ан (пирит) FeS2 (см. §§ 126 и 129), Сульфиды щелочных и щелочноземельных металлов находят применение в химической и в легкой промышленности. Так, Na2S, CaS и BaS применяются

в кожевенном производстве для удаления волосяного покрова с кож. Сульфиды щелочноземельных металлов, цинка и кадмия служат основой люминофоров (см. стр. 604). Некоторые сульфиды обладают полупроводниковыми свойствами и применяются в электронной технике.

129. Диоксид серы. Сернистая кислота. Диоксид (двуокись) серы S02 образуется при сжигании серы в воздухе или Кислороде. Он получается также при прокаливании на воздухе («обжигании») сульфидов металлов, например железного кол* чедана:

4FeS2 + 1102 = 2Fe203 + 8S02

По этой реакции диоксид серы получают обычно в промышлен* йости (о других промышленных способах получения Зб2 см, 3 §131),

Диоксид серы — бесцветный газ («сернистый газ») с резким запахом горячей серы. Он довольно легко конденсируется в бесцветную жидкость, кипящую при —10,0 °С. При испарении жидкого S02 происходит сильное понижение температуры (до —50 °С).

Диоксид серы хорошо растворяется в воде (около 40 объемов в 1 объеме воды при 20 °С); при этом частично происходит реакция с водой и образуется сернистая кислота:

S02 + H20 ^=fc H2S03

Таким образом, диоксид серы является ангидридом сернистой кислоты. При нагревании растворимость S02 уменьшается и равновесие смещается влево; постепенно весь диоксид серы снова выделяется из раствора.

Молекула S02 построена аналогично молекуле озона. Ядра составляющих ее атомов образуют равнобедренный треугольник;

Здесь атом серы, как и центральный атом кислорода в моЛе-куле озона, находится в состоянии $/?2-гибридизации и угол OSO близок к 120°. Ориентированная перпендикулярно к плоскости молекулы /?г-орбиталь атома серы не участвует в гибридизации. За счет этой орбитали и аналогично ориентированных рг-орбита-лей атомов кислорода образуется трехцентровая я-связь; осуществляющая ее пара электронов принадлежит всем трем атомам молекулы.

Диоксид серы применяют для получения серной кислоты, а также (в значительно меньших количествах) для беления соломы, шерсти, шелка и как дезинфицирующее средство (для уничтожения плесневых грибков в подвалах, погребах, винных бочках, бродильных чанах).

Сернистая кислота H2S03—очень непрочное соединение. Она известна только в водных растворах. При попытках выделить сернистую кислоту она распадается на SO2 и воду. Например, при действии концентрированной серной кислоты на сульфит натрия вместо сернистой кислоты выделяется диоксид серы:

NaS03 + H2S04 = Na2S04 + S02f + H20

Раствор сернистой кислоты необходимо предохранять от доступа воздуха, иначе она, поглощая из воздуха кислород, медленно окисляется в серную кислоту:

2H2S03 + 02 = 2H2S04

Сернистая кислота — хороший восстановитель. Например, свободные галогены восстанавливаются ею в галогеноводороды;

H2S03 + С13 + НаО = H2S04 + 2НС1

i^V V Ко * U^ + ih;}

Однако при взаимодействии с сильными восстановителями сернистая кислота может играть роль окислителя. Так, реакция ее с сероводородом в основном протекает согласно уравнению:

+ IV

S + Ае~ = S°

S = S° + 2e

H2S03 + 2H2S = 3S; + зн2о

1

Будучи двухосновной (/Ci ^ 2- Ю-2, K2 = 6,3- Ю-8), сернистая кислота образует два ряда солей. Средние ее соли называются сульфитами, кислые — гидросульфитами*.

Как и кислота, сульфиты и гидросульфиты являются восстановителями. При их окислении получаются соли серной кислоты.

Сульфиты наиболее активных металлов при прокаливании разлагаются с образованием сульфидов и сульфатов (реакция самоокисления-самовосстановления):

+ IV +VI

S = S + 2e

+ IV -51

S + Qe = S

4Na2S03 = Na2S + 3Na2S04 3

1

Сульфиты калия и натрия применяются для отбеливания некоторых материалов, в текстильной промышленности при крашении тканей, в фотографии. Раствор Са (Н50з)2 (эта соль существует только в растворе) применяется для переработки древесины в так называемую сульфитную целлюлозу, из которой потом получают бумагу.

130. Триоксид серы. Серная кислота. Диоксид серы может присоединять кислород, переходя при этом в триоксид (трехокись) серы. При обычных условиях эта реакция протекает чрезвычайно медленно. Гораздо быстрее и легче она проходит при повышенной температуре в присутствии катализаторов.

Триоксид серы представляет собой бесцветную легкоподвиж* ную жидкость плотностью 1,92 г/см3, кипящую при 44,7 °С и кристаллизующуюся при 16,8°С. При хранении, особенно в присутствии следов влаги, это вещество видоизменяется, превращаясь в длинные шелковистые кристаллы.

* Гидросульфитом натрия иногда неправильно называют дитионит натрия Na^O*-*8? натриевую соль дитнонистой кислоты HsSgOji

Свободные молекулы S03 (в газообразном состоянии) построены в форме правильного треугольника, в центре которого находится атом серы, а в вершинах—атомы кислорода. Как и в молекуле S02, атом серы находится здесь в состоянии 5р2-гибриди-зации; в соответствии с этим ядра всех четырех атомов, входящих в состав