फ्यूरस एसिड)।
2. क्षार के साथ, सल्फर डाइऑक्साइड सल्फाइट बनाता है। उदाहरण के लिए: 2NaOH (सोडियम हाइड्रॉक्साइड) + SO2 (सल्फर डाइऑक्साइड) = Na2SO3 (सोडियम सल्फाइट) + H2O (पानी)।
3. सल्फर डाइऑक्साइड की रासायनिक गतिविधि काफी अधिक होती है। सल्फर डाइऑक्साइड के सबसे स्पष्ट कम करने वाले गुण। ऐसी अभिक्रियाओं में सल्फर की ऑक्सीकरण अवस्था बढ़ जाती है। उदाहरण के लिए: 1) SO2 (सल्फर डाइऑक्साइड) + Br2 (ब्रोमीन) + 2H2O (पानी) = H2SO4 (सल्फ्यूरिक एसिड) + 2HBr (हाइड्रोजन ब्रोमाइड); 2) 2SO2 (सल्फर डाइऑक्साइड) + O2 (ऑक्सीजन) = 2SO3 (सल्फाइट); 3) 5SO2 (सल्फर डाइऑक्साइड) + 2KMnO4 (पोटेशियम परमैंगनेट) + 2H2O (पानी) = 2H2SO4 (सल्फ्यूरिक एसिड) + 2MnSO4 (मैंगनीज सल्फेट) + K2SO4 (पोटेशियम सल्फेट)।
अंतिम प्रतिक्रिया SO2 और SO3 की गुणात्मक प्रतिक्रिया का एक उदाहरण है। वायलेट मलिनकिरण होता है)।
4. मजबूत कम करने वाले एजेंटों की उपस्थिति में, सल्फर डाइऑक्साइड ऑक्सीकरण गुण प्रदर्शित कर सकता है। उदाहरण के लिए, धातुकर्म उद्योग में अपशिष्ट गैसों से सल्फर निकालने के लिए कार्बन मोनोऑक्साइड (CO) के साथ सल्फर डाइऑक्साइड की कमी का उपयोग किया जाता है: SO2 (सल्फर डाइऑक्साइड) + 2CO (कार्बन मोनोऑक्साइड) = 2CO2 + S (सल्फर)।
साथ ही, फॉस्फोरिक एसिड प्राप्त करने के लिए इस पदार्थ के ऑक्सीकरण गुणों का उपयोग किया जाता है: PH3 (फॉस्फीन) + SO2 (सल्फ्यूरस गैस) = H3PO2 (फॉस्फोरिक एसिड) + S (सल्फर)।
सल्फर डाइऑक्साइड का उपयोग कहाँ किया जाता है?
सल्फर डाइऑक्साइड मुख्य रूप से सल्फ्यूरिक एसिड का उत्पादन करने के लिए प्रयोग किया जाता है। इसका उपयोग निम्न-अल्कोहल पेय (शराब और मध्यम मूल्य श्रेणी के अन्य पेय) के उत्पादन में भी किया जाता है। विभिन्न सूक्ष्मजीवों को मारने के लिए इस गैस की संपत्ति के कारण, गोदामों और सब्जियों की दुकानों को इसके साथ फ्यूमिगेटेड किया जाता है। इसके अलावा, सल्फर ऑक्साइड का उपयोग ऊन, रेशम, पुआल (उन सामग्रियों को ब्लीच करने के लिए किया जाता है जिन्हें क्लोरीन से ब्लीच नहीं किया जा सकता है)। प्रयोगशालाओं में, सल्फर डाइऑक्साइड का उपयोग विलायक के रूप में और सल्फ्यूरस एसिड के विभिन्न लवणों को प्राप्त करने के लिए किया जाता है।
शारीरिक प्रभाव
सल्फर डाइऑक्साइड में मजबूत विषैले गुण होते हैं। विषाक्तता के लक्षण हैं खांसी, नाक बहना, आवाज में भारीपन, मुंह में अजीब सा स्वाद, गले में गंभीर खराश। उच्च सांद्रता में सल्फर डाइऑक्साइड के साँस लेने से निगलने और घुटन, भाषण विकार, मतली और उल्टी में कठिनाई होती है, और तीव्र फुफ्फुसीय एडिमा विकसित हो सकती है।
खट्टा गैस के लिए मैक:
- घर के अंदर - 10 mg/m³;
- वायुमंडलीय हवा में औसत दैनिक अधिकतम-एक बार - 0.05 mg/m³।
सल्फर डाइऑक्साइड के प्रति संवेदनशीलता व्यक्तियों, पौधों और जानवरों में भिन्न होती है। उदाहरण के लिए, पेड़ों में, ओक और सन्टी सबसे अधिक प्रतिरोधी हैं, और स्प्रूस और पाइन सबसे कम प्रतिरोधी हैं।
सल्फर के लिए +4 ऑक्सीकरण अवस्था काफी स्थिर है और स्वयं को SHAl 4 टेट्राहैलाइड्स, SOHal 2 ऑक्सोडाइहैलाइड्स, SO 2 डाइऑक्साइड और उनके संबंधित आयनों में प्रकट करती है। हम सल्फर डाइऑक्साइड और सल्फ्यूरस एसिड के गुणों से परिचित होंगे।
1.11.1। सल्फर ऑक्साइड (IV) SO2 अणु की संरचना
SO2 अणु की संरचना ओजोन अणु की संरचना के समान है। सल्फर परमाणु एसपी 2 संकरण की स्थिति में है, ऑर्बिटल्स का आकार एक नियमित त्रिकोण है, अणु का आकार कोणीय है। सल्फर परमाणु में एक अविभाजित इलेक्ट्रॉन युग्म होता है। एसओ बांड की लंबाई 0.143 एनएम है, बंधन कोण 119.5 डिग्री है।
संरचना निम्नलिखित गुंजयमान संरचनाओं से मेल खाती है:
ओजोन के विपरीत, S–O आबंध बहुलता 2 है, अर्थात्, प्रथम अनुनाद संरचना मुख्य योगदान देती है। अणु को उच्च तापीय स्थिरता की विशेषता है।
भौतिक गुण
सामान्य परिस्थितियों में, सल्फर डाइऑक्साइड या सल्फर डाइऑक्साइड एक रंगहीन गैस है जिसमें तीखी घुटन वाली गंध, गलनांक -75 ° C, क्वथनांक -10 ° C होता है। चलो पानी में अच्छी तरह से घुल जाते हैं, 20 डिग्री सेल्सियस पर 1 मात्रा में पानी में 40 मात्रा में सल्फर डाइऑक्साइड घुल जाता है। विषैली गैस।
सल्फर ऑक्साइड के रासायनिक गुण (IV)
सल्फर डाइऑक्साइड अत्यधिक प्रतिक्रियाशील है। सल्फर डाइऑक्साइड एक एसिड ऑक्साइड है। यह हाइड्रेट्स के गठन के साथ पानी में काफी घुलनशील है। यह आंशिक रूप से पानी के साथ भी संपर्क करता है, जिससे एक कमजोर सल्फ्यूरस एसिड बनता है, जो व्यक्तिगत रूप से अलग नहीं होता है:
SO 2 + H 2 O \u003d H 2 SO 3 \u003d H + + HSO 3 - \u003d 2H + + SO 3 2-।
पृथक्करण के परिणामस्वरूप, प्रोटॉन बनते हैं, इसलिए समाधान में एक अम्लीय वातावरण होता है।
जब सल्फर डाइऑक्साइड गैस को सोडियम हाइड्रॉक्साइड घोल में प्रवाहित किया जाता है, तो सोडियम सल्फाइट बनता है। सोडियम सल्फाइट सोडियम हाइड्रोसल्फाइट बनाने के लिए अतिरिक्त सल्फर डाइऑक्साइड के साथ प्रतिक्रिया करता है:
2NaOH + SO2 = Na2SO3 + H2O;
ना 2 एसओ 3 + एसओ 2 \u003d 2एनएएचएसओ 3।
सल्फर डाइऑक्साइड को रेडॉक्स द्वैत की विशेषता है, उदाहरण के लिए, यह कम करने वाले गुणों को दिखाते हुए, ब्रोमीन पानी को अलग कर देता है:
SO 2 + Br 2 + 2H 2 O \u003d H 2 SO 4 + 2HBr
और पोटेशियम परमैंगनेट समाधान:
5SO 2 + 2KMnO 4 + 2H 2 O \u003d 2KНSO 4 + 2MnSO 4 + H 2 SO 4।
ऑक्सीजन द्वारा सल्फ्यूरिक एनहाइड्राइड में ऑक्सीकृत:
2SO 2 + O 2 \u003d 2SO 3।
मजबूत कम करने वाले एजेंटों के साथ बातचीत करते समय यह ऑक्सीकरण गुण प्रदर्शित करता है, उदाहरण के लिए:
SO 2 + 2CO \u003d S + 2CO 2 (500 ° C पर, Al 2 O 3 की उपस्थिति में);
SO 2 + 2H 2 \u003d S + 2H 2 O।
सल्फर ऑक्साइड का उत्पादन (IV)
वायु में गंधक का जलना
एस + ओ 2 \u003d एसओ 2।
सल्फाइड ऑक्सीकरण
4FeS 2 + 11O 2 \u003d 2Fe 2 O 3 + 8SO 2।
धातु सल्फाइट्स पर प्रबल अम्लों की क्रिया
ना 2 एसओ 3 + 2 एच 2 एसओ 4 \u003d 2 एनएएचएसओ 4 + एच 2 ओ + एसओ 2।
1.11.2। सल्फ्यूरिक एसिड और उसके लवण
जब सल्फर डाइऑक्साइड को पानी में घोला जाता है, तो कमजोर सल्फ्यूरस एसिड बनता है, घुले हुए SO2 का बड़ा हिस्सा SO2H2O के हाइड्रेटेड रूप में होता है, ठंडा होने पर एक क्रिस्टलीय हाइड्रेट भी निकलता है, जिसका केवल एक छोटा सा हिस्सा सल्फ्यूरस एसिड के अणु सल्फाइट और हाइड्रोसल्फाइट आयनों में अलग हो जाते हैं। मुक्त अवस्था में, अम्ल पृथक नहीं होता है।
द्विक्षारकीय होने के कारण यह दो प्रकार के लवण बनाता है: मध्यम - सल्फाइट्स और अम्लीय - हाइड्रोसल्फाइट्स। केवल क्षार धातु सल्फाइट्स और क्षार और क्षारीय पृथ्वी धातुओं के हाइड्रोसल्फाइट्स पानी में घुलते हैं।
सल्फर डाइऑक्साइड में ओजोन के समान आणविक संरचना होती है। अणु के केंद्र में सल्फर परमाणु दो ऑक्सीजन परमाणुओं से बंधा होता है। सल्फर ऑक्सीकरण का यह गैसीय उत्पाद रंगहीन है, एक तीखी गंध का उत्सर्जन करता है, बदलती परिस्थितियों में आसानी से एक स्पष्ट तरल में संघनित होता है। पदार्थ पानी में अत्यधिक घुलनशील होता है, इसमें एंटीसेप्टिक गुण होते हैं। SO2 रासायनिक उद्योग में बड़ी मात्रा में प्राप्त होता है, अर्थात् सल्फ्यूरिक एसिड उत्पादन के चक्र में। कपड़ा उद्योग में कृषि और खाद्य उत्पादों के प्रसंस्करण, विरंजन कपड़ों के लिए गैस का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है।
पदार्थों के व्यवस्थित और तुच्छ नाम
एक ही यौगिक से संबंधित विभिन्न पदों को समझना आवश्यक है। यौगिक का आधिकारिक नाम जिसकी रासायनिक संरचना सूत्र SO2 को दर्शाती है, सल्फर डाइऑक्साइड है। IUPAC इस शब्द और इसके अंग्रेजी समकक्ष, सल्फर डाइऑक्साइड के उपयोग की सिफारिश करता है। स्कूलों और विश्वविद्यालयों के लिए पाठ्यपुस्तकों में अक्सर दूसरे नाम का उल्लेख होता है - सल्फर ऑक्साइड (IV)। कोष्ठक में रोमन अंक एस परमाणु की वैधता को दर्शाता है। इस ऑक्साइड में ऑक्सीजन द्विसंयोजक है, और सल्फर की ऑक्सीकरण संख्या +4 है। तकनीकी साहित्य ऐसे अप्रचलित शब्दों का उपयोग करता है जैसे सल्फर डाइऑक्साइड, सल्फ्यूरस एनहाइड्राइड (इसके निर्जलीकरण का उत्पाद)।
SO2 की आणविक संरचना की संरचना और विशेषताएं
SO2 अणु एक सल्फर परमाणु और दो ऑक्सीजन परमाणुओं द्वारा निर्मित होता है। सहसंयोजक बंधों के बीच 120° का कोण होता है। सल्फर परमाणु में, sp2 संकरण होता है - एक s और दो p इलेक्ट्रॉनों के बादल आकार और ऊर्जा में संरेखित होते हैं। वे सल्फर और ऑक्सीजन के बीच एक सहसंयोजक बंधन के निर्माण में शामिल हैं। O-S जोड़ी में परमाणुओं के बीच की दूरी 0.143 एनएम है। सल्फर की तुलना में ऑक्सीजन अधिक विद्युतीय है, जिसका अर्थ है कि इलेक्ट्रॉनों के बंधन जोड़े केंद्र से बाहरी कोनों की ओर बढ़ते हैं। संपूर्ण अणु भी ध्रुवीकृत है, ऋणात्मक ध्रुव O परमाणु है, धनात्मक ध्रुव S परमाणु है।
सल्फर डाइऑक्साइड के कुछ भौतिक पैरामीटर
चतुर्भुज सल्फर ऑक्साइड, सामान्य पर्यावरणीय परिस्थितियों में, एकत्रीकरण की गैसीय स्थिति को बरकरार रखता है। सल्फर डाइऑक्साइड का सूत्र आपको इसके सापेक्ष आणविक और दाढ़ द्रव्यमान को निर्धारित करने की अनुमति देता है: Mr (SO 2) \u003d 64.066, M \u003d 64.066 g / mol (64 g / mol तक गोल किया जा सकता है)। यह गैस हवा (M(air) = 29 g/mol) से लगभग 2.3 गुना भारी है। डाइऑक्साइड में जलने वाले गंधक की तेज विशिष्ट गंध होती है, जिसे किसी अन्य के साथ भ्रमित करना मुश्किल है। यह अप्रिय है, आंखों के श्लेष्म झिल्ली को परेशान करता है, खांसी का कारण बनता है। लेकिन सल्फर ऑक्साइड (IV) हाइड्रोजन सल्फाइड जितना जहरीला नहीं है।
कमरे के तापमान पर दबाव में, गैसीय सल्फर डाइऑक्साइड द्रवीभूत होता है। कम तापमान पर, पदार्थ ठोस अवस्था में होता है, -72 ... -75.5 ° C पर पिघलता है। तापमान में और वृद्धि के साथ, एक तरल दिखाई देता है, और -10.1 डिग्री सेल्सियस पर फिर से गैस बनती है। SO2 अणु ऊष्मीय रूप से स्थिर होते हैं, परमाणु सल्फर और आणविक ऑक्सीजन में अपघटन बहुत उच्च तापमान (लगभग 2800 ºС) पर होता है।
घुलनशीलता और पानी के साथ बातचीत
सल्फर डाइऑक्साइड, जब पानी में घुल जाता है, आंशिक रूप से इसके साथ एक बहुत ही कमजोर सल्फ्यूरस एसिड बनाता है। प्राप्ति के समय, यह तुरंत एनहाइड्राइड और पानी में विघटित हो जाता है: SO 2 + H 2 O ↔ H 2 SO 3। वास्तव में, यह सल्फ्यूरस एसिड नहीं है जो समाधान में मौजूद है, लेकिन SO2 अणुओं को हाइड्रेटेड करता है। गैसीय डाइऑक्साइड ठंडे पानी के साथ बेहतर तरीके से संपर्क करता है, बढ़ते तापमान के साथ इसकी घुलनशीलता कम हो जाती है। सामान्य परिस्थितियों में, यह 1 मात्रा पानी में 40 मात्रा गैस तक घुल सकता है।
प्रकृति में सल्फर डाइऑक्साइड
विस्फोट के दौरान ज्वालामुखीय गैसों और लावा के साथ सल्फर डाइऑक्साइड की महत्वपूर्ण मात्रा निकलती है। कई मानवीय गतिविधियाँ भी वातावरण में SO2 की सांद्रता को बढ़ाती हैं।
धातु संयंत्रों द्वारा हवा में सल्फर डाइऑक्साइड की आपूर्ति की जाती है, जहां अयस्क के भूनने के दौरान निकास गैसों पर कब्जा नहीं किया जाता है। कई प्रकार के जीवाश्म ईंधन में सल्फर होता है, जिसके परिणामस्वरूप कोयले, तेल, गैस और उनसे प्राप्त ईंधन के दहन के दौरान महत्वपूर्ण मात्रा में सल्फर डाइऑक्साइड वायुमंडलीय हवा में छोड़ा जाता है। 0.03% से ऊपर हवा में सांद्रता पर सल्फर डाइऑक्साइड मनुष्यों के लिए विषाक्त हो जाता है। एक व्यक्ति को सांस की तकलीफ होने लगती है, ब्रोंकाइटिस और निमोनिया जैसी घटनाएं हो सकती हैं। वातावरण में सल्फर डाइऑक्साइड की बहुत अधिक मात्रा गंभीर विषाक्तता या मृत्यु का कारण बन सकती है।
सल्फर डाइऑक्साइड - प्रयोगशाला और उद्योग में उत्पादन
प्रयोगशाला के तरीके:
- जब सल्फर को ऑक्सीजन या वायु के साथ फ्लास्क में जलाया जाता है, तो सूत्र के अनुसार डाइऑक्साइड प्राप्त होता है: S + O 2 \u003d SO 2।
- आप मजबूत अकार्बनिक एसिड के साथ सल्फ्यूरस एसिड के लवण पर कार्य कर सकते हैं, हाइड्रोक्लोरिक लेना बेहतर है, लेकिन आप सल्फ्यूरिक को पतला कर सकते हैं:
- ना 2 एसओ 3 + 2 एचसीएल \u003d 2 एनएसीएल + एच 2 एसओ 3;
- ना 2 एसओ 3 + एच 2 एसओ 4 (अंतर) \u003d ना 2 एसओ 4 + एच 2 एसओ 3;
- एच 2 एसओ 3 \u003d एच 2 ओ + एसओ 2।
3. जब तांबा केंद्रित सल्फ्यूरिक एसिड के साथ बातचीत करता है, तो हाइड्रोजन नहीं, बल्कि सल्फर डाइऑक्साइड निकलता है:
2H 2 SO 4 (संक्षिप्त) + Cu \u003d CuSO 4 + 2H 2 O + SO 2।
सल्फर डाइऑक्साइड के औद्योगिक उत्पादन के आधुनिक तरीके:
- विशेष भट्टियों में इसके दहन के दौरान प्राकृतिक सल्फर का ऑक्सीकरण: S + O 2 = SO 2।
- रोस्टिंग आयरन पाइराइट (पाइराइट)।
सल्फर डाइऑक्साइड के मूल रासायनिक गुण
सल्फर डाइऑक्साइड एक रासायनिक रूप से सक्रिय यौगिक है। रेडॉक्स प्रक्रियाओं में, यह पदार्थ अक्सर कम करने वाले एजेंट के रूप में कार्य करता है। उदाहरण के लिए, जब आणविक ब्रोमीन सल्फर डाइऑक्साइड के साथ परस्पर क्रिया करता है, प्रतिक्रिया उत्पाद सल्फ्यूरिक एसिड और हाइड्रोजन ब्रोमाइड होते हैं। यदि इस गैस को हाइड्रोजन सल्फाइड पानी से गुजारा जाए तो SO2 के ऑक्सीकरण गुण प्रकट होते हैं। नतीजतन, सल्फर जारी किया जाता है, स्व-ऑक्सीकरण-स्व-उपचार होता है: SO 2 + 2H 2 S \u003d 3S + 2H 2 O।
सल्फर डाइऑक्साइड अम्लीय गुण प्रदर्शित करता है। यह सबसे कमजोर और सबसे अस्थिर एसिड - सल्फरस में से एक से मेल खाता है। यह यौगिक अपने शुद्ध रूप में मौजूद नहीं है, संकेतक (लिटमस गुलाबी हो जाता है) का उपयोग करके सल्फर डाइऑक्साइड समाधान के अम्लीय गुणों का पता लगाना संभव है। सल्फ्यूरस एसिड मध्यम लवण - सल्फाइट्स और अम्लीय - हाइड्रोसल्फाइट्स देता है। इनमें स्थिर यौगिक हैं।
सल्फ्यूरिक एनहाइड्राइड में डाइऑक्साइड में सल्फर के ऑक्सीकरण की एक हेक्सावलेंट अवस्था की प्रक्रिया उत्प्रेरक है। परिणामी पदार्थ पानी में सख्ती से घुल जाता है, एच 2 ओ अणुओं के साथ प्रतिक्रिया करता है। प्रतिक्रिया एक्ज़ोथिर्मिक है, सल्फ्यूरिक एसिड बनता है, या बल्कि, इसका हाइड्रेटेड रूप।
खट्टी गैस का व्यावहारिक उपयोग
सल्फ्यूरिक एसिड के औद्योगिक उत्पादन की मुख्य प्रक्रिया, जिसमें तत्व डाइऑक्साइड की आवश्यकता होती है, के चार चरण होते हैं:
- विशेष भट्टियों में सल्फर को जलाकर सल्फर डाइऑक्साइड प्राप्त करना।
- सभी प्रकार की अशुद्धियों से परिणामी सल्फर डाइऑक्साइड की शुद्धि।
- एक उत्प्रेरक की उपस्थिति में हेक्सावैलेंट सल्फर के आगे ऑक्सीकरण।
- पानी द्वारा सल्फर ट्राइऑक्साइड का अवशोषण।
अतीत में, सल्फ्यूरिक एसिड के व्यावसायिक उत्पादन के लिए आवश्यक लगभग सभी सल्फर डाइऑक्साइड स्टीलमेकिंग के उप-उत्पाद के रूप में पाइराइट के भूनने से आया था। धातुकर्म कच्चे माल के नए प्रकार के प्रसंस्करण में कम अयस्क दहन का उपयोग होता है। इसलिए, हाल के वर्षों में प्राकृतिक सल्फर सल्फ्यूरिक एसिड उत्पादन के लिए मुख्य प्रारंभिक सामग्री बन गया है। इस कच्चे माल के महत्वपूर्ण विश्व भंडार, इसकी उपलब्धता बड़े पैमाने पर प्रसंस्करण को व्यवस्थित करना संभव बनाती है।
सल्फर डाइऑक्साइड का व्यापक रूप से न केवल रासायनिक उद्योग में बल्कि अर्थव्यवस्था के अन्य क्षेत्रों में भी उपयोग किया जाता है। कपड़ा मिलें रेशम और ऊनी कपड़ों को ब्लीच करने के लिए इस पदार्थ और इसके रासायनिक संपर्क के उत्पादों का उपयोग करती हैं। यह क्लोरीन मुक्त विरंजन के प्रकारों में से एक है, जिसमें रेशे नष्ट नहीं होते हैं।
सल्फर डाइऑक्साइड में उत्कृष्ट कीटाणुनाशक गुण होते हैं, जिसका उपयोग कवक और बैक्टीरिया के खिलाफ लड़ाई में किया जाता है। सल्फर डाइऑक्साइड का उपयोग कृषि भंडारण, वाइन बैरल और तहखानों को धूमिल करने के लिए किया जाता है। SO2 का उपयोग खाद्य उद्योग में परिरक्षक और जीवाणुरोधी एजेंट के रूप में किया जाता है। इसे चाशनी में डालें, इसमें ताज़े फल भिगोएँ। सल्फिटाइजेशन
चुकंदर का रस कच्चे माल को रंगहीन और कीटाणुरहित करता है। डिब्बाबंद सब्जी प्यूरी और जूस में एंटीऑक्सिडेंट और परिरक्षक एजेंट के रूप में सल्फर डाइऑक्साइड भी होता है।
रेडॉक्स प्रक्रियाओं में, सल्फर डाइऑक्साइड एक ऑक्सीकरण एजेंट और एक कम करने वाला एजेंट दोनों हो सकता है क्योंकि इस यौगिक में परमाणु का मध्यवर्ती ऑक्सीकरण अवस्था +4 है।
ऑक्सीकरण एजेंट SO2 मजबूत कम करने वाले एजेंटों के साथ कैसे प्रतिक्रिया करता है, उदाहरण के लिए:
एसओ 2 + 2 एच 2 एस \u003d 3 एस ↓ + 2 एच 2 ओ
कम करने वाला एजेंट SO2 मजबूत ऑक्सीकरण एजेंटों के साथ कैसे प्रतिक्रिया करता है, उदाहरण के लिए उत्प्रेरक की उपस्थिति में, आदि के साथ।
2SO 2 + O 2 \u003d 2SO 3
SO 2 + Cl 2 + 2H 2 O \u003d H 2 SO 3 + 2HCl
रसीद
1) सल्फर के दहन के दौरान सल्फर डाइऑक्साइड बनता है:
2) उद्योग में, इसे पाइराइट जलाकर प्राप्त किया जाता है:
3) प्रयोगशाला में सल्फर डाइऑक्साइड प्राप्त किया जा सकता है:
Cu + 2H 2 SO 4 \u003d CuSO 4 + SO 2 + 2H 2 O
आवेदन
कपड़ा उद्योग में विभिन्न उत्पादों के विरंजन के लिए सल्फर डाइऑक्साइड का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। इसके अलावा, इसका उपयोग कृषि में ग्रीनहाउस और तहखानों में हानिकारक सूक्ष्मजीवों को नष्ट करने के लिए किया जाता है। बड़ी मात्रा में SO2 का उपयोग सल्फ्यूरिक एसिड के उत्पादन के लिए किया जाता है।
सल्फर ऑक्साइड (छठी) – इसलिए 3 (सल्फ्यूरिक एनहाइड्राइड)
सल्फ्यूरिक एनहाइड्राइड SO 3 एक रंगहीन तरल है, जो 17 ° C से नीचे के तापमान पर एक सफेद क्रिस्टलीय द्रव्यमान में बदल जाता है। यह नमी को बहुत अच्छी तरह से अवशोषित करता है (हाइग्रोस्कोपिक)।
रासायनिक गुण
एसिड-बेस गुण
कैसे एक विशिष्ट एसिड ऑक्साइड सल्फ्यूरिक एनहाइड्राइड इंटरैक्ट करता है:
एसओ 3 + सीएओ = सीएएसओ 4
ग) पानी के साथ:
एसओ 3 + एच 2 ओ \u003d एच 2 एसओ 4
SO3 का एक विशेष गुण सल्फ्यूरिक एसिड में अच्छी तरह से घुलने की इसकी क्षमता है। सल्फ्यूरिक अम्ल में SO3 के विलयन को ओलियम कहते हैं।
ओलियम गठन: एच 2 एसओ 4 + एनएसओ 3 \u003d एच 2 एसओ 4 ∙ एनअतः 3
रेडॉक्स गुण
सल्फर ऑक्साइड (VI) मजबूत ऑक्सीकरण गुणों की विशेषता है (आमतौर पर SO2 तक कम हो जाती है):
3SO 3 + H 2 S \u003d 4SO 2 + H 2 O
प्राप्त करना और उपयोग करना
सल्फ्यूरिक एनहाइड्राइड सल्फर डाइऑक्साइड के ऑक्सीकरण के दौरान बनता है:
2SO 2 + O 2 \u003d 2SO 3
अपने शुद्ध रूप में, सल्फ्यूरिक एनहाइड्राइड का कोई व्यावहारिक मूल्य नहीं है। यह सल्फ्यूरिक एसिड के उत्पादन में एक मध्यवर्ती के रूप में प्राप्त किया जाता है।
H2SO4
सल्फ्यूरिक अम्ल का उल्लेख सर्वप्रथम अरब और यूरोपीय कीमियागरों में मिलता है। यह हवा में आयरन सल्फेट (FeSO 4 ∙ 7H 2 O) को शांत करके प्राप्त किया गया था: 2FeSO 4 \u003d Fe 2 O 3 + SO 3 + SO 2 या इसके साथ मिश्रण: 6KNO 3 + 5S \u003d 3K 2 SO 4 + 2SO 3 + 3N 2, और सल्फ्यूरिक एनहाइड्राइड के उत्सर्जित वाष्प संघनित थे। नमी को अवशोषित करते हुए, वे ओलियम में बदल गए। बनाने की विधि के आधार पर H2SO4 को विट्रियल ऑयल या सल्फर ऑयल कहा जाता था। 1595 में कीमियागर एंड्रियास लिबावियस ने दोनों पदार्थों की पहचान स्थापित की।
लंबे समय तक, विट्रियल तेल का व्यापक रूप से उपयोग नहीं किया गया था। 18वीं सदी के बाद इसमें दिलचस्पी काफी बढ़ गई। इंडिगो कारमाइन, एक स्थिर नीली डाई की खोज की गई। सल्फ्यूरिक एसिड के उत्पादन के लिए पहला कारखाना 1736 में लंदन के पास स्थापित किया गया था। इस प्रक्रिया को सीसे के कक्षों में अंजाम दिया गया था, जिसके तल में पानी डाला जाता था। कक्ष के ऊपरी भाग में गंधक के साथ शोरा के पिघले हुए मिश्रण को जलाया जाता था, फिर उसमें हवा छोड़ी जाती थी। प्रक्रिया को तब तक दोहराया गया जब तक कि कंटेनर के तल पर आवश्यक एकाग्रता का एक एसिड नहीं बन गया।
19 वीं सदी में विधि में सुधार किया गया था: शोरा के बजाय नाइट्रिक एसिड का उपयोग किया गया था (यह कक्ष में विघटित होने पर देता है)। सिस्टम में नाइट्रस गैसों को वापस करने के लिए, विशेष टॉवर डिजाइन किए गए थे, जिसने पूरी प्रक्रिया को नाम दिया - टॉवर प्रक्रिया। टावर पद्धति के अनुसार चलने वाली फैक्ट्रियां आज भी मौजूद हैं।
सल्फ्यूरिक एसिड एक भारी तैलीय तरल, रंगहीन और गंधहीन, हीड्रोस्कोपिक है; पानी में अच्छी तरह घुल जाता है। जब केंद्रित सल्फ्यूरिक एसिड को पानी में घोल दिया जाता है, तो बड़ी मात्रा में गर्मी निकलती है, इसलिए इसे सावधानी से पानी में डालना चाहिए (और इसके विपरीत नहीं!) और घोल को मिलाएं।
70% से कम H2SO4 सामग्री वाले पानी में सल्फ्यूरिक एसिड के घोल को आमतौर पर तनु सल्फ्यूरिक एसिड कहा जाता है, और 70% से अधिक के घोल को केंद्रित सल्फ्यूरिक एसिड कहा जाता है।
रासायनिक गुण
एसिड-बेस गुण
तनु सल्फ्यूरिक एसिड मजबूत एसिड के सभी विशिष्ट गुणों को प्रदर्शित करता है। वह प्रतिक्रिया करती है:
एच 2 एसओ 4 + नाओएच \u003d ना 2 एसओ 4 + 2 एच 2 ओ
एच 2 एसओ 4 + बीएसीएल 2 \u003d बासो 4 ↓ + 2एचसीएल
सल्फेट आयन SO4 2+ के साथ Ba 2+ आयनों की परस्पर क्रिया की प्रक्रिया एक सफेद अघुलनशील BaSO4 अवक्षेप के निर्माण की ओर ले जाती है। यह सल्फेट आयन की गुणात्मक प्रतिक्रिया.
रेडॉक्स गुण
पतला एच 2 एसओ 4 में, एच + आयन ऑक्सीकरण एजेंट हैं, और केंद्रित एच 2 एसओ 4 सल्फेट आयन एसओ 4 2+ हैं। SO4 2+ आयन H+ आयनों की तुलना में अधिक प्रबल ऑक्सीकारक हैं (आरेख देखें)। 
में सल्फ्यूरिक एसिड पतला करेंउन धातुओं को भंग करें जो वोल्टेज की विद्युत रासायनिक श्रृंखला में हैं हाइड्रोजन को. इस मामले में, धातु सल्फेट्स बनते और निकलते हैं:
Zn + H 2 SO 4 \u003d ZnSO 4 + H 2
धातु जो हाइड्रोजन के बाद वोल्टेज की विद्युत रासायनिक श्रृंखला में होती है, तनु सल्फ्यूरिक एसिड के साथ प्रतिक्रिया नहीं करती है:
क्यू + एच 2 एसओ 4 ≠
केंद्रित सल्फ्यूरिक एसिडएक मजबूत ऑक्सीकरण एजेंट है, खासकर गर्म होने पर। यह कई और कुछ कार्बनिक पदार्थों का ऑक्सीकरण करता है।
जब केंद्रित सल्फ्यूरिक एसिड उन धातुओं के साथ संपर्क करता है जो हाइड्रोजन (Cu, Ag, Hg) के बाद वोल्टेज की विद्युत रासायनिक श्रृंखला में होते हैं, तो धातु सल्फेट्स बनते हैं, साथ ही सल्फ्यूरिक एसिड - SO 2 के घटते उत्पाद।
जिंक के साथ सल्फ्यूरिक एसिड की प्रतिक्रिया अधिक सक्रिय धातुओं (Zn, Al, Mg) के साथ, केंद्रित सल्फ्यूरिक एसिड को मुक्त करने के लिए कम किया जा सकता है। उदाहरण के लिए, जब सल्फ्यूरिक एसिड एसिड की सांद्रता के आधार पर परस्पर क्रिया करता है, तो सल्फ्यूरिक एसिड की कमी के विभिन्न उत्पाद एक साथ बन सकते हैं - SO 2, S, H 2 S:
Zn + 2H 2 SO 4 \u003d ZnSO 4 + SO 2 + 2H 2 हे
3Zn + 4H 2 SO 4 = 3ZnSO 4 + S↓ + 4H 2 O
4Zn + 5H 2 SO 4 = 4ZnSO 4 + H 2 S + 4H 2 O
ठंड में, केंद्रित सल्फ्यूरिक एसिड कुछ धातुओं को निष्क्रिय कर देता है, उदाहरण के लिए, और इसलिए इसे लोहे के टैंकों में ले जाया जाता है:
फे + एच 2 एसओ 4 ≠
केंद्रित सल्फ्यूरिक एसिड कुछ गैर-धातुओं (, आदि) को ऑक्सीकरण करता है, सल्फर ऑक्साइड (IV) SO 2 में पुनर्प्राप्त करता है:
एस + 2 एच 2 एसओ 4 \u003d 3एसओ 2 + 2 एच 2 ओ
सी + 2 एच 2 एसओ 4 \u003d 2एसओ 2 + सीओ 2 + 2 एच 2 ओ
प्राप्त करना और उपयोग करना
उद्योग में, सल्फ्यूरिक एसिड संपर्क द्वारा प्राप्त किया जाता है। अधिग्रहण प्रक्रिया तीन चरणों में होती है:
- पाइराइट भूनकर SO2 प्राप्त करना:
4FeS 2 + 11O 2 = 2Fe 2 O 3 + 8SO 2
- एक उत्प्रेरक - वैनेडियम (V) ऑक्साइड की उपस्थिति में SO2 का SO3 में ऑक्सीकरण:
2SO 2 + O 2 \u003d 2SO 3
- सल्फ्यूरिक एसिड में SO3 का विघटन:
H2SO4+ एनएसओ 3 \u003d एच 2 एसओ 4 ∙ एनअतः 3
परिणामी ओलियम को लोहे के टैंकों में ले जाया जाता है। ओलियम को जल में डालकर आवश्यक सान्द्रता का सल्फ्यूरिक अम्ल प्राप्त किया जाता है। इसे आरेख में व्यक्त किया जा सकता है:
एच 2 एसओ 4 ∙ एनएसओ 3 + एच 2 ओ \u003d एच 2 एसओ 4
सल्फ्यूरिक एसिड राष्ट्रीय अर्थव्यवस्था के विभिन्न क्षेत्रों में विभिन्न अनुप्रयोगों को पाता है। इसका उपयोग गैसों को सुखाने के लिए, अन्य अम्लों के उत्पादन में, उर्वरकों, विभिन्न रंगों और दवाओं के उत्पादन के लिए किया जाता है।
सल्फ्यूरिक एसिड के लवण
अधिकांश सल्फेट पानी में अत्यधिक घुलनशील होते हैं (थोड़ा घुलनशील CaSO4, इससे भी कम PbSO4 और व्यावहारिक रूप से अघुलनशील BaSO4)। क्रिस्टलीकरण के पानी वाले कुछ सल्फेट्स को विट्रियल कहा जाता है:
CuSO4 ∙ 5H 2 O कॉपर सल्फेट
FeSO4 ∙ 7H 2 O फेरस सल्फेट
सल्फ्यूरिक एसिड के लवण में सब कुछ है। तापन से इनका संबंध विशेष है।
सक्रिय धातुओं के सल्फेट ( , ) 1000 ° C पर भी विघटित नहीं होते हैं, जबकि अन्य (Cu, Al, Fe) - धातु ऑक्साइड और SO 3 में मामूली गर्म होने पर विघटित होते हैं:
CuSO 4 \u003d CuO + SO 3
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*रिकॉर्ड की छवि पर कॉपर सल्फेट की एक तस्वीर है